Vanhan asuinrakennuksen energiatehokkuuden parantamisen vaikutukset energiankäyttöön ja energiakustannuksiin

Abstract

Ilmastonmuutoksen hillitseminen edellyttää globaalisti kasvihuonepäästöjen vähentämistä ja energiatehokkuuden parantamista. Asuinrakennuksessa valtaosa energiasta kuluu tilojen ja käyttöveden lämmityksen, näin ollen lämmityksessä on suuri potentiaali energiatehokkuuden parantamiselle. Tämä on näkynyt siinä, että rakennusten lämmitystä sähköistetään yhä enemmän lämpöpumpputeknologialla, jota tuetaan mahdollisesti aurinkosähkön pientuotannolla. Lämpöpumppujärjestelmällä on vaikutuksia vaihtoehtoisena lämmitysmuotona rakennusten energiankulutukseen ja huipputehontarpeeseen. Energiankulutuksen pienenemisen seurauksena myös energiakustannukset laskevat.

Tämä diplomityö tarkastelee vanhojen asuinrakennusten energiatehokkuuden parantamista lämmitysmuodon sähköistämisen ja aurinkosähkön pientuotannon avulla. Tutkimuksen tavoitteena on selvittää, kuinka nämä toimenpiteet vaikuttavat asuinrakennusten energiankulutukseen, huipputehontarpeeseen ja kustannuksiin sekä arvioida niiden taloudellista kannattavuutta. Tutkimus perustuu todellisiin kohteisiin ja analyysiin useista pääkaupunkiseudulla sijaitsevista vanhoista vesikeskuslämmitteisistä asuinrakennuksista, joissa lämmitysmuoto on vaihdettu kaukolämmöstä lämpöpumppujärjestelmään.

Tutkimus osoittaa, että lämmitysmuodon sähköistäminen ja aurinkosähkön pientuotanto voivat vähentää rakennuksen kokonaisostoenergiaa jopa kahdella kolmasosalla, antaen mahdollisuuden myös kilpailuttaa lämmitysenergia ja valita päästötön sähkösopimus, jolloin kasvihuonekaasupäästöjä voidaan vähentää entisestään. Tutkimuskohteiden energiatehokkuusinvestoinnin kannattavuus sekä energiakustannusten säästöjen suuruus on kohdekohtaista. Kannattavuus riippuu tulevaisuudessa siitä, miten kaukolämmön ja sähkön hinta tulee kehittymään.

Mitigating climate change requires global efforts to reduce greenhouse gas emissions and improve energy efficiency. In residential buildings, the majority of energy consumption is used for space and water heating, which makes heating systems a significant area for energy efficiency improvements. This is reflected in the increasing trend of electrifying building heating systems using heat pump technology, often supplemented with small-scale solar power production. Heat pump systems, as an alternative heating method, impact both the energy consumption and peak power demand of buildings. As energy consumption decreases, energy costs are also reduced.

This thesis examines the effects of improving energy efficiency in old residential buildings by electrifying heating systems and utilizing small-scale solar power. The aim of the research is to determine how these measures affect energy consumption, peak power demand, and costs, as well as to evaluate their economic feasibility. The study is based on real-life cases in the metropolitan area and it analyses several old water-heated residential buildings, where the heating system has been converted from district heating to heat pump systems.

The research demonstrates that electrifying the heating system and integrating small-scale solar power can reduce the total purchased energy of a building by up to two-thirds. This transition also enables property owners to compete for better electricity prices and select carbon-neutral energy contracts, further reducing greenhouse gas emissions. The profitability of energy efficiency investments and the magnitude of energy cost savings are case-specific and will depend on future developments in district heating and electricity prices.