Kaukolämmön tuotantomuotojen päästöjen vertailu

Abstract

Kaukolämpö on merkittävä osa Suomen energiajärjestelmää, ja sen päästöjen vähentäminen on keskeistä ilmastotavoitteiden saavuttamisessa. Kaukolämmön sähköistyminen, erityisesti lämpöpumppujen ja sähkökattiloiden avulla, on noussut vaihtoehdoksi fossiilisten polttoaineiden käytön vähentämisessä. Tässä tutkielmassa tarkastellaan eri kaukolämmön tuotantomuotojen käyttöperäisiä päästöjä ja vertaillaan sähköisiin ratkaisuihin perustuvia tuotantomuotoja perinteisiin polttoon perustuviin järjestelmiin.

Tutkimus toteutetaan laskennallisena analyysinä, jossa muodostetaan tuntikohtainen lämmitysprofiili koko vuoden ajalle hyödyntäen historiallista lämpötiladataa. Lämmöntuotannon päästöt lasketaan olettaen yhden tuotantomuodon kattavan koko lämmöntarpeen kerrallaan. Tarkastelu rajataan käyttöperäisiin päästöihin, eikä elinkaarivaikutuksia huomioida. Tuloksista selvisi sähköiseen kaukolämpöön perustuvien ratkaisujen tarjoavan merkittävän päästövähennyspotentiaalin verrattuna perinteisiin polttoaineisiin. Siinä missä kivihiilen ja öljyn päästöt pysyivät tarkastelujaksolla lähes vakiona, sähköisten tuotantomuotojen päästöt laskivat voimakkaasti. Tämä kehitys selittyy Suomen sähköntuotannon merkittävällä puhdistumisella vuosien 2021 ja 2025 välillä.

District heating is a significant part of the Finnish energy system, and reducing its emissions is central in achieving climate targets. The electrification of district heating, especially with the help of heat pumps and electric boilers, has emerged as an alternative in reducing the use of fossil fuels. This thesis examines the operational emissions of various district heating production methods and compares production methods based on electrical solutions to traditional combustion based systems.

The research is carried out as a computational analysis, where an hourly heating profile is created for the entire year utilizing historical temperature data. The emissions of heat production are calculated assuming one production method covers the entire heat demand at a time. The examination is limited to operational emissions, and life cycle impacts are not taken into account. The results indicate that solutions based on electric district heating offer significant emission reduction potential compared to traditional fuels. While emissions from coal and oil remained almost constant during the observation period, the emissions of electrical production methods decreased strongly. This decline is explained by the significant greening of Finland's electricity production between 2021 and 2025.