Kaukolämmön sähköistyminen osana energiajärjestelmän muutosta

Abstract

Kaukolämpö on erityisesti kylmissä maissa yleisin kaupunkien lämmitysmuoto. Energiasektorin päästöjen vähentäminen edellyttää siirtymistä fossiilisiin polttoaineisiin perustuvasta kaukolämmöntuotannosta kohti vähäpäästöisiä sähköisiä tuotantoratkaisuja. Lämmityksen suuren roolin vuoksi tällä muutoksella voidaan vaikuttaa merkittävästi kaupunkien kokonaispäästöihin. Tutkimuksen tarkoituksena on selvittää, millä tavoin kaukolämmön sähköistyminen toteutetaan ja miten se vaikuttaa energiajärjestelmään.

Sähkökattilat ja lämpöpumput ovat keskeisiä sähköisiä lämmöntuotantoteknologioita kaukolämpöjärjestelmissä. Ne mahdollistavat sähkön tehokkaan muuttamisen lämmöksi sekä joustavan käytön vaihtelevan uusiutuvien energiatuotannon lisääntyessä. Sähköiset kaukolämmöntuotantoteknologiat sopivat energiajärjestelmän joustoon, sillä niiden tehoa voidaan säätää nopeasti. Lämpövarastot tukevat sähköistymistä, sillä ne mahdollistavat lämmöntuotannon ja kulutuksen ajallisen erottamisen.

Tutkimus osoittaa, että kaukolämmön sähköistyminen on yksi energiasektorin keskeisimmistä sähköistämisen kohteista. Sen avulla voidaan vähentää lämmöntuotannon päästöjä hyödyntämällä muun muassa hukkalämpöä sekä lisätä energiajärjestelmän joustavuutta. Kaukolämmön sähköistyminen ei siis ole pelkästään tekninen muutos kaukolämmöntuotannossa, vaan sillä on merkittäviä järjestelmätason vaikutuksia. Sen avulla voidaan yhdistää hukkalämpö, sähköiset teknologiat, uusiutuva energia ja sen varastointi osaksi sähkön ja lämmön sektori-integraatiota.

District heating is the most common form of urban heating, especially in cold countries. Reducing emissions in the energy sector requires a shift from district heating production based on fossil fuels towards low emission electric production solutions. Given the major role of heating, this change can have a significant impact on cities’ overall emissions. The purpose of the study is to determine how the electrification of district heating is being implemented and how it affects the energy system.

Electric boilers and heat pumps are key electric heat production technologies in district heating systems. They enable efficient conversion of electricity into heat and flexible use as variable renewable energy production increases. Electric district heating technologies are suitable for energy system flexibility, as their power can be adjusted quickly. Thermal energy storages support electrification, as they enable the temporal separation of heat production and consumption.

The study shows that the electrification of district heating is one of the key areas of electrification in the energy sector. It can help reduce emission from heat production by utilizing waste heat, among other things, and increase the flexibility of the energy system. The electrification of district heating is therefore not just a technical change in district heating production but has significant system-level impacts. It can be used to combine waste heat, electrical technologies, renewable energy and energy storage as part of the electricity and heat sector integration.