Työkoneet louhivat nyt kiveä ja maata kiihtyvällä tahdilla Vantaan Kuusikonmäessä. Maanantaina alkaneessa louhinnassa yli miljoona kuutiota louhetta siirretään pois Kehä III:n alta, kun Vantaan Energia rakentaa Kuusikonmäkeen kooltaan ja kapasiteetiltaan maailman suurinta lämmön kausivarastoa – Varantoa.
Louhinta kestää noin kolme vuotta. Valmista pitäisi tulla viimeistään vuonna 2029, jolloin Varanto saataisiin käyttöön. Varastoon säilötään vesijohtovettä, jonka lämpötilamuutokseen saadaan varastoitua energiaa kaukolämpökierron avulla.
Noin 300 miljoonan euron hanke kertoo valtavasta muutoksesta Suomen energiajärjestelmässä, mutta tässä tapauksessa ennen kaikkea kaukolämpöjärjestelmässä. Lämmityksessä näyttää tapahtuvan nyt muutamassa vuodessa enemmän kuin on tapahtunut moneen vuoteen.
”Näin juuri”, sanoo Vantaan Energian liiketoimintajohtaja Kalle Patomeri.”Tässä on jo useampi vuosi haettu ratkaisua siihen, miten pystymme hoitamaan lämmityksen suuressa kaupungissa ilman perinteistä fossiilisen tai edes biopolttoaineen polttamista.”
Lämmitystarve voi kymmenkertaistua vuoden aikana
Haaste on valtava, sillä kaupunkien ja taajamien suurin ongelma on hanskata talven kovimpien pakkasten aiheuttama lämmityksen huippukulutustilanne. Asiaa voi suhteuttaa siten, että todellisuudessa lämmitystarve voi yli kymmenkertaistua kesästä huippupakkaseen, vaikka sähkönkulutus ainoastaan kaksinkertaistuu.
Vantaalle nyt rakentuvan lämpövaraston 1,1 miljoonan kuution tilavuutta voi verrata koko maan tilanteeseen. Energiateollisuuden uusimmassa tilastossa kaikkiaan erityyppisiä lämpövarastoja on eri yhtiöillä noin 409 000 kuutiota. Niiden yhteenlaskettu maksimikapasiteetti on 26,2 gigawattituntia. Varannon maksimikapasiteetti on 90 gigawattituntia.
”Määrää voi verrata siihen, että Varannon kapasiteetti riittäisi keskikokoisen kaupungin lämmitystarpeisiin vuodeksi. Vantaan tarpeisiin tarvittaisiin kyllä 17 Varantoa”, Patomeri hymähtää.
Patomeren mukaan moni asia on ehtinyt muuttua 4,5 vuotta sitten aloitetun hankkeen suunnittelussa.
Varannon louhiminen ja rakentaminen piti alkaa jo vuosi sitten. Investoinnin hinta-arvio oli aiemmin 200 miljoonaa euroa. ”Tämä luola on suunniteltu käyttöön seuraavaksi sadaksi vuodeksi.”
”Alun perin tämän piti olla puhdas lämmön kausivarasto, jossa vesi olisi ollut sata-asteista, kuten kaikissa muissa lämpövarastoissa on.”
Edessä energian hybridijärjestelmä
”Nyt kun veden lämpötila on mahdollista nostaa jopa 140 asteeseen, tästä tulee lämmön ja sähkön joustoelementti. Tämä mahdollistaa meidän toimimisen pääkaupunkiseudun lämpömarkkinoilla, kun olemme yhteydessä Helsinkiin, Espooseen, Keravaan ja Tuusulaan.”
Jousto tarkoittaa sitä, että Varannon, sähköisen tuotannon, hukkalämpöjen ja kaukolämmön älykkään ohjaamisen avulla syntyy järjestelmä, jossa Vantaa pystyy entistä tarkemmin optimoimaan, millä tuotantomuodolla lämpöä tuotetaan milläkin hetkellä.
Patomeri puhuukin hybridijärjestelmästä, jossa lämpöpumput, sähkökattilat, hukkalämpö ja suuret varastot pitää saada toimimaan mahdollisimman tehokkaasti keskenään.
”Jos euroja miettii, niin Varannon liikevaihdosta yksi kolmasosa tuloista tulee siitä, että varastoimme lämpöä kausivarastoon ja kaksi kolmasosaa tuloista saadaan lämpö- ja sähkömarkkinoiden säätämisestä.”
Hyvinkää varastoi lämpöä soramonttuun
Kaikki energiayhtiöt joutuvat pohtimaan samoja peruskysymyksiä. Pääkaupunkiseudun ulkopuolella Hyvinkäällä Hyvinkään Lämpövoima rakentaa parhaillaan vanhaan soramonttuun valtavaa katettua vesiallasta, jonka suunniteltu koko on 380 000 kuutiometriä ja varastointikapasiteetti 18-20 gigawattituntia.
Kyseessä on maailman suurin lämmön niin sanottu kuoppavarasto (PTES = Pit Thermal Energy Storage) ja samalla ensimmäinen laatuaan Suomessa. Investoinnin koko on 33 miljoonaa euroa ja se valmistuu syksyllä 2027.
Lämpö varastoidaan sorakuopalla suureen pinnoitettuun altaaseen, jossa on puhdasta vesijohtovettä. Lämpövarasto varustetaan kelluvalla kansirakenteella, jotta lämpö ei haihdu vesialtaasta ilmaan. Lämpövarastossa hyödynnettävä lämpö on peräisin Hyvinkäällä ja sen lähialueilla syntyvistä teollisista hukkalämmöistä.
Hyvinkään Lämpövoiman Sanna Kytömäki sanookin, että lämpövarasto on merkittävä osa Hyvinkään tulevaisuuden kaukolämpöjärjestelmää, jossa lämpö tuotetaan kokonaan hukkalämmöillä ja uusiutuvilla lämmönlähteillä.
Hyvinkään investointi on suhteessa selvästi halvempi kuin Vantaan investointi, mikä johtuu selvästi vähemmän vaativista rakentamisolosuhteista.
LUT-yliopiston energiajärjestelmien emeritusprofessori Esa Vakkilainen kehuukin erityisesti sitä, että energiavarastointi on siirtynyt tunneista ja vuorokausista koko vuoden mittakaavaan.
”Kun lämpöä voidaan siirtää kesästä talveen, säästetään polttoaineita ja hinnat pysyvät paremmin kurissa”, Vakkilainen sanoo tiedotteessa.
Datakeskusten hukkalämpö sopii tähän kuvioon täydellisesti. Datakeskukset tuottavat lämpöä ympäri vuoden, ja kun se saadaan varastoitua tehokkaasti, puhutaan aidosta kiertotaloudesta.
Vesivarastot ovat suurissa ratkaisuissa tällä hetkellä teknisesti ja taloudellisesti järkevimpiä. Veden etuna on, että ne toimivat varmasti.
Hiekka-akuilla on oma markkinansa
Vakkilaisen mukaan paljon puhutut hiekkavarastot ovat lupaavia, mutta vielä kooltaan pieniä.
Silti ne voivat toimia ja olla pienemmillä paikkakunnilla juuri oikea ratkaisu. Esimerkiksi Pornaisissa Loviisan Lämpö sai kesällä valmiiksi Polar Night Energyn (PNE) kehittämän teollisen mittakaavan hiekka-akun Pornaisten kaukolämpöverkolle. Hiekka-akku vihittiin käyttöön elokuussa.
Vaikka hiekka-akun teho on vain 1 megawatti ja varastointikapasiteetti 100 megawattituntia, se on silti noin kymmenen kertaa suurempi kuin alunperin Kankaanpäässä vuonna 2022 Vatajankoskelle rakennettu hiekka-akku. Loviisan Lämmön arvion mukaan Pornaisten kaukolämpöverkon päästöt tulevat laskemaan tälläkin järjestelmällä noin 70 prosentilla.
PNE:n hiekka-akkuun uskotaan myös Lahdessa. Lahti Energia kertoi muutama viikko sitten investoivansa Vääksyn kaukolämpöverkkoon Pornaista suuremman hiekka-akun, jonka teho on kaksi megawattia ja varastointikapasiteetti 250 megawattituntia.
Työt alkavat ensi vuonna ja valmista pitäisi tulla kesällä 2027. Hiekka-akun avulla Vääksyn kaukolämpöverkon lämmön tuotannon fossiiliset päästöt vähenevät yhtiön arvion mukaan noin 60 prosenttia vuodessa.
Hiekka-akut näyttävätkin toimivan sopivasti juuri pienten taajamien päästöjen vähentäjinä.