Vähähiiliset lämmönlähteet ja matala siirtolämpötila kaukolämpöjärjestelmissä

Miika Rämä

Tutkimustuotos: Doctoral ThesisCollection of Articles

Abstrakti

Energian tuotanto on nykyisellään suurin ihmisen toiminnan seuraksena syntyvien kasvihuonekaasupäästöjen (KHK) lähde yli kolmanneksen osuudellaan globaaleista KHK-päästöistä. Energian kulutuksesta lämmitys ja jäähdytys puolestaan vastaavat yli puolta koko maailman energian loppukulutuksesta. Kaupunkialueiden on arvioitu vastaavan 76 %:sta globaalia energian kulutusta ja 37-49 % KHK-päästöistä. Kaupunkien olennainen rooli ilmastonmuutoksen hillinnässä yhdistettynä lämmitys- ja jäähdytyssektorin merkitykseen osoittavat kaupunkialueiden olevan avainroolissa pohdittaessa tarvittavia päästövähennystoimia. Tämä on myös se ympäristö, jossa kaukolämpö (KL) ja kaukojäähdytys (KJ) voivat näytellä tärkeää roolia. Molemmat edustavat energiaratkaisuita tiheästi asutetuille alueille. Tämä väitöskirja keskittyy KL-järjestelmien kehittämiseen tutkimalla mahdollisuuksia parantaa järjestelmien tehokkuutta ja lisäämällä uusiutuvien lämmönlähteiden osuutta. Osana kokonaisuutta arvioidaan myös matalamman KL:n siirtolämpötilan merkitystä. Lämmönlähteistätyössä arvioidaan lämpöpumppujen, aurinkokeräimien ja ydinkaukolämmön toimintaa. Saman suuruisella investoinnilla keskitetyt aurinkokeräimet tuottavat 4-5 kertaa enemmän lämpöä kuin hajautetut rakennuskohtaiset keräimet. Lämpöpumput puolestaan peittoavat keskitetyt keräimet 9-30 suuremmalla tuotannolla, olettaen saman investoinnin. Ydinkaukolämmön toteutettavuus on taas voimakkaasti kytköksissä kaukolämmön tarpeeseen sekä laitoksen ja KL-järjestelmän väliseen etäisyyteen. Matala siirtolämpötila pienentää lämpöhäviöitä ja parantaa järjestelmään kytkettyjen lämmönlähteiden hyötysuhdetta. Sekä lämpöpumput että aurinkeräimet hyötyvät matalasta siirtolämpötilasta. Hyötyjen ja kustannusten reilu ja läpinäkyvä kohdistaminen on esivaatimus siirtymälle matalampiin siirtolämpötiloihin stelmän eri toimijoiden roolien johdosta. Hyödyt näkyvät lämmön tuotannossa ja siirrossa (kaukolämpöyhtiö), mutta kustannukset ovat pääosin seurausta vaadittavista rakennustason muutoksista (asiakkaat). Matalammat siirtolämpötilat edellyttävät myös tarkempaa lämpötilojen hallintaa siirtoverkossa, joka puolestaan korostaa simulointityökalujen merkitystä sekä suunnittelussa että operatiivisessa toiminnassa. Sekä lämpöpumput että aurinkokeräimet hyötyvät matalasta siirtolämpötilasta.
Julkaisun otsikon käännösVähähiiliset lämmönlähteet ja matala siirtolämpötila kaukolämpöjärjestelmissä
AlkuperäiskieliEnglanti
PätevyysTohtorintutkinto
Myöntävä instituutio
  • Aalto-yliopisto
Valvoja/neuvonantaja
  • Syri, Sanna, Vastuuprofessori
Kustantaja
Painoksen ISBN978-952-60-3974-9
Sähköinen ISBN978-952-60-3977-0
TilaJulkaistu - 2020
OKM-julkaisutyyppiG5 Tohtorinväitöskirja (artikkeli)

Tutkimusalat

  • kaukolämpö
  • energiajärjestelmät
  • vähähiilinen lämpö
  • matala siirtolämpötila
  • lämpöpumput
  • aurinkokeräimet
  • ydinkaukolämpö

Sormenjälki Sukella tutkimusaiheisiin 'Vähähiiliset lämmönlähteet ja matala siirtolämpötila kaukolämpöjärjestelmissä'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

Siteeraa tätä