Greenhouse gas emission reduction possibilities of district heating in Finland

Abstract

The aim of this paper is to examine how different factors have affected the greenhouse gas emissions of Finnish district heating production and the shares of renewable energy sources in district heating production. Factors under review include fuels used in the past in district heating production, ownership of district heating operations, municipal climate agreements, and new generation district heating-related technologies and business models. A quantitative method is used in this paper, in which the averages of the specific emissions, total emissions and renewable energy shares of the systems divided into different groups are compared. Based on the results of this paper, an assessment will be made of how well Finland's district heating has transitioned towards renewable energy production so far, and suggestions will be given on how to further reduce greenhouse gas emissions of district heating production. According to the results, fuels used in the past in district heating production have an impact on current district heating emissions. In addition, systems in which the municipality is part of climate agreements have achieved greater reductions in district heating emissions than in municipalities where the municipality is not part of climate agreements. Found results on district heating ownership are that systems owned by the local municipality, or by various local actors, have achieved the highest shares of renewable energy. The new generation of technologies and business models were not seen to have an impact on emissions or renewability shares. So far, large shares of renewable energy are based on biomass, waste incineration and residual heat recovery. The paper proposes piloting and introduction of new non-combustion to further reduce greenhouse gas emissions.

Tämän työn tavoitteena on tarkastella, miten eri tekijät ovat vaikuttaneet Suomen kaukolämmön tuotannon kasvihuonekaasupäästöihin ja uusiutuvan energialähteiden osuuksiin kaukolämmön tuotannossa. Tarkastelussa olevat tekijät ovat aiemmin käytössä olleet polttoaineet kaukolämmön tuotannossa, kaukolämpötoiminnan omistajuus, kuntien ilmastosopimukset, sekä uuden sukupolven kaukolämpöön liittyvät teknologiat ja liiketoimintamallit. Työssä käytetään kvantitatiivista metodia, jossa eri ryhmiin jaoteltujen systeemien ominaispäästöjen, kokonaispäästöjen ja uusiutuvan energian osuuksien keskiarvoja vertaillaan keskenään. Työn tulosten perusteella arvioidaan, kuinka hyvin Suomen kaukolämpö on siirtynyt kohti uusiutuvia energiantuotantomuotoja tähän mennessä ja annetaan ehdotuksia, miten kaukolämmön tuotannon kasvihuonekaasupäästöjen vähentämistä tulisi jatkaa edelleen. Työn tulosten mukaan kaukolämmön tuotannossa aiemmin käytössä olleilla polttoaineilla on vaikutusta myös nykyisiin kaukolämmön päästöihin. Lisäksi systeemeissä, joissa paikallinen kunta kuuluu ilmastosopimuksiin, on saavutettu suuremmat kaukolämmön päästövähenemät, kuin systeemeissä, joissa ei paikallinen kunta ei kuulu ilmastosopimuksiin. Kaukolämmön omistajuuden osalta systeemit, jotka ovat paikallisen kunnan tai useiden paikallisten toimijoiden omistuksessa, ovat saavuttaneet suurimmat uusiutuvan energian osuudet. Uuden sukupolven teknologioilla ja liiketoimintamalleilla ei nähty olevan merkittävää vaikutusta kaukolämmön kasvihuonekaasupäästöihin toistaiseksi. Suuret uusiutuvan energian osuudet perustuvat tällä hetkellä biomassaan, jätteenpolttoon ja hukkalämmön talteenottoon. Työssä ehdotettiin päästöjen vähenemisen jatkamiseksi uusien polttoon perustumattomien teknologioiden pilotointia ja käyttöönottoa.