Rakennusten lämmityksen ilmastovaikutukset

Rakennusten lämmityksen kasvihuonekaasupäästöt ovat noin 30 % Suomen kokonaispäästöistä. Kunnat voivat vaikuttaa päästöihin tiedottamalla asukkailleen lämmitysenergian säästömahdollisuuksista, huolehtimalla omien rakennustensa järkevästä lämmityksestä, huomioimalla energiatehokkuuden omissa uudisrakennus- ja remonttikohteissaan sekä suosimalla kunnan alueella uusiutuvaan energiantuotantoon keskittyviä yrityksiä. 

Rakennusten lämmitystavat Suomessa

Yleisimmät rakennusten lämmitystavat ovat kaukolämpö ja sähkölämmitys (kuva 1). Kaukolämpö on taajamien pääasiallinen lämmitysmuoto. Asuinkerrostaloista yli 90 % lämmitetään kaukolämmöllä. Pientaloissa kaukolämmön osuus on huomattavasti pienempi.

Kaukolämpö tuotetaan lämmön ja sähkön yhteistuotantolaitoksissa (Combined Heat and Power, CHP) tai lämpökeskuksissa. Yhteistuotantolaitokset eli lämmitysvoimalaitokset ovat energiatehokkain vaihtoehto. Kaukolämpöön voidaan käyttää myös teollisuuden ylijäämälämpöä ja mm. kaatopaikkojen biokaasujen poltosta syntyvää lämpöä. Pelkkää lämpöä tuottavat lämpökeskukset ovat pienten paikkakuntien ratkaisu, kun muita lämmönlähteitä ei ole käytettävissä. Tällöin polttoaineena käytetään esim. puuta, kivihiiltä tai öljyä.

Sähkölämmityksen alkuinvestoinnit ovat edulliset, mutta se kuluttaa enemmän energiaa kuin muut lämmitystavat. Sähkölämmityksen ekologisuutta voidaan parantaa ostamalla vihreää sähköä.

Rakennuskanna polttoaineet © Heljo Juhani & Laine Hannele 2005. Sähkölämmitys ja lämpöpumput sähkönkäyttäjinä ja päästöjen aiheuttajina Suomessa - Näkökulma ja malli sähkönkäytön aiheuttamien CO2-ekv-päästöjen arviointia varten. Tampere 2005.

Kuva 1. Suomen rakennuskannan lämmitystapojen jakautuminen vuonna 2001 [1].

Polttoainelämmityksessä rakennukseen asennetaan lämpökattila ja lämpö tuotetaan jollakin fossiilisella tai uusiutuvalla polttoaineella. Eri polttoaineet vaativat erilaisen kattilan ja lämmitysjärjestelmän. Aiempina vuosina öljy on ollut käytetyin polttoaine, mutta hinnanvaihteluiden ja epäekologisen maineensa vuoksi se on menettänyt suosiotaan puulle, pelletille ja maakaasulle.

Lämpöpumput tarvitsevat toimiakseen sähköä. Niiden tehokkuutta kuvataan lämpökertoimella, joka kertoo pumppujen tuottaman lämmön suhteen niiden kuluttamaan sähköenergiaan. Suomessa kertoimet ovat tyypillisesti 2–2,5. Suoraan sähkölämmitykseen verrattuna ilma-vesilämpöpumpulla voidaan säästää 40–60 % lämmitysenergiakustannuksista, poistoilmalämpöpumpulla noin 40 % ja maalämpöpumpulla 60–70 %.

Sähkölämmitys on viime vuosina menettänyt osuuttaan maalämmölle ja poistoilmalämpöpumpulle. Öljylämmitys on uudisrakentamisessa kutistunut marginaaliseksi.

Rakennusten lämmityksessä syntyy päästöjä

Rakennusten lämmityksen kasvihuonekaasupäästöt ovat noin 30 % Suomen kokonaispäästöistä (kuva 2). Kotitalouksissa lämmitys on suurin yksittäinen energiankuluttaja. Asumisen osuus suomalaisen kokonaispäästöistä on noin 30 % ja tästä lämmityksen osuus on 50 % ja käyttöveden lämmityksen 20 %.

päästöt suomessa © Heljo Juhani, Nippala Eero & Nuuttila Harri 2005. Rakennusten energiankulutus ja CO2-ekv- päästöt Suomessa – Ympäristöklusterin tutkimusohjelma Rakennuskannan ekotehokkaampi energiankäyttö (EKOREM) -projekti, Loppuraportti. Tampere 2005. http://www.tut.fi/units/rak/rtt/tutkimus/ekorem/EKOREM_Loppuraportti_051214.pdf
Kuva 2. Arvio Suomen kasvihuonekaasupäästöistä ja niiden jakautumisesta 2003. Rakennusten lämmityksen osuus on kuvassa yhteensä 26 % eli 22,3 Mt CO2-ekv [2].

Lämmityksen päästöjä voidaan vähentää

Yksinkertaisin tapa säästää energiaa lämmityksessä on laskea rakennuksen lämpötilaa. Asuin- ja toimistotilojen lämpötilan tulisi olla 20–22 °C. Varastotiloissa ja vastaavissa lämpötila voi olla alempi. Lämpötilan tarkka säätö on tärkeää, sillä jo yhden asteen muutos sisälämpötilassa voi merkitä viiden prosentin muutosta lämmityksen energiantarpeessa. Myös tilojen käyttöä kannattaa miettiä niin, ettei tila kuluta suhteettoman paljon energiaa käyttöasteeseensa nähden. Käyttöveden lämmitys edustaa noin 20 prosenttia lämmityskuluista, joten pitkien lämpimien suihkujen ja kylpyjen välttäminen säästää lämmitysenergiaa.

Toinen tärkeä keino on rakennuksen eristyksestä huolehtiminen. Huomiota tulisi kiinnittää eristysmateriaaleihin, eristyksen paksuuteen sekä ikkunoihin ja muihin vuotokohtiin. Vanhoissa rakennuksissa hukkaenergia ikkunoiden kautta voi olla hyvin merkittävää, jolloin ikkunoiden uusiminen monikerroksisiksi voi tulla kannattavaksi.

Ilmalämpöpumppu on tehokas keino erityisesti pientalojen energiankulutuksen vähentämiseksi. Laitteet ovat suhteellisen edullisia (asennuksineen 1 200–3 500 €) ja maksavat itsensä takaisin energiansäästönä. Lämmitykseen käytettävää energiaa säästyy tyypillisesti 30–40 %. Ilmalämpöpumpullisissa ja muissakin sähkölämmitteisissä taloissa takan poltto kovimmilla talvipakkasilla on myös tehokas energiansäästökeino. Ilmastoinnin tehostaminen ja poistoilman lämmön talteenotto parantavat huomattavasti energiatehokkuutta, mutta niissä alkuinvestoinnit voivat nousta korkeiksi. Sama koskee koko lämmitysjärjestelmän vaihtoa esim. öljylämmityksestä maalämpöön.

Uudisrakentamisessa voidaan tehdä kauaskantoisia energiatehokkaita ratkaisuja (taulukko 1). Erityistä huomiota tulee kiinnittää eristykseen ja tehokkaaseen ilmanvaihtoon, joka ottaa poistoilman lämmön talteen. Matalaenerginen talo kuluttaa tyypillisesti 50 % vähemmän energiaa lämmitykseen kuin keskiverto erillistalo. Eristyksen jälkeen suurin päästöihin vaikuttava tekijä on lämmitysjärjestelmä.

Taulukko 1. Eri lämmitystapojen päästökertoimet [3], [1]. Päästökertoimien avulla voidaan laskea lämmityksen kasvihuonekaasupäästöt.

Eri lämmitystapojen päästökertoimet (Motiva Oy 2004, Heljo & Laine 2005)
LämmitystapakgCO2/MWhHuom.
Kaukolämpö:  
Kaukolämpö, yhteistuotanto (CHP)220 
Kaukolämpö, erillistuotanto20-450Vaihtelee tuotantotavan mukaan
Sähkö:   
Keskimääräistarkastelu200Vaihtelee tuotantotavan mukaan
Marginaalitarkastelu700 
Lämmityssähkö esimerkkiarvo400Heljo & Laine 2005
Lämpöpumput:  
Maalämpön. 60-70Vaihtelee käytettävän sähkön mukaan
Poistoilmalämpöpumppun. 120Vaihtelee käytettävän sähkön mukaan
Ilma-vesilämpöpumppun. 80-120Vaihtelee käytettävän sähkön mukaan
Polttoaineet:  
Raskas polttoöljy279 
Kevyt polttoöljy267 
Maakaasu202 
Nestekaasu227 
Turve382 
Kivihiili341 
Koksi389 
Puuperäiset polttoaineet0Hiilineutraaleja

Puut sitovat elinaikanaan yhtä paljon hiilidioksidia kuin niitä poltettaessa vapautuu. Polttopuun tai pelletin laatuun kannattaa kuitenkin kiinnittää huomiota, sillä se vaikuttaa pienhiukkaspäästöihin. Toiseksi vähiten päästöjä aiheuttaa maalämpö, mutta se on lähinnä haja-asutusalueille sopiva lämmityskeino. Sitä kannattaa aina harkita, jos alkuinvestoinnit eivät kasva liian suuriksi.

Taajama-alueilla kokonaistaloudellisesti edullisin ratkaisu on yhteistuotannolla tuotettu kaukolämpö, jonka energiatehokkuutta voidaan lisätä käyttämällä teollisuuslaitosten ylijäämälämpöä ja kaatopaikalla tuotettua lämpöä. Sähkön päästökerroin on keskimääräistarkastelussa hieman pienempi kuin kaukolämmön, mutta käytännössä sähkön käytön päästöt kasvavat huomattavan suuriksi kovien pakkasten aikana. Energiankäytössä syntyy tällöin korkea kulutuspiikki, joka on ongelmallinen sähköntuotannolle. Usein sähkölämmityksen päästöille käytetäänkin marginaalikerrointa, joka on huomattavasti suurempi. Heljo ja Laine [1] ovat esittäneet myös esimerkkiarvon 400 kgCO2/MWh, jossa sähköntuotannon päästöjen vaihtelu on paremmin huomioitu. Poistoilmalämpöpumppu ja ilma-vesilämpöpumppu ovat hyviä yksittäisratkaisuja päästöjen vähentämiseksi. Niiden päästöt riippuvat käytettävän sähkön määrästä ja tuotantotavasta, mutta ovat aina pienemmät kuin suoran sähkölämmityksen.

Kaukolämmön erillistuotannon päästöt vaihtelevat huomattavasti tuotantotavan mukaan. Jos lämpö tuotetaan pääosin teollisuuden sivutuotteena tai uusiutuvilla energianlähteillä, sen päästöt ovat matalat. Fossiilisia polttoaineita käytettäessä päästöt nousevat korkeiksi.

Kuvassa 3 on esitetty eri keinojen potentiaaleja lämmitysenergian kulutuksen vähentämisessä omakotitaloissa. Kuvasta nähdään, että suurimmat vuosittaiset säästöt energiankulutukseen saadaan maalämpöpumpulla tai kahdella ilmalämpöpumpulla. Seuraavaksi tehokkaimmat keinot ovat ilmavaihdon poistoilman lämmön talteenotto tai poistoilmalämpöpumppu. Seinien lisäeristyksellä (150 mm -> 200 mm) on mahdollista saada noin 3 100 kWh/a säästöä, mutta sen kustannukset nousevat hyvin korkeiksi. Lisäeristyksen tekeminen on siten kannattavaa vain muutenkin tehtävän remontin yhteydessä. Talon yläpohjan lisäeristäminen (200 mm -> 500 mm) sen sijaan on kustannustehokas toimenpide, samoin valaistuksen muuttaminen hehku- ja halogeenivalaisimista pienloistelampuiksi. Ikkunoiden uusiminen (U-arvo 2 -> 0,8) tulee suhteellisen kalliiksi, mutta parantaa toisaalta myös asumismukavuutta vähentämällä vetoisuutta.

Säästökeinoja
Kuva 3. Lämmitysenergian säästökeinojen investointikustannuksia (€) ja vuosittaisia energiansäästöjä (kWh/a) [4].

Kuntien vaikutusmahdollisuudet

Kunnat voivat vaikuttaa alueensa rakennusten lämmityksen päästöihin tiedottamalla asukkailleen lämmitysenergian säästömahdollisuuksista, huolehtimalla omien rakennustensa järkevästä lämmityksestä, huomioimalla energiatehokkuuden omissa uudisrakennus- ja remonttikohteissaan sekä suosimalla kunnan alueella uusiutuvaan energiantuotantoon keskittyviä yrityksiä.

Omakotitaloilla on kaikista rakennustyypeistä suurin energiansäästöpotentiaali. Esimerkiksi Rinteen [4] tutkimissa viidessä kunnassa pientalot vastasivat 43 prosentista kuntien rakennusten kokonaisenergiansäästöpotentiaalista. Tämän vuoksi kunnilla on tärkeä tehtävä tiedottaa alueensa asukkaille lämmitysenergian säästömahdollisuuksista ja niiden hyvistä vaikutuksista. Tiedotukseen tulisi sisältyä yksittäisten ihmisten keinot vaikuttaa omiin lämmityskuluihinsa (sisäilman lämpötilan säätö, lämpimän veden käyttö, ilmalämpöpumppu jne.) sekä energiatehokkaiden lämmitysvaihtojen (maalämpö, puu-/pellettilämmitys, kaukolämpö) esittely yleisemmällä tasolla. Jos kunnalla on jokin erityispiirre, kuten vähäpäästöinen kaukolämmön erillistuotantolaitos, sitä kannattaa mainostaa.

Omien rakennustensa lämmityksessä kunnan tulisi toimia esimerkkinä pitämällä lämpötila sopivana ja välttämällä tyhjien ja vähän käytettyjen rakennusten turhaa lämmitystä. Myös tilojen käyttöä kannattaa miettiä, ettei kunnan toimitiloissa ole turhaan tyhjiä huoneita. Uudisrakentamisessa tulisi suosia matalaenergiataloja ja suunnitella rakennusten lämmitys huolella ympäristönäkökohdat huomioiden. Remonttikohteissa huomiota kannattaa kiinnittää eristykseen ja esimerkiksi ikkunoiden mahdolliseen uusimistarpeeseen.

Lähteet

  1. Heljo, J. & Laine, H. 2005. Sähkölämmitys ja lämpöpumput sähkönkäyttäjinä ja päästöjen aiheuttajina Suomessa - Näkökulma ja malli sähkönkäytön aiheuttamien CO2-ekv päästöjen arviointia varten Tampereen teknillinen yliopisto. Rakentamistalouden laitos. Raportti 2005:2. http://webhotel2.tut.fi/ee/Materiaali/Ekorem/EKOREM_LP_ja_sahko_raportti_051128.pdf
  2. Heljo, J., Nippala, E. & Nuuttila, H. 2005. Rakennusten energiankulutus ja CO2-ekv- päästöt Suomessa – Ympäristöklusterin tutkimusohjelma Rakennuskannan ekotehokkaampi energiankäyttö (EKOREM) -projekti, Loppuraportti. Tampereen teknillinen yliopisto. Rakentamistalouden laitos. Raportti 2005:4. 105 s. http://webhotel2.tut.fi/ee/Materiaali/Ekorem/EKOREM_Loppuraportti_051214.pdf
  3. Motiva Oy. 2004. Yksittäisen kohteen CO2-päästöjen laskentaohjeistus sekä käytettävät CO2-päästökertoimet. 12 s. http://www.motiva.fi/files/209/Laskentaohje_CO2_kohde_040622.pdf
  4. Rinne, S. 2009. Kuhmoisen, Padasjoen, Parikkalan, Mynämäen ja Uudenkaupungin rakennusten energiankäytön tehostamis- ja säästöselvitys. Versio 2. Enespa Oy, Jyväskylä. 38 s. http://www.ymparisto.fi/download.asp?contentid=121367&lan=fi

Tuottajatahot