Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri

Transcription

s
Näkymä vuoteen 2030
Helsinki
Aalto-yliopiston ja Siemens AG:n tutkimusprojekti
Helsingin kestävän kehityksen urbaania infrastruktuuria koskevan tutkimusprojektin lopuksi Siemens kiittää yhteistyökumppaneita ja paikallishallintoa osallistumisesta projektiin.
Haluamme erityisesti kiittää:
• Aalto-yliopistoa tutkimukseen osallistumisesta sekä skenaarioiden ja tietojen täsmentämisestä
• Helsingin kaupunkia kannustavasta yhteistyöstä sekä tutkimuksen havaintoja ja ideoita koskevista keskusteluista
• Helsingin Energiaa energian tuotantoa, sähkön jakelua ja rakennuksia koskevista arvokkaista neuvoista sekä osallistumisesta ryhmätöihin ja keskusteluihin
• HKL:ää osallistumisesta ryhmätöihin ja keskusteluihin sekä paikallisliikenteen suunnittelua koskevista kiinnostavista näkemyksistä
• HSL:ää osallistumisesta ryhmätöihin ja keskusteluihin sekä kaupunkiliikenteen suunnittelua koskevista kiinnostavista näkemyksistä
• Palmiaa rakentamiseen liittyvistä suunnitelmista sekä rakentamiseen liittyviä tekniikoita ja keinoja koskevista neuvoista
• HKR:ää osallistumisesta ryhmätöihin ja keskusteluihin sekä kaupunkirakentamisen suunnittelua koskevista kiinnostavista näkemyksistä
Sujuva yhteistyö paikallishallinnon, Aalto-yliopiston ja muiden osallistujien kanssa mahdollisti sen, että tämä tutkimus Helsingin ympäristövaikutuksista voitiin toteuttaa laajasti ja
monipuolisesti sekä saada valmiiksi suunnitellusti. Kiitämme kaikkia projektissa mukana olleita arvokkaista neuvoista ja aktiivisesta osallistumisesta hankkeeseemme.
Siemens toivoo, että ehdotettujen toimenpiteiden mahdollinen toteuttaminen lisää hyvinvointia Helsingissä.
2
Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki
Sisältö
Tiivistelmä
5
Johdanto
Nykytilanne ja kehityksen arviointi
Strategioita ja suunnitelmia
Helsinki ja Itämeri
11
12
14
15
Rakennukset
Helsingin hiilidioksidiprofiili
Tärkeimmät mahdollisuudet ja skenaariot
Esimerkkejä muista kaupungeista
Toteutusmalli
Tulevaisuudennäkymiä
Haastattelu
19
20
23
24
25
26
27
Lämmön- ja energian tuotanto
Kehityssuunnat ja haasteet EU-lainsäädännön vaikutus päästöjen vähentämiseen
Toteutusmallit
Haastattelu
29
30
34
38
40
41
42
43
Energian jakelu
Jakelu Pohjoismaissa ja Helsingissä
Toteutusmallit
45
46
48
50
51
56
Liikenne
Katuvalaistus
Top-down: mahdollisuudet ja skenaariot
Toteutusmalli
Haastattelu
59
60
66
67
73
74
76
77
Tapaustutkimus: Vuosaaren vihreä satama
Nykytilanne ja perusskenaario
Keinot ja suositukset CO 2 -päästöjen vähentämiseksi
Esimerkkejä muista satamista
Johtopäätös
79
80
83
83
86
87
Rahoitus
89
Menetelmät
Tietojen keräys ja nykyisen energiankäytön arvio
Hiilijalanjälki
Perusskenaarion ja optimiskenaarion laskelma
Toteutusmallien laskelmat
93
94
94
95
97
Liitteet
Luettelo keinoista
Tiedot
Lähteet
99
100
101
104
3
4
Tiivistelmä
Helsingin hiilidioksidipäästöjä
voidaan vähentää 60 %
vuoteen 2030 mennessä.
5
Tiivistelmä
H
elsingin kaupunki tähtää hiilidioksidipäästöjen merkittävään
vähentämiseen lähitulevaisuudessa: pääkaupunki haluaa vähentää hiilidioksidipäästöjään yli 20 prosentilla vuoden 1990 määriin nähden vuoteen 2020 mennessä. Tämän tutkimuksen avulla
Siemens ja Aalto-yliopisto arvioivat teknisiä ratkaisuja, joilla päästäisiin vähintäänkin asetettuihin tavoitteisiin. Raportissa esitetään
26 keinoa päästöjen vähentämiseksi infrastruktuurin neljällä pääalueella (rakennuksissa, liikenteessä, energiantuotannossa ja energian
jakelussa) ja Vuosaaren satamassa. Tutkimuksen laajuus määritettiin
niin, että alueellisen luonteensa vuoksi liikennettä analysoitiin alueella, joka sisältää myös Espoon, Kauniaisen ja Vantaan, kun taas infrastruktuurin kolmen muun pääalueen parantamismahdollisuudet
kohdistuivat ainoastaan Helsinkiin.
Helsinki on jo alkanut toteuttaa vähennystavoitteita aikataulun mukaisesti. Kaupungin tähänastista edistymistä kuvaa ehkäpä parhaiten
se, miten Helsinki on pystynyt erottamaan energiankulutuksensa siihen liittyvistä hiilidioksidipäästöistä viime vuosikymmenellä: kulutus ja
päästöjen kasvu eivät enää ole sidoksissa toisiinsa.
Analyysimme perusteella voidaan päätellä, että tämä kehityssuunta
todennäköisesti jatkuu ja voimistuu tulevaisuudessa. Raportissa käytetyssä perusskenaariossa Helsingin hiilidioksidipäästöjen oletetaan
vähenevän vuoden 2010 määristä 13 % vuoteen 2030 mennessä siitä
huolimatta, että kokonaiskulutus hieman kasvaa kaupungin ja liikennemäärien kasvun takia. Perusskenaario perustuu laskelmiin, joissa
käytettiin Helsingin aiempaa päästöjen kasvunopeutta. Laskelmissa
otettiin huomioon tekniikan kehityksen vaikutukset sekä muuttuneiden
säännösten jo toteutetut vaikutukset ja vaikutukset, joiden toteutuksesta on tehty sitova päätös.
Tulokset tukevat näkemystä, että Helsinki on jo hyvällä alulla vaativien vähennystavoitteiden toteuttamisessa. Raportin tavoitteena on
arvioida käytössä olevia tekniikoita ja ratkaisuja sekä muutamia täysin
uusia toteutusmalleja, joilla kaupunki voi päästä vähennystavoitteisiinsa ja ylittää ne.
Perusskenaario vuoden 2003 päästöistä
Perusskenaario vuoden 2030 kulutuksesta
Liikenne
CO2-päästöt
(Mt/vuosi)
2,5
Asuinkiinteistöt
1,0
0,0
Liikekiinteistöt
18
14
1,0
Asuinkiinteistöt
0,9
0,9
2010
2030
perusskenaario
5
6,1
6,1
6,0
5,7
2010
2030
perusskenaario
8
6
4
0,7
4,1
12
10
1,0
1,0
0,5
Liikenne
16
2,0
1,5
Tutkimuksessa selvitettiin ja arvioitiin 26 keinoa, joilla voidaan vähentää Helsingin hiilidioksidipäästöjä. Keinoihin sisältyy toimia, joiden
toteutuksesta Helsinki on jo päättänyt tai joiden toteutusta vasta harkitaan. Niihin sisältyy myös uusia malleja, joita on kehitelty Siemensillä, Aalto-yliopistossa sekä työryhmissä ja haastatteluissa yli kolmenkymmenen Helsingin kaupungin ja aluehallinnon, Helsingin Energian
ja Helsingin seudun liikenteen edustajien kanssa. Aalto-yliopistosta
Kulutus
(TWh/vuosi)
Liikekiinteistöt
3,0
Raportissa esitetään 26 keinoa päästöjen vähentämiseen
2
0
Perusskenaariossa hiilidioksidipäästöt vähenevät 13 % kaupungin kasvamisesta johtuvan ennustetun kokonaiskulutuksen kasvusta huolimatta
6
projektiin on osallistunut kaksi opiskelijaa, jotka tekivät diplomityönsä
projektin aikana.
Keinojen mahdollisia vaikutuksia infrastruktuurin kullakin alueella
analysoitiin investoinnin arvioitujen (suurten tai pienten) kustannusten
ja toteutettavuuden (helppo, keskitasoinen tai vaikea) yhteydessä. Lisäksi esitettiin Siemensin ydinosaamiseen perustuvia yksityiskohtaisia
toteutusmalleja.
Päästöjen 13 prosentin vähennys perusskenaariossa vuoteen 2010
nähden verrattuna optimiskenaarion 61 prosentin vähennykseen
26 keinon vaikutukset ryhmiteltiin kahteen skenaarioon. Skenaarioiden
muodostuksessa käytettyjä menetelmiä esitellään raportissa tarkemmin omassa luvussaan.
Perusskenaariossa arvioidaan Helsingin hiilidioksidipäästöjä
vuonna 2030. Tämä skenaario perustuu laskelmiin, joissa käytettiin
Helsingin aiempaa päästöjen kasvunopeutta. Laskelmissa otettiin
huomioon tekniikan kehityksen ja säännösten toteutettavien muutosten vaikutukset (eli toteutus on jo aloitettu tai toteutukseen on
sitouduttu tai lakisääteisestä muutoksesta on jo tehty päätös). Näitä
parannuksia kutsutaan keinoiksi, ja ne koostuvat esimerkiksi jo rakenteilla olevista raideliikenteen parannuksista sekä uusien rakennusmääräysten ja EU:n ekologista suunnittelua koskevan direktiivin
vaikutuksista. Pelkästään perusskenaarion mukaan vuosittaisia hiilidioksidipäästöjä vähennetään 13 prosentilla eli 0,4 megatonnilla
vuoden 2010 kolmesta megatonnista 2,6 megatonniin vuoteen
2030 mennessä.
Optimiskenaariossa arvioidaan Helsingin hiilidioksidipäästöjä vuonna 2030, kun päästöjä edelleen vähentävät lisäkeinotkin on toteutettu (lisäkeinot). Esimerkkejä niistä ovat uudet innovatiiviset ratkaisut
ja toteutusmallit, kuten sähkönjakeluverkon kysyntään vastaamiseen
perustuva järjestelmä, uusiutuvien luonnonvarojen suurempi osuus
energiantuotannosta ja sähköautojen voimakkaasti yleistynyt käyttö
vuoteen 2030 mennessä. Tässä skenaariossa on otettu käyttöön kaikki
tässä tutkimuksessa esitetyt mallit. Optimiskenaarion perusteella vuosittaisia hiilidioksidipäästöjä vähennetään edelleen 1,4 megatonnilla
vuoteen 2010 nähden, ja sen tuloksena kokonaisvähennys on 61 %
vuoden 2010 kolmesta megatonnista vuoden 2030 1,2 megatonniin
eli optimimäärään.
Päästöjä voidaan vähentää lyhyellä aikavälillä (vuoteen 2015 mennessä) jo 18 % ja pitkällä aikavälillä (vuoteen 2030 mennessä) lisäksi 43
%, jos kaikki keinot toteutetaan.
Tutkimuksessa arvioitiin perus- ja lisäkeinojen realistista toteutusaikataulua, jossa otettiin huomioon seuraavat seikat:
CO2-päästöjen potentiaalinen vähennys
61 prosentilla vuoteen 2030 mennessä
18 prosentin vähennyspotentiaali lyhyellä
aikavälillä, 43 prosentin pitkällä aikavälillä
Vuosittaiset CO2-päästöt
(Mt)
3,0
2,5
2,0
2,0
1,4
3,0
0,1
3,0
0,4
2,5
1,5
2,6
0,4
0,3
1,0
3,0
2,4
1,0
1,0
1,2
0,5
0,0
Keinot
3,5
3,5
1,5
Lisäkeinot
CO2
emissions
2010
Keinot
Vuoden 2030
(jo päätettyjen
perusskenaario
parannusten
historiallinen nettokasvunopeus)
Perusskenaarion ja optimiskenaarion yleiskuvaus
Lisäkeinot
Vuoden 2030
optimiskenaario
1,2
0,5
0,0
2010
Keinot
Lisäkeinot
(lyhyellä
aikavälillä)
(pitkällä
aikavälillä)
2015
Keinot
Lisäkeinot
(lyhyellä
aikavälillä)
(pitkällä
aikavälillä)
2030
Eri keinotyyppien toteutusaikataulun yleiskuvaus
7
Lyhyen aikavälin keinot voidaan toteuttaa 3–5 vuodessa. Jos kaikki lyhyen aikavälin keinot toteutettaisiin, hiilidioksidipäästöjä voitaisiin
vähentää 2,4 megatonniin eli 0,6 megatonnia. Vähennys olisi 18 % verrattuna vuoden 2010 kolmeen megatonniin.
Lyhyen aikavälin keinojen vaikutukset, toteutuksen monimutkaisuus ja investointikustannukset vaihtelevat keinoittain. Esimerkiksi
kahdesta Helsingin Energian suunnittelemasta merituulivoimalasta
saatavalla tuulivoimalla, ruuhkamaksuilla ja rakennusten energiatehokkaalla valaistuksella on suurin hiilidioksidipäästöjen vähennyspotentiaali. Suurempien investointikustannusten ja säännösten takia
tuulivoima- ja ruuhkamaksuprojektien toteutus on kuitenkin monimutkaisempaa valaistukseen verrattuna.
Pitkän aikavälin keinojen toteutus on monimutkaisempaa ja edellyttää pitkän aikavälin suunnittelua tai pitkäkestoisia investointeja. Jos
kaikki nämä keinot toteutetaan, jäljellä olevia hiilidioksidipäästöjä voidaan vähentää edelleen 1,3 megatonnia eli 43 % vuoteen 2030 mennessä. Tällöin optimihiilidioksidimäärä olisi vuoteen 2030 mennessä
1,2 megatonnia ja kokonaisvähennys olisi 61 % tämänhetkiseen määrään verrattuna.
49,841
-4%
27,506
22,335
84
890
21,361
CO2 -kokonaispäästöt
Laivat
Perustaso
Valaistus
Vuosaaren sataman päästöjen vähennyspotentiaali
8
Liikenne
Optimi
perustaso
Pitkän aikavälin pääkeinot perustuvat sähköautojen käytön voimakkaaseen yleistymiseen, rakennusten lämmityksen huomattavaan
tehostumiseen ja biomassan laajaan käyttöön energiantuotannossa.
Raportin oletuksena on, että vuodesta 2020 lähtien sähköautot tulevat laajassa mittakaavassa tavanomaisten autojen tilalle ja vuonna
2030 niiden yleisyys on 100 %. Lämmityksen optimointiin sisältyy
useita toimia, kuten eristyksen, ikkunoiden ja lämmityksen säädön
parantaminen. Biomassan muuttaminen kaasuksi on kolmanneksi
suurin pitkän aikavälin keino. Siinä Suomen metsistä saatu biomassa
muutetaan kaasuksi kaupungin ulkopuolella ja kuljetetaan jo käytössä
olevia putkia pitkin kaupunkiin, missä sitä käytetään tavanomaisissa
kaasuvoimaloissa. Näiden toimien toteuttaminen ei ole yksinkertaista,
ja ne edellyttävät pitkäkestoisia investointeja.
Vuosaaren sataman tehokkuus on jo hyvällä mallilla,
vähennyspotentiaalia vielä 4 %
Tässä raportissa arvioitiin infrastruktuurin neljän pääalueen ohella
myös Vuosaaren sataman parannusmahdollisuuksia. Satama otettiin
käyttöön vuonna 2008, ja nuoreen ikäänsä nähden sataman tilanne
on jo erittäin hyvä. Tutkimuksessa havaittiin vain vähän parantamisen varaa hiilidioksidin vähentämiseksi. Pääkeinoihin yhdistettäisiin
kulunvalvonnan ja operaattorin porttialueet. Niillä voitaisiin vähentää satamaan saapuvan rekkaliikenteen tarvittavien pysähtymisten
määrää, ja hiilidioksidisäästöt olisivat vuosittain yli 860 tonnia. Vuosaaren sataman päästöjen vähennyspotentiaaliksi arvioitiin kaiken
kaikkiaan 4 %.
Kestävän kehityksen ja infrastruktuurin investointien
rahoituskeinojen analysointi
Johtopäätökset: hiilidioksidipäästöjä voidaan vähentää
61 % vuoteen 2030 mennessä
Kaupungistuminen kiihtyy kaikkialla maailmassa, ja infrastruktuurista on nopeasti tulossa suosittu vaihtoehtoinen investointimuoto
myös yksityisille sijoittajille. Tähän raporttiin sisältyvässä luvussa käsitellään infrastruktuurin rahoituksen uusia kehityssuuntia ja esitetään Siemens Financial Services -yksikön asiantuntijoiden näkemyksiä. Luvussa käsitellään julkisen ja yksityisen sektorin kumppanuutta
ja esimerkkitapauksia Siemens Financial Services -yksikön aiemmista
projektirahoituksista. Siinä annetaan myös yleistietoja Euroopan unionin julkisista rahoitusvaihtoehdoista kestävän kehityksen ja infrastruktuurin investointeja varten.
Raportin johtopäätöksessä todetaan, että nopeutuvasta kaupungistumisesta, väestönkasvusta, muuttuvista elintavoista ja kaupungin
laajentumisesta huolimatta Helsinki on jo hyvällä alulla hiilidioksidipäästöjensä vähentämisessä. Helsingin kaupungilla on myös monia
mahdollisuuksia vähentää päästöjään merkittävästi. Jo muutaman
seuraavan vuoden aikana päästöjä voitaisiin vähentää jopa 18 %, ja
lisäkeinoja toteuttamalla päästöjen kokonaisvähennys olisi 61 % tämänhetkiseen määrään verrattuna vuoteen 2030 mennessä, jolloin
optimiskenaarion mukaan hiilidioksidipäästöjä syntyisi vuosittain 1,2
megatonnia.
9
10
12
14
15
Johdanto
Helsingin energiakulutus vuonna 2030
on 16,8 terawattituntia ja hiilidioksidipäästöt 2,6 megatonnia. Suurimmat
energiankäyttäjät ovat rakennukset
ja liikenne.
11
Johdanto
K
aupungit ovat maailman merkittäviä voimatekijöitä. Tällä hetkellä jo yli puolet maapallon väestöstä asuu kaupungeissa, ja
heidän osuutensa kasvaa nopeasti erityisesti kehittyvissä maissa.
Kaupungit ovat siis useimpien ihmisten asuinpaikkoja, mutta ne ovat
myös talousmahteja: yli puolet maailman bruttokansantuotteesta
syntyy kaupungeissa, joiden asukasluku on yli 750 000. Ilmaston
lämpenemisen aiheuttamien haittojen vuoksi on kuitenkin otettava
huomioon, että kaupungit tuottavat yli 80 % maailman kasvihuonekaasupäästöistä, joten niillä on keskeinen asema ilmastonmuutoksen
hallinnassa.
Tilanteeseen on havahduttu monissa kaupungeissa kaikkialla
maailmassa, ja niissä on asetettu kunnianhimoisia tavoitteita kasvihuonekaasupäästöjen vähentämiseksi kaupungin sisällä. München
aikoo vähentää päästöjään vuoden 1990 määrästä 50 %, Toronto
80 % ja Lontoo 60 % vuoteen 2030 mennessä. Kööpenhamina on
askeleen edellä: tavoitteena on hiilineutraali kaupunki vuoteen 2025
mennessä.
Helsinkikin lukeutuu kaupunkeihin, jotka tunnustavat vastuunsa ilmastonmuutoksen hidastamisessa. Vuonna 2007 pääkaupunkiseudun kunnat (Helsinki, Vantaa, Espoo ja Kauniainen) asettivat
tavoitteekseen vähentää pääkaupunkialueen hiilidioksidipäästöjä
30 % asukasta kohti vuoteen 2030 mennessä vuoden 1990 päästöihin nähden. Tavoite on osa koko pääkaupunkiseudulle laadittua laajaa ilmastostrategiaa.
Hiilidioksidipäästöjen vähennystavoitteesta tulee Helsingin ja
koko seudun kehityksen kulmakiviä. Alueella asuu jo yli 23 % koko
maan väestöstä, ja kasvun odotetaan jatkuvan. Vaikka Helsingissä
asuu jo suuri osa maan koko väestöstä, se on päättänyt siirtää rahtisatamansa pois kaupungin keskustasta. Näin kaupunkisuunnittelulle
on jäänyt laajoja alueita kaupungin keskeisillä paikoilla. Nämä alueet (Jätkäsaari ja Kalasatama) kokevat seuraavina vuosikymmeninä
suuren muodonmuutoksen. Niihin rakennetaan asuntoja yli 40 000
asukkaalle ja toimitiloja yli 25 000 työpaikalle. Näin kaupunki voi
suunnitella ja rakentaa kestävän kehityksen mukaisia yhteisöjä merkittävälle osuudelle väestöstä. Projektit voivat toimia kestävän kaupunkisuunnittelun mallina monille kehittyvien maiden kaupungeille,
joissa rakennemuutokset ovat vapauttaneet suuria alueita kaupunkisuunnittelulle.
Tämän raportin tarkoituksena on auttaa Helsingin ja koko pääkaupunkiseudun asukkaita ja päätöksentekijöitä tekemään tietoihin
12
perustuvia päätöksiä tulevia mahdollisuuksia ja haasteita varten. Siemens ja Aalto-yliopisto käyttivät Siemensin hyväksi todettuja menetelmiä seuraaviin tarkoituksiin:
• tämänhetkisen hiilidioksidijalanjäljen kvantifiointi infrastruktuurin neljällä alueella (rakennukset, liikenne, energian tuotanto ja
energian jakelu) kaupungin sisällä – poikkeuksena liikenne, jonka
yhteydessä otettiin huomioon koko pääkaupunkiseutu, ja sähkö,
jota käsiteltiin kansallisella tasolla – ja tulevan arvioidun hiilidioksidijalanjäljen ekstrapolointi.
• energiatehokkuuden vertailu viitearvojen avulla infrastruktuurin
neljällä pääalueella parantamismahdollisuuksien selvittämiseksi
• valittujen ratkaisujen toteutusmallien laatiminen Helsingin kestävän kehityksen tueksi
• tulevaisuudennäkymien kartoittaminen eri näkemysten avulla.
Raportissa arvioidaan uudelleen tämänhetkisiä suunnitelmia ja
ehdotetaan uusia ratkaisuja, joilla Helsinki voi pyrkiä kestävämpään
kehitykseen ja energiatehokkuuteen. Toivottavasti tämän tutkimuksen
pohjalta syntyy uusia näkemyksiä ja ajatuksia siitä, kuinka Helsinki voisi saavuttaa ilmastonmuutoksen hidastamista koskevat tavoitteensa.
Raportti ei tietenkään sisällä kaikkia mahdollisia ratkaisuja, raportissa
keskitytään Siemensin osaamisalueisiin.
Helsingissä on 589 000 asukasta, ja se kuuluu samaan suuruusluokkaan Pohjois-Euroopan muiden pääkaupunkien, kuten Kööpenhaminan ja Oslon, kanssa. Väestötiheys on alhainen: 2 730 asukasta
neliökilometriä kohti, joten tässäkin Helsinki muistuttaa Kööpenhaminaa ja Osloa, joissa on 2 630 ja 3 200 asukasta neliökilometriä
kohti. Helsingin seudulla (Espoo, Vantaa, Kauniainen ja yhdeksän
muuta kuntaa) väestötiheys on huomattavasti alhaisempi eli 350
asukasta neliökilometriä kohti, sillä koko alueesta yli 40 % on viheralueita.
Helsingin seutu lukeutuu Euroopan dynaamisimpiin metropoleihin. Väestön oletetaan kasvavan kahteen miljoonaan 50 vuoden kuluessa. Kasvu on huomattavaa nykyiseen puoleentoista miljoonaan
nähden. Kasvua lisäävät arvioiden mukaan muualta Suomesta ja
ulkomailta muuttavat henkilöt. Vuonna 2009 maahanmuuttajia oli
3 500 ja muualta Suomesta Helsinkiin muutti 2 000 henkilöä. Alueen
kasvuvauhti on toiseksi nopeinta Euroopan yhteisössä heti Dublinin
jälkeen. Pääkaupunkiseudun kasvu edellyttää noin 70 miljoonan
neliömetrin asuntorakentamista vuoteen 2050 mennessä. Tätä kehitystä vahvistaa myös useissa Euroopan maissa havaittu kotitalouksien pieneneminen ja asuntokoon kasvu. Kasvu on todellinen haaste
suunnittelulle, sillä alueen asuntokannan oletetaan vähintäänkin
kaksinkertaistuvan seuraavan 50 vuoden kuluessa. Satamatoiminta
on siirretty pois kahdelta Helsingin suurimmalta rakentamisalueelta:
Kalasatamaan tulee jopa 17 000 asukasta ja Jätkäsaareen 16 000
asukasta.
Vuonna 2010 energian kokonaiskulutus oli 16,1 terawattituntia
ja hiilidioksidia vapautui 2,9 megatonnia. Raportin perusskenaariossa
otettiin huomioon jo päätettyjen energiatehokkuuteen ja päästöjen
vähentämiseen liittyvien toimien vaikutukset. Energiankulutuksen arvioitiin olevan 16,8 terawattituntia ja hiilidioksidipäästöjen 2,6 megatonnia vuotta kohti vuoteen 2030 mennessä.
Asuin- ja liikerakennusten osuus energiankulutuksesta on tällä
hetkellä noin 37 % kokonaiskulutuksesta ja loppuosuuden muodostaa
liikenne. Näiden kolmen infrastruktuurialueen painotusten arvioidaan
muuttuvan vuoteen 2030 mennessä niin, että asuinrakennusten kulutus vähenee hieman ja liikerakennusten kulutus pysyy lähes ennallaan.
Liikenteen kulutuksen odotetaan kuitenkin kasvavan 20 %.
Rakennusten kulutuksen ennakoidaan pysyvän melko tasaisena
Helsingin seudun arvioidusta väestönkasvusta huolimatta, koska uusilla rakennuksilla on tiukemmat rakennusmääräykset ja nykyisen rakennuskannan korjausrakentamista koskevat tulevan lainsäädännön
muutokset edellyttävät todennäköisesti parempaa energiatehokkuutta. Toisaalta liikenteen osuuden kulutuksesta odotetaan kasvavan merkittävästi, sillä asukkaiden matkustusmäärien odotetaan edelleen kasvavan väestönkasvun mukaisesti. Kaupungin rakenne vahvistaa tätä
kehityssuuntaa, sillä työmatkoihin kuluu verraten paljon aikaa.
Kolmen eri infrastruktuurialueen osuus hiilidioksidipäästöistä heijastaa niiden osuutta energian kokonaiskulutuksesta. Jo toteutettujen
parannusten ansiosta hiilidioksidipäästöjen odotetaan kuitenkin vähe-
Perusskenaario vuoden 2030 kulutuksesta
Perusskenaario vuoden 2030 päästöistä
Liikenne
Kulutus
(TWh/vuosi)
18
Liikekiinteistöt
CO2-päästöt
(Mt/vuosi)
Asuinkiinteistöt
3,0
16
14
4,1
5
12
10
6,1
6,1
6
Asuinkiinteistöt
1,0
1,0
1,5
1,0
0,9
1,0
6,0
5,7
2010
2030
perusskenaario
2
0
Liikekiinteistöt
2,0
8
4
2,5
Liikenne
Helsingin nykyinen ja perusskenaariossa arvioitu
energian kulutus terawattitunteina (2030)
0,5
0,0
0,9
0,7
2010
2030
perusskenaario
Hiilidioksidin kokonaispäästöt, nykytilanne ja
BAU-ennusteen mukainen skenaario
13
nevän 13 % vuoteen 2030 mennessä perusskenaarion mukaan.
Huomion arvoista on, että rakennukset tuottavat melkoisen suuren osan hiilidioksidipäästöistä: vuonna 2010 niiden osuus 3,0 megatonnin kokonaismäärästä oli noin kaksi megatonnia. Tämä johtuu
seuraavista merkittävistä tekijöistä: palvelut ovat tärkeitä Helsingille,
joten kaupungissa on paljon toimitiloja; rakennusten yleiskäsitteeseen
sisältyy kulutuksen eri alueita (lämmitys, jäähdytys, valaistus, tietotekniikka, laitteet ja kuuma vesi). Teollisuuden osuus kulutuksesta ei
sisälly tähän raporttiin.
Vaikka liikenteen suhteellinen osuus kokonaispäästöistä onkin
pienempi, sen hiilijalanjälki on merkittävä. Hiilen osuuteen vaikuttaa
etenkin autojen käyttö, joka vastaa yli puolta kuljetussektorin hiilidioksidipäästöistä. Siihen vaikuttaa myös Helsingin seudun harva asutus,
jonka vuoksi työmatkat ovat pitkiä. Ilmiötä voimistaa lisäksi keskustan
asuntojen kalleus, jonka takia asukkaat asettuvat asumaan reuna-alueille. Eri liikennemuotojen kasvunopeus ei valitettavasti muuta niiden
osuuksia seuraavan 20 vuoden aikana, eli yksityisautoilu pitää pintansa Helsingin seudulla, ellei nykyistä kehityssuuntaa saada kääntymään.
Kvantitatiivisen analyysin toisessa osassa käsitellään Helsingin kaupungin lämmöntuotantoa. Vuosittainen kokonaismäärä on
7,3 terawattituntia, joka vastaa 0,87 megatonnin hiilidioksidipäästöjä.
Vaikka Helsingin kaupungin voimalaitokset käyvät pääasiassa kaasulla
ja hiilellä, kaupungissa laajalti käyttöön otetun yhdistetyn lämmön- ja
sähköntuotannon (CHP-tekniikan) ansiosta lämpöä ja sähköä voidaan
tuottaa energiatehokkaasti. Sen avulla voidaan myös vähentää kasvihuonekaasupäästöjä. Sähköä analysoitiin kansallisella tasolla, sillä
Suomi kuuluu kilpailulle avattuun pohjoismaiseen sähkömarkkinaalueeseen ja kuluttajat voivat valita sähköyhtiönsä vapaasti Suomessa
toimivien myyjien joukosta.
14
Helsinkiä voidaan nykyisin pitää yhtenä Euroopan johtavista kaupungeista ympäristönsuojelun alalla. Siemensin ja Economist-lehden tutkimusosaston EIU:n (Economist Intelligence Unit) laatimassa European
Green City -indeksissä Helsinki oli kaikista kaupungeista seitsemännellä
sijalla ja pohjoismaiden kaupungeista neljännellä sijalla vuonna 2009.
Sijoitukseen vaikuttivat pääasiassa suhteellisen suuret hiilidioksidipäästöt ja energian kulutus, vaikka Helsinki onkin energiatehokkuudeltaan
hyvällä tasolla. Pyrkimykset kestävään kehitykseen näkyvät monissa
pääkaupunkiseudun tavoitteissa ja toimintastrategioissa. Helsinki noudattaa kestävän kehityksen toimintaohjelmaa 2002–2010, joka sisältää
seitsemän päätavoitetta ja 21 päätöksentekoaluetta. Näiden mittavien
käytäntöjen ohella pääkaupunki on laatinut suunnitelmia usealla alueella: vuoteen 2030 ulottuva ilmastostrategia, vuoteen 2016 ulottuva
ilmansuojelusuunnitelma, vuoteen 2030 ulottuva energiapoliittinen
linjaus ja vuoteen 2016 ulottuva energiatehokkuusohjelma. Helsinki on
myös laatinut täsmälliset tavoitteet useille osa-alueille. Eräs päätavoitteista on hiilidioksidipäästöjen vähentäminen 39 prosentilla vuoteen
2030 mennessä (vuoteen 1990 verrattuna). Tavoitetta edistää uusiutuvan energian käytön lisääminen. Sen osuuden pitäisi kasvaa vuoden
2007 viidestä prosentista 20 prosenttiin kaupungin energiantuotannosta vuonna 2020. Tietotekniikan energiatehokkuuden parantamista
koskevan perussopimuksen (Green Digital Charter) mukaan ICT-sektorin hiilijalanjälkeä tulee pienentää 30 % vuoteen 2020 mennessä.
Helsinki on kehittänyt monia suunnitelmia ja toimintastrategioita
kaupungin omistamien yritysten eri tahojen kanssa. Se osallistuu omien rajojensa ulkopuolella myös useisiin paikallisiin ja eurooppalaisiin
suunnitelmiin. Kaupungin paikallisen energialaitoksen eli Helsingin
Energian (jonka virallinen lyhenne on Helen) tavoitteena on tulla hii-
I
tämerellä on keskeinen asema paikallisen ja kansainvälisen talouden
kannalta. Tätä aihepiiriä analysoidaan raportissamme Helsingin suurimman rahtisataman eli Vuosaaren sataman näkökulmasta.
Itämeri on Venäjän öljynviennin pääasiallinen kauppareitti, jota
käyttävät lukuisat rahtilaivat, risteilyalukset ja autolautat. Sen kautta
päästään nopeasti rannikkokaupunkeihin, kuten Helsinkiin, Turkuun,
Tallinnaan, Pietariin, Tukholmaan ja Kööpenhaminaan. Luonto- ja matkailuarvoistaan huolimatta Itämeri lukeutuu maailman saastuneimpiin
meriin, joten ympäristöasiat ovat hyvin tärkeitä. Esimerkiksi monet
Itämeren alueen maat ovat olleet huolestuneita öljytankkereiden vuotoriskeistä, sillä suurella öljyvuodolla olisi katastrofaaliset seuraukset
veden hitaan vaihtumisen takia.
Euroopan unioni on laatinut Itämeren aluetta varten strategian, jonka tavoitteena on koordinoida jäsenvaltioiden, alueiden, EU:n, Itämeren
yhteisjärjestöjen, rahoituslaitosten ja kansalaisjärjestöjen toimintaa,
jotta aluetta voitaisiin kehittää entistä tasapainoisemmin. Strategialla
on neljä painopistettä, joilla pyritään edistämään alueen ympäristön
kannalta kestävää kehitystä, hyvinvointia, saavutettavuutta, vetovoimaa ja turvallisuutta. Tärkeimpiä kestävään ja taloudelliseen kehitykseen liittyviä aiheita käsitellään monissa alueelle jo muodostetuissa yhteistyöelimissä. Helsinki on eräs näiden organisaatioiden tärkeimmistä
kumppaneista. Kaupunki pyrkii suojelemaan paikallisia resursseja ja
luontoa sekä edistämään alueellista kehitystä.
Tärkein Itämeren aluetta koskeva kansainvälinen sopimus on vuonna 1980 voimaan tullut Helsingin sopimus, jonka allekirjoitti seitsemän
Itämerta ympäröivää valtiota. Kyseessä on historian ensimmäinen
yleissopimus, joka koski kaikkia merta ympäröiviä päästölähteitä ja jota
valvottiin hallitustenvälisellä yhteistyöllä. Poliittisten muutosten sekä
kansainvälisten ympäristö- ja merilakien kehityttyä kaikki Itämeren alueen ja Euroopan yhteisön valtiot allekirjoittivat 12 vuotta myöhemmin
vuonna 1992 uuden sopimuksen.
Helsinki kuuluu kahdenlaisiin paikallisiin yhteistyöelimiin: toisten
jäseniä ovat vain kaupungit ja toisiin osallistuu erilaisia sidosryhmiä
kaupungeista yksityisyrityksiin. Itämeren kaupunkien liitto eli Union of
the Baltic Cities kuuluu edelliseen ryhmään. Liitolla on jäsenkaupunkeja
kaikista kymmenestä Itämerta ympäröivästä maasta. Ne toimivat yhdessä Itämeren alueen demokraattisen, taloudellisen, sosiaalisen, kulttuurisen ja ympäristöllisen kestävän kehityksen edistämiseksi. Toiseen
ryhmään kuuluu useita verkostoja. Ensimmäinen on Itämeren kaupunkien yhteistyöverkosto (Baltic Metropoles Network, BaltMet), Itämeren
suurten kaupunkialueiden ja pääkaupunkien yhteistyöelin, johon kuuluvat Berliini, Helsinki, Malmö, Oslo, Riika, Tukholma, Pietari, Tallinna,
Vilna ja Varsova. Verkoston päätavoitteena on edistää Itämeren alueen
innovaatioita, kilpailukykyä ja markkinointia kaupunkien, yliopistojen ja
liikekumppaneiden läheisellä yhteistyöllä. Toinen paikallinen sidosryhmien yhteistyöelin on Baltic Development Forum (BDF), riippumaton
voittoa tavoittelematon verkosto, jonka jäsenistöön lukeutuu suuria
kaupunkeja, merkittäviä yrityksiä ja institutionaalisia sijoittajia sekä
yritysmaailman järjestöjä. BDF tukee ja kehittää uusia aloitteita, kumppanuuksia ja kansainvälisiä yhteyksiä, joilla edistetään Itämeren alueen
kasvua sekä innovaatio- ja kilpailukykyä. Baltic Sea Action Group (BSAG,
Elävä Itämeri -säätiö) on riippumaton säätiö, jonka laajaan verkostoon
kuuluvat asiantuntijat antavat neuvoja ja ohjausta. Säätiön tavoitteena
on suojella merta ja vauhdittaa Itämeren toimintasuunnitelmaa (Baltic
Sea Action Plan). Toimia toteutetaan yhteistyössä julkisten ja yksityisten
tahojen kanssa koko Itämeren alueella.
Näiden yhteistyöelinten jäsenenä Helsinki rakentaa alueen talouden
ja kestävän kehityksen kannalta valoisaa tulevaisuutta. Itämeren alueen
yhteistyökumppaneidensa kanssa kaupunki pyrkii saavuttamaan Itämeren ja EU:n pohjoisen ulottuvuuden politiikan yhteiset tavoitteet. Näihin
haasteisiin vastaaminen edistää koko Suomenlahden kehitystä ja sen
asukkaiden hyvinvointia.
Kestävän
Kestävänkehityksen
kehityksenurbaani
urbaaniinfrastruktuuri
infrastruktuuri||Helsinki
Helsinki
15
lidioksidineutraaliksi vuoteen 2050 mennessä kehittämällä uusiutuvan
energian tuotantoa, johon sisältyy merituulivoimaloita ja puupohjaisen
biomassan käyttö. Tämän yhteydessä Helen tutkii, voitaisiinko hiilidioksidipäästöt minimoida hiilidioksidin talteenotolla ja varastoinnilla. Useat
julkiset toimijat, kuten Helsingin Seudun Liikenne ja Vuosaaren satama,
ovat liittyneet ympäristösuunnitelmaan. Lisäksi Helenin voimalaitosten
alueellinen lämmitys- ja sähköverkko noudattaa ISO 14001 -standardia,
kun taas kaupungin ehdottamilla ympäristöstandardeilla pyritään auttamaan organisaatioita vähentämään toiminnastaan ja prosesseistaan
aiheutuvia ympäristöhaittoja. Useimmat julkiset toimijat, kuten Helsingin Tekstiilipalvelu, Helsingin vesi sekä opetus- ja työministeriö, ovat
laatineet myös ympäristöraportin. Kaupunki osallistuu myös kestävän
kehityksen mukaiseen hankintaan, johon liittyy esimerkiksi bussiliikenteeseen ja puhdistuspalveluihin liittyviä ehtoja.
Helsinki on kehittänyt yhdessä Espoon, Vantaan ja Kauniaisten
kanssa paikallisen strategian hiilidioksidipäästöjen vähentämiseksi
kolmanneksella (vuoden 1990 määristä) asukasta kohti vuoteen 2030
mennessä koko pääkaupunkiseudulla. Valmisteilla on ilmastonmuutokseen sopeutumisen strategia, jolla varaudutaan ilmaston lämpenemisen vaikutuksiin.
Helsinki tekee yhteistyötä sidosryhmien kanssa. Kaupunki sitoutui
kestävän kehityksen tavoitteisiin vuonna 1995 allekirjoittaessaan Aalborgin asiakirjana tunnetun Euroopan kaupunkien kestävän kehityksen asiakirjan (Aalborg Charter 1995). Kaupunginjohtajien energia- ja
ilmastosopimuksessa (Covenant of Mayors) Helsingin kaupunki sitoutui
vuonna 2009 vähentämään kasvihuonekaasupäästöjään vähintään
16
20 % ja energiatehokkuutta saman verran vuoteen 2030 mennessä.
Helsinki osallistuu myös useisiin aloitteisiin, joilla pyritään suojelemaan
Itämeren aluetta.
Alueen ja kaupungin asettamien tavoitteiden saavuttamiseksi tavoitteet on jaoteltu osiin. Kaupunki on allekirjoittanut kauppa- ja teollisuusministeriön kanssa energiansäästöä koskevan sopimuksen, jolla
pyritään vähentämään kaupungin omistamien rakennusten energiankäyttöä yhdeksällä prosentilla vuosina 2008–2016. Helsinki pyrkii rajoittamaan asuinrakennusten energian kulutusta esimerkiksi vähentämällä kuuman veden kulutusta ja kannustamalla erottamaan sähkön
ja veden kustannukset vuokrasta. Kaupunkisuunnittelussa on tartuttu tilaisuuteen vahvistaa rakennusmääräyksiä, jotka edellyttävät nyt
asuinrakennuksissa A-luokkaa eli suomalaista matalaenergiastandardia
(100 kilowattituntia neliömetriä kohti lämmitykseen, jäähdytykseen ja
sähköön). Kaukolämmön ansiosta Helsinki on jo melko energiatehokas:
lähes 90 % rakennuskannasta on kytketty kaukolämpöön. Kaukolämmön, jäähdytyksen ja sähköntuotannon energiatehokkuus 80–90 %
kuuluu jo maailman parhaimpiin, mutta kaupungin energiantuotannossa käytetään edelleen varsin paljon fossiilisia polttoaineita eli hiiltä
ja maakaasua. Hiilidioksidipäästöjen vähentämiseksi entisestään on
laadittava suunnitelmia, jotka koskevat uusiutuvaa energiaa (sen kehittäminen on jo suunnitteilla), toimintatapojen muuttamista tai älykästä
verkkoa. Helen tarjoaa jo pian asiakkailleen sähkön reaaliaikaista valvontaa. Sähkön, lämmityksen ja jäähdytyksen energian kulutus näkyy
reaaliaikaisesti internetissä. Järjestelmä valmistuu vuoteen 2013 mennessä, kun älykäs mittari on asennettu jokaiseen kotitalouteen.
Toinen Helsingin ympäristöpolitiikan painopistealue on liikenne.
Liikenteen hiilidioksidipäästöjen vähentäminen on todellinen haaste,
sillä energian käyttö henkilöä kohti on kaksinkertainen Euroopan kaupunkien keskiarvoon nähden. Keskustan ja reuna-alueiden liikenne sekä
poikittaisliikenne ovat vähentyneet vuodesta 2000, mutta liikenne on
lisääntynyt vuosittain yhteensä 1–2 %. Tätä kehityssuuntaa voimistavat
työpaikkojen sijainti ja keskittymät, jotka pidentävät työmatkoja. Kehityssuuntaa voimistaa myös pääkaupungin itä- ja länsiosien välinen epätasapaino. Yleistavoitteena on vähentää riippuvuutta yksityisautoilusta,
kehittää raideliikennettä julkisen liikenteen selkärangaksi ja vaihtaa bussit tehokkaampiin malleihin. Raideliikennettä laajennetaan parhaillaan
Espoon metrolinjalla, Östersundomin uusille asuinalueille kulkevalla
metrolla tai pikaraitiotiellä (toteutustavasta päätetään myöhemmin),
lentokenttäradalla ja Kruunuvuorenrantaan kulkevalla uudella pikaraitiotiellä. Julkista liikennettä voidaan edelleen tukea Helmi-järjestelmällä
eli jo asennetulla satelliittipaikannusjärjestelmällä, joka antaa liikennevaloissa etuoikeuden raitiovaunuille ja busseille sekä esittää matkustajille reaaliaikaisia tietoja. Helsinki perusti vuonna 2010 kaupungin
keskustaan seutulinjoja ja sisäistä bussiliikennettä (Euro 3 -standardin
mukaan) ja jäteautoja (Euro 5 -standardin mukaan) koskevan ympäristövyöhykkeen. Kaupunki harkitsee edelleen ruuhkamaksujen käyttöönottoa. Niillä voitaisiin parantaa liikenteen sujuvuutta, kun autojen määrä vähenisi riittävästi ruuhkaisilla tieosuuksilla, matka-ajat lyhentyisivät
ja olisivat helpommin ennustettavissa, yksityisautoilijat siirtyisivät käyttämään julkisia kulkuvälineitä ja liikenneturvallisuus paranisi. Tuloksista
olisi etua myös ympäristön kannalta: hiilidioksidipäästöt vähenevät (tä-
män raportin mukaan arviolta 126 000 tonnia) ja ilmanlaatu paranee.
Kun nämä tulokset otetaan huomioon, ruuhkamaksujen sosioekonomiset hyödyt olisivat Helsinkiä koskevan tutkimuksen mukaan niiden
kustannuksia suuremmat: Helsingin seudun ruuhkamaksua koskeva
tutkimus vuodelta 2009. Helsingin seudulla arvioidaan myös tulevaisuuden keinoja: Espoossa ja Helsingissä on meneillään sähköautoja
koskevia projekteja.
Johtopäätöksenä voidaan todeta, että Helsinki on ympäristöasioissa edistyksellinen kaupunki. Suurimmat vaikeudet liittyvät ensinnäkin
hiilidioksidipäästöjen vähennystavoitteeseen (20 % vähennys vuoden
1990 tasosta vuoteen 2020 mennessä), joka on otettava huomioon
kaikilla päätöksenteon alueilla, kuten energialähteiden käytössä, rakennustehokkuudessa ja älyverkkoprojekteissa. Toinen pääongelma on uusien asuinalueiden (esimerkiksi entisten satama-alueiden) rakentaminen, jossa on tehtävä tulevan kehityksen kannalta suotuisia päätöksiä.
Lisäksi osuuden jakoa ja kaupungin rakennetta on tutkittava tarkoin,
jotta yksityisautoilijoiden työmatkoihin kuluva aika saataisiin lyhentymään ilmansaasteiden ja hiilidioksidipäästöjen hillitsemiseksi.
17
20
Tärkeimmät mahdollisuudet ja skenaariot 23
18
24
Toteutusmalli
25
Tulevaisuuden näkymiä
26
Haastattelu
27
Rakennukset
Helsingin rakennukset kuluttavat
energiaa 12,1 terawattituntia ja
tuottavat hiilidioksidipäästöjä
1,9 megatonnia. Rakennusten
osuus Helsingin päästöistä on
kaksi kolmasosaa.
19
Rakennukset
Euroopan unioni tähdentää, että rakennusten osuus EU:n sisäisestä
energiankulutuksesta on 40 % ja hiilidioksidipäästöistä 36 %. Rakennusten energiatehokkuuden parantaminen on keskeistä EU:n ilmastoja energiatavoitteiden saavuttamiseksi. Kasvihuonekaasupäästöjen vähennystavoite on 20 % ja energiansäästötavoite on 20 % vuoteen 2020
mennessä. Helsinki pyrkii samoin vähentämään hiilidioksidipäästöjä
20 % vuoden 1990 tasosta vuoteen 2020 mennessä ja 9 % jo vuoteen
2016 mennessä.
Rakennusten energiatehokkuuden parantamista pidetään edullisena tapana hidastaa ilmastonmuutosta ja parantaa energiaturvallisuutta. Se luo myös työpaikkoja erityisesti rakennusalalla. Kestävän kehityksen mukaisten talojen rakentaminen tulevaisuudessa on kuitenkin
pitkä ja kivinen tie kaikille kaupungeille.
Suomessa rakennusmääräykset on koottu Suomen Rakentamismääräyskokoelmaan, joka sisältää muiden muassa rakennusten lämmöneristyksen, sisäilmaston ja ilmanvaihdon määräykset ja ohjeet.
Helsingin rakennuskannan energiatehokkuutta on kehitetty vuodesta
1974 lähtien Helsingin energiansäästöneuvottelukunnan johdolla. Se
valvoo ja koordinoi kaupungin kiinteistöjen ja muiden energiaa kuluttavien toimintojen energiansäästöön liittyviä toimia. Jäljempänä tässä
luvussa käsitellään kaupungin rakennusten energiatehokkuutta edistäviä menettelyjä, mutta kaksi tärkeintä menettelyä esitetään jo heti
aluksi. Ensinnäkin energiansäästösopimuksella pyritään vähentämään
kaupungin omistamien rakennusten energiankäyttöä yhdeksällä prosentilla vuosina 2008–2016. Lisäksi tiukentuneet rakennusmääräykset
edellyttävät uusissa asuinrakennuksissa A-luokkaa. Vaatimuksena on
enintään 100 kilowattituntia neliömetriä kohti lämmitykseen, jäähdytykseen ja sähköön.
Helsingin kaukolämpöverkkoon kytketyn rakennuskannan lämmönkulutuksen kasvu kuutiometriä (kWh/m3) kohti hidastui lähes
kolmanneksella vuosina 1970–2007. Kasvua hidastivat uusien rakentamisratkaisujen tehokkaampi eristys ja entisten rakennusten energiatehokkuuden parantaminen esimerkiksi ikkunoiden vaihdolla, huoneiden
lämpötilan säädöllä ja lämpimän veden käytön vähentämisellä. Kaukolämmön energiatehokkuus 80–90 % lukeutuu maailman parhaimpiin.
Lähes 90 % Helsingin rakennuskannasta on kytketty kaukolämpöverkkoon. Eri vuosikymmenillä rakennettujen kaukolämmöllä lämmitettävien asuinrakennusten energiankulutuksessa on kuitenkin huomattavia
eroja. Huonoimmin eristetty rakennuskanta valmistui 1950–1975.
Perusskenaario: 4 prosentin vähennys
asuinkiinteistöjen energiankulutuksessa
Kulutus
(Mw/vuosi)
kWh/brm3
60
50
55 56
50
7
53
49
44
47
50
43 44 43 44 44 42
40
40
30
Lämmitys
Laitteet
Jäähdytys
IT/Tietokone/muu media
Valaistus
Kuuma vesi
Muu
6
5
4
30
3
20
2
10
Kaukolämmöllä lämmitettävien asuinrakennusten
sääkorjattu lämmönkulutus/brm3
20
2006
Koko
rakennuskanta
2005
2004
2003
2002
2001
2000
2000luku
90-luku
80-luku
70-luku
60-luku
50-luku
40-luku
ennen
40-lukua
0
1
0
2010
Asuinrakennusten energian kulutus
vuosina 2010 ja 2030 (perusskenaario)
2030
perusskenaario
Vaikka kaukolämpöverkko toimiikin tehokkaasti, kaupungin energiantuotannossa käytetään varsin paljon fossiilisia polttoaineita eli hiiltä
ja maakaasua. Sillä on selvä vaikutus rakennuskannan lämmityksen
hiilidioksidipäästöihin, joten tällä alueella on tulevaisuudessa vielä parantamisen varaa.
Nykytilanne ja perusskenaario vuonna 2030
Helsingin rakennuskannan energian kulutus on tällä hetkellä noin
12,1 terawattituntia vuodessa. Kulutus jakautuu tasan asuin- ja liikerakennusten kesken, kummankin osuus on puolet kokonaiskulutuksesta.
Raportin perusskenaariossa laskettu rakennusten vuosittainen energian
kokonaiskulutus vähenisi seuraavan kahdenkymmenen vuoden aikana
hieman eli 11,8 terawattituntiin.
Liikerakennusten lämmitykseen kuluu tällä hetkellä 4 terawattituntia eli kaksi kolmasosaa energian kokonaiskulutuksesta. Kolmasosa kuluu muuhun, kuten jäähdytykseen, laitteisiin, valaistukseen, kuumaan
veteen ja tietotekniikkaan. Kuuma vesi on lämmityksen jälkeen toiseksi
suurin kulutusluokka. Sen vuosittainen kulutus on 0,9 terawattituntia.
Perusskenaariossa lämmityksen ja valaistuksen kulutuksen oletetaan
vähenevän absoluuttisesti, kun taas sähkölaitteiden kulutuksen ennustetaan kasvavan, koska niiden määrä lisääntyy tekniikan kehittyessä.
Kaupallisten ja julkisten rakennusten tämänhetkinen kulutusjalanjälki on hieman erilainen: kuuman veden suhteellinen kulutus on lähes
sama, mutta lämmityksen osuus on alle puolet kaikesta energiankulutuksesta. Tämä johtuu lähinnä siitä, että muiden kulutusluokkien,
erityisesti valaistuksen, absoluuttinen kulutus on paljon suurempi liikerakennuksissa. Tehokkuuden ennakoidun paranemisen ansiosta perusskenaariossa ennustetaan vuodelle 2030 suhteessa samantasoista
energian kulutusta kaupungin huomattavasta kasvusta huolimatta. Eri
luokkien kulutusjalanjäljen profiilin odotetaan muuttuvan samalla tavoin kuin asuinrakennuksissa.
Perusskenaario: liikekiinteistöjen kulutuksen
arvioidaan pysyvän muuttumattomana
Kulutus
(Mw/vuosi)
7
Lämmitys
Laitteet
Jäähdytys
Laitteet
Kuuma vesi
Helsingin rakennuskannan energiankäytöstä syntyy hiilidioksidipäästöjä yhteensä 1,9 megatonnia eli kaksi kolmasosaa tässä raportissa
arvioidusta 2,9 megatonnin vuotuisesta kokonaismäärästä. Tämä luku
vahvistaa aiemmin esitetyn rakennusten painoarvon kaupunkien ympäristökuormassa.
Noin 44 % Helsingin rakennuskannan hiilidioksidipäästöjen kokonaismäärästä syntyy lämmityksestä. Tämä luku voisi olla paljon suurempikin, ellei Helsingillä olisi tehokasta kaukolämpöverkkoa. Kummassakin
rakennustyypissä muiden luokkien osuus on yhteensä 55 % päästöistä.
Perusskenaario: asuinkiinteistöjen CO2 -päästöjen
väheneminen 19 %:lla vuoteen 2030 mennessä
CO2-päästöt
(Mt/vuosi)
1,0
Lämmitys
Laitteet
Jäähdytys
Laitteet
Kuuma vesi
Muu
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0,0
2010
2030
perusskenaario
Asuinrakennusten hiilidioksidipäästöt
vuosina 2010 ja 2030 (BAU-ennuste)
Perusskenaario: liikekiinteistöjen CO2-päästöjen
väheneminen 16 %:lla vuoteen 2030 mennessä
CO2-päästöt
(Mt/vuosi)
1,4
Lämmitys
Laitteet
Jäähdytys
Laitteet
Kuuma vesi
Muu
Muu
6
1,2
5
1,0
4
0,8
3
0,6
2
0,4
1
0,2
0
2010
Liikerakennusten energian kulutus
2030
perusskenaario
0,0
2010
2030
perusskenaario
Liikerakennusten hiilidioksidipäästöt
21
Ormuspelto
2009-2015
1 200 asukasta
Kuninkaankolmio
Alueellinen
kehityshanke
2008-2025
6 500 asukasta
1 000 työpaikkaa
Helsingin kaupungin
uudet asuinalueet
Östersundom
Alppikylä
200955 000 asukasta
10 000 työpaikkaa
2009-2015
2 000 asukasta
Viikki
2010-2012
3 500 asukasta
500 työpaikkaa
Myllypuro-Roihupelto
2008-2025
5 000 asukasta
5 000 työpaikkaa
Arabia-Hermanni
2010-2012
3 500 asukasta
500 työpaikkaa
Pasila
2008-2035
12 000 asukasta
40 000 työpaikkaa
Vuosaari
2008-2015
6 000 asukasta
1 000 työpaikkaa
Kalasatama
Töölönlahti
2008-2030
18 000 asukasta
10 000 työpaikkaa
Kruunuvuorenranta
2008-2025
10 000 asukasta
800 työpaikkaa
Länsisatama
2008-2030
20 000 asukasta
7000 työpaikkaa
City Quarters
Jo päätetyt tekniset parannukset ja muuttuneiden säännösten vaikutukset vähentävät hiilidioksidipäästöjä merkittävästi perusskenaarion
mukaan: asuinrakennusten päästöjen arvioidaan vähenevän 19 % ja
liikerakennusten 16 %. Tähän kehitykseen vaikuttavat pääasiassa lämmityksen energiankulutuksen väheneminen, EU:n ekologista suunnittelua koskevan direktiivin vaikutukset valaistuksen ja sähkölaitteiden
tehokkuuteen sekä jo päätetyt energiantuotannon infrastruktuurin parannukset, jotka vähentävät rakennusten energianlähteiden käytöstä
syntyvää hiilidioksidia. Näiden keinojen vaikutuksia käsitellään tarkemmin raportin seuraavissa kappaleissa.
Kehityssuunnat ja haasteet
Helsingin asukasluku kasvaa. Vuoteen 2050 mennessä asukasluvun odotetaan kasvavan nykyisestä noin 600 000 asukkaasta
650 000–750 000 asukkaaseen. Nykyinen 0,9 prosentin vuosittainen kasvu on Euroopan unionin nopeimpia. Vaikka koulutetun
väestön kasvu onkin suuri etu taloudellisen kasvun kannalta, sen
mukana myös asuntojen, talojen, kauppojen ja julkisten rakennusten tarve kasvaa. Sama kehityssuunta vaikuttaa myös liike- ja toimitilojen markkinoihin. Suomen sadasta suurimmasta yrityksestä jo
83:lla on pääkonttori Helsingin seudulla.
Samalla kun Helsingin asukasluku kasvaa, kaupungin keskustan
läheltä vapautuu suuria alueita asuntorakentamista varten. Rahtisataman siirryttyä Vuosaareen entiselle satama-alueelle pääsee tulevina vuosina muuttamaan monia uusia asukkaita. Esimeriksi LounaisHelsingin rannalla sijaitseva Jätkäsaari on vain 5–10 minuutin päässä
keskustasta. Jätkäsaareen rakennettavalle uudelle asuinalueelle tulee
16 000 asukasta ja 6 000 työpaikkaa. Seuraavan 20 vuoden aikana
Jätkäsaareen ja yli kymmenelle muulle alueelle kaupungissa ja sen lähettyvillä rakennetaan asuntoja yli 120 000 uudelle asukkaalle.
Helsingin asukkaiden muuttuvat elintavat ovat toinen kehityssuunta, joka vaikuttaa kaupungin rakennuskannan energian tuotantoon.
22
Esimerkiksi asuntokoko on kasvanut vain kolmessa vuodessa (2007–
2010) niin, että henkilöä kohti on yksi neliömetri lisää (33 neliömetristä 34 neliömetriin). Koska yksinasuvia on yhä enemmän ja asuntokoko
kasvaa, tämän luvun voidaan olettaa kasvavan edelleen lähitulevaisuudessa. Näiden kehityssuuntien lisäksi energian kulutusta lisää myös
mukavuustason parantaminen. Esimerkiksi asuntojen ja toimistojen ilmastointi on yleistynyt viime vuosina. Vaikka ilmastoinnin kokonaiskulutus on vielä vähäistä, sen osuus saattaa kasvaa merkittäväksi rakennusten energian kokonaiskulutuksesta. On arvioitu, että pahimmassa
tapauksessa jopa 20 % rakennusten sähköstä saattaa tulevaisuudessa
kulua jäähdytykseen. Kaupungin energialaitos Helsingin Energia aikoo
vastata jäähdytyslaitteiden asettamaan haasteeseen lisäämällä kaukojäähdytyslaitteita, jotka voivat vähentää rakennusten jäähdytyksestä
syntyviä päästöjä merkittävästi.
Myös kodinkoneiden, television ja medialaitteiden energian kulutus on kasvusuunnassa. Tehokkuuden parantuessa kulutuksen voisi
olettaa vähenevän, mutta näiden laitteiden kysynnän ja asukaskohtaisen käytön oletetaan kasvavan samaa vauhtia teknisen kehityksen
kanssa, joten tehokkuuden kasvu ei pysty täysin kompensoimaan
erityyppisten laitteiden absoluuttisen määrän kasvua. Tämän vuoksi
erityyppisten sähkölaitteiden absoluuttisen kulutuksen odotetaan kasvavan vuoteen 2030 mennessä.
Edellä mainitun asukasluvun kasvun sekä asukaskohtaisen neliömäärän kasvun takia uusien rakennusten tarve on seuraavina vuosina
huomattava. Helsingin seudun tulevaisuudennäkymässä (Greater Helsinki Vision 2050) alueen uuden rakennuskannan tarpeeksi arvioidaan
70 miljoonaa neliömetriä vuoteen 2050 mennessä. Kysynnän kasvu
on todellinen haaste kaupunkisuunnittelulle, sillä seuraavan 50 vuoden aikana rakennettavien uusien asuntojen määrä ylittää tämänhetkisen rakennuskannan koon. Uuden rakentaminen on kuitenkin myös
mahdollisuus. Sen myötä kaupunki voi vähentää merkittävästi rakennustensa tulevaa energian kulutusta.
Tärkeimmät mahdollisuudet
ja skenaariot
Rakennusten ympäristövaikutuksia on pidetty Helsingissä keskeisenä jo
pitkään. Vaikka tärkeitä parannuksia onkin jo tehty, asetettujen tavoitteiden saavuttamiseksi tarvitaan edelleen lisätoimia.
Tässä luvussa esitetään neljä Top-down-arviota, joilla kvantifioidaan päästöjen vähennyspotentiaalia infrastruktuurin rakennussektorilla. Kahta energiankulutuksen osa-aluetta – lämmitystä ja valaistusta – arvioidaan erityisesti Helsinkiin liittyviin tietoihin ja Siemensin
arvioihin perustuvilla Top-down-malleilla. Siemens on laskenut kulutuksen kahden muun osa-alueen – laitteiden ja kuuman veden – ar-
Kuuman käyttöveden optimointi
Vaikutus:
114 000 tonnia hiilidioksidia vuodessa
Lisävaikutus:
Pienemmät käyttökustannukset
Toteutusaikataulu:
Pitkällä aikavälillä (vuoteen 2030)
Toteutuksen vaikeusaste:
Keskitasoa
Kustannukset:
Keskitasoa
Peruste:
Säännösten edellyttämä
Energiatehokkaat laitteet
Vaikutus:
Lisävaikutus:
Tehokkaammat ja vaivattomat laitteet
Toteutusaikataulu:
Lyhyellä aikavälillä (5 vuoden kuluessa)
Keskitasoa - helppo
Kustannukset:
Keskitasoa
Peruste:
Asuin- ja liikerakennusten valaistuksen optimointi
Vaikutus:
Lisävaikutus:
Rakennusten pienemmät käyttökustannukset
Toteutusaikataulu:
Helppo
Kustannukset:
Vähäiset
Peruste:
Asuin- ja liikerakennusten lämmityksen optimointi
Vaikutus:
Lisävaikutus:
Rakennusten pienemmät käyttökustannukset
Toteutusaikataulu:
Keskitasoa
Kustannukset:
Suuret
Peruste:
vot Euroopan maiden hakutietokannan avulla ja vertailemalla muiden
kaupunkien tuloksia Helsingin tuloksiin.
Asuin- ja liikerakennusten pääasiallinen kulutusluokka on lämmitys, jonka osuus vuosittaisesta energiankulutuksesta on 4 TWh ja 2,7
TWh ja hiilidioksidipäästöistä 0,5 Mt ja 0,3 Mt. Nämä luvut todennäköisesti kasvavat merkittävästi, sillä kaupungin odotetaan kasvavan
nopeasti vuosina 2010–2030. Uusien rakennusten lämmitys on kuitenkin tehostunut tasaisesti jo 80-luvulta lähtien. Tämän kehityssuunnan odotetaan jatkuvan ja voimistuvan, koska uudet ja jo voimassa
olevat rakennusmääräykset edellyttävät uusilta rakennuksilta hyvin
tehokasta energiankäyttöä. Lisäksi tulevat EU-säädökset edellyttävät
vanhojen rakennusten remontoinnilta todennäköisesti suhteellisen
suurta energiatehokkuutta. Helsingin kaupunki on asettanut nykyisen
rakennuskannan remontointia koskevia tavoitteita. Näiden seikkojen
ansiosta rakennusten lämmityksestä syntyviä päästöjä voitaneen siis
vähentää tuntuvasti vuoteen 2030 mennessä.
Edellä mainittujen tekijöiden vaikutusta päästöjen vähentämiseen
arvioidaan Top-down-mallilla, jossa otetaan huomioon Helsingin ennakoitavissa olevan asuinrakennuskannan kasvu vuosina 2010–2030
ja nykyisen rakennuskannan lämmitystehokkuus. Malli sisältää myös
ennakoitavissa olevia rakennusmääräysten muutoksia ja rakennusten
korjausrakentamista koskevia oletuksia.
Mallissa käytetyt tiedot ja oletukset ovat peräisin useista lähteistä.
Nykyisen rakennuskannan kokoa ja sen lämmitystehokkuuden profiilia
koskevat tiedot sekä korjausrakentamisen oletukset perustuvat Helsingin ympäristötilastoihin. Korjausrakentamisen tuottamaa tehokkuuden lisäystä koskevat oletukset perustuvat Helsingin kaupungin laatimaan energiatehokkuuden parhaita käytäntöjä koskevaan raporttiin.
Mallin kehittelyä vaikeutti eniten se, että Helsingin liikerakennuskannan lämmitystehokkuudesta on saatavissa hyvin vähän julkista tietoa.
Ongelma ratkaistiin niin, että liikerakennusten lämmityksen oletetaan
tehostuvan suhteellisesti samalla tavoin kuin asuinrakennuksissa.
Mallin mukaan vuosittaisia hiilidioksidipäästöjä voidaan vähentää
arviolta 570 megatonnia vuoteen 2030 mennessä verrattuna skenaarioon, jossa mitään toimia ei tehdä. Tästä määrästä arviolta 400 megatonnin vähennys saadaan toteuttamalla jo päätetyt parannukset, ja
se sisältyy raportin perusskenaarioon. Lisäksi päästöjä voidaan vähentää arvion mukaan vielä 170 megatonnia, jos korjausrakentaminen
nopeutuu entisestään.
Arvioita, joihin nämä luvut perustuvat, voidaan havainnollistaa
tarkastelemalla mallin tuloksia neliömetrikohtaisen tehokkuuden näkökulmasta. Helsingin ympäristötilastojen mukaan kaupungin asuinrakennuskannan lämmitystehokkuus on tällä hetkellä keskimäärin
34 Wh/m2/lämmitystarveluku vuodessa. Top-down-mallin perusteella
voidaan arvioida, että tämä luku pienenisi perusskenaariossa arvoon
26 Wh/m2/lämmitystarveluku vuodessa ja optimiskenaariossa niinkin
pieneksi kuin 22 Wh/m2/lämmitystarveluku vuodessa. Tätä voidaan
verrata kaupungin ympäristökeskuksen uuteen rakennukseen, jossa
energian kulutus on 70 kWh neliömetriä kohti.
Helsingin liike- ja asuinrakennuksissa valaistuksen energiankulutuksen tulokset ovat melko heikkoja: liikerakennuksissa 89,4 Wh/m²/v
ja asuinrakennuksissa 10,2 Wh/m²/v. Luvut ovat selvästi keskimääräistä suurempia muista Euroopan kaupungeista koottuihin viitearvoihin
verrattuna. Tämä johtuu pääasiassa harvasta asutuksesta ja ilmastosta eli pohjoisen pitkistä talvista. Molemmat lisäävät valaistustarvetta.
23
Antwerpen, Buenos Aires, Lontoo
Asennemuutos vähentää energian kulutusta
R
akennusten energianhallinta on kaupungeille todellinen mahdollisuus vähentää kasvihuonekaasupäästöjään. Hallitustenvälisen ilmastonmuutospaneelin IPCC:n mukaan rakennussektorilla tehtävät ratkaisut ovat edullisin ja laaja-alaisin tapa vaikuttaa ilmastonmuutokseen
vuoteen 2030 mennessä. Rakennuksiin liittyviä hiilidioksidipäästöjä
voidaan vähentää maailmanlaajuisesti noin 30 % vuoteen 2020 mennessä. Rakennuskantaan kuuluu asuinrakennuksia, liikerakennuksia ja
kaupungin omistamia rakennuksia, joihin voidaan asentaa uutta tekniikkaa tai soveltaa erilaisia linjauksia. Niitä ovat esimerkiksi laitestandardit, rakennuslainsäädäntö, energiatehokkuusvelvoitteet ja -kiintiöt,
pakolliset merkintä- ja sertifiointiohjelmat sekä energiatehokkuussopimukset.
Asennekasvatukseen keskittyvä London Green Organizations -ohjelma on osa vuonna 2007 julkaistua kokonaisvaltaista Lontoon toimintasuunnitelmaa ilmastonmuutoksen torjumiseksi.
Kaupalliselle ja julkiselle sektorille suunnatun ohjelman tarkoituksena on säästää energiaa kehottamalla sammuttamaan yöksi tietotekniikan laitteet ja valaistus. Pienillä toimintatapojen muutoksilla Lontoon kaupallisten ja julkisten rakennusten vuosittaiset 18 miljoonan
tonnin hiilidioksidipäästöt vähenisivät kolme miljoonaa tonnia. Lontoon Green Organization -ohjelmassa on kolme perusajatusta. Ensimmäinen on yhteistyö kaupallisten vuokranantajien kanssa. Tavoitteena
on kannustaa heitä kehittämään rakennuksiaan erityisesti peruskorjausten yhteydessä. Toiseksi ohjelmaan sisältyy yhteistyö vuokralaisten
kanssa. Tavoitteena on vähentää päästöjä henkilökunnan toimintatapoja muuttamalla ja rakennusten toimintaa parantamalla. Kolmantena
ohjelmassa on vaikuttajakampanja, joka keskittyy tärkeimpiin energiasäästöjen ja puhtaan energian tiellä oleviin esteisiin.
Antwerpen on toinen esimerkki kaupungista, joka edistää ihmisten tietoisuutta ilmastonmuutoksesta. Yhdessä muiden Belgian kuntien kanssa kaupunki kuvautti lämpökameralla lentokoneesta aluet-
24
Kestävän
kehityksenurbaani
Helsinki
ta neljänä yönä talviaikaan. Näin saatiin tarkka kartta Antwerpenin
kaupungin kattojen kautta tapahtuvasta lämpöhäviöstä. Kaupungin
asukkaiden käytettävissä on internet-sivusto, johon he voivat lisätä
osoitteensa, ullakkotilojensa lämmitysjärjestelmän ja jopa katon tyypin kattoeristyksen tehokkuuden arviointia varten. Yhdessä Belgian
valtion tarjoamien energiatehokkuuteen ja korjausrakentamiseen
suunnattujen apurahojen kanssa lämpökartta antaa paikallisille asukkaille paremman kuvan tarvittavista parannuksista sekä tarjolla olevasta rahallisesta tuesta.
Argentiinan pääkaupungissa, Buenos Airesissa, on 3 miljoonaa
asukasta. Siellä laadittiin vuonna 2008 julkisten rakennusten energiatehokkuusohjelma. Tavoitteena oli optimoida energian kulutusta
julkisissa rakennuksissa ja näyttää esimerkkiä. Energia-analyysejä
tehtiin pilottiprojekteina erityyppisissä julkisissa rakennuksissa. Analyyseissä otettiin huomioon sähkölaitteiden kulutus, lämpötila, kosteus, kerroskohtaiset työntekijämäärät, valaistus sekä vedenkulutus.
Analyysin pohjalta laadittiin suosituksia siitä, miten rakennuksia voitaisiin hallinnoida tehokkaammin ja miten toiminta voitaisiin liittää
energianhallintajärjestelmään (EMS). Energianhallintajärjestelmää
varten rakennuksesta vastaava henkilö valitsee energiavastaavan.
Energiavastaava varmistaa, että järjestelmä toimii oikein. Hän vastaa
myös suositusten toteutuksesta ja valvonnasta. Ohjelma toteutettiin
ensin ympäristönsuojeluvirastossa. Tulokset olivat vakuuttavia. Valaistuksessa säästettiin 27 %, tietokoneiden kulutuksessa 54 % sekä
jäähdytyksessä ja lämmityksessä 37 %. Tulevaisuudessa tavoitteena
on tehdä energia-analyysit viidestätoista, erityyppisestä julkisesta
rakennuksesta: hallintorakennuksista, sairaaloista, kouluista, kulttuurikeskuksista ja palvelukeskuksista. Ympäristönsuojeluvirastossa
sähköt on katkaistu työajan ulkopuolella, vanhojen näyttöjen tilalle on
vaihdettu nestekidenäytöt ja tietokonepalvelimissa on otettu käyttöön
uusi energiansäästöjärjestelmä.
Toteutusmalli
Sääennuste
Kiinteistönhallinta
Helpoin ratkaisu valaistuksen energiankulutuksen vähentämiseksi on
vaihtaa lamput ja laitteet tehokkaampiin. Vaihtaminen onkin ja aloitettu,
sillä Euroopan unionin ekologista suunnittelua koskeva direktiivi rajoittaa
tehottomien lamppujen myyntiä vähitellen ja sen seurauksena kaikki nykyiset lamput on vaihdettu tehokkaampiin vuoden 2015 jälkeen.
Tilannetta voidaan parantaa myös esimerkiksi LED-tekniikalla, joka
kuluttaa paljon vähemmän energiaa kuin hehkulamppu. Rakennusten
valaistuksen jättämää hiilijalanjälkeä voidaan pienentää 85 % vaihtamalla kaikkien hehkulamppujen tilalle uudet LED-valot. Yksi 40 watin
hehkulamppu, jota käytetään 10 tuntia päivässä, tuottaa vuodessa
noin 89 kg:n hiilidioksidipäästöt, kun taas vastaava 6 watin LED-lamppu
tuottaa vain 14 kg:n hiilidioksidipäästöt samassa ajassa.
Muihin toimiin voidaan ryhtyä kaikentyyppisissä rakennuksissa.
Esimerkiksi rakennussuunnittelussa rakennusten ja ikkunoiden suunta voidaan suunnitella niin, että voidaan hyödyntää mahdollisimman
paljon luonnonvaloa. Erityisesti liikerakennuksiin voitaisiin asentaa
liiketunnistimia sisältävä valaistuksen ohjausjärjestelmä, joka optimoi
energian kulutusta, vaikka valot unohdetaan sammuttaa. Lisätehoa
saadaan, kun rakennuksiin asennetaan päivänvaloon kytkettyjä valaistuksen ohjausjärjestelmiä, joissa on jatkuva himmennys tai automaattinen sammutus- ja sytytystoiminto. Näin valaistuksen energiansäästöä
saattaa kertyä tekniikan ja mallin mukaan jopa 30–60 %.
Valaistuksen tehokkuuden parantamisesta saatavaa energiansäästöpotentiaalia koskeva arvio perustuu Top-down-malliin, jonka oletukset ovat lähtöisin aiemmin tehtyjen tutkimusten kirjallisuudesta. Tässä
mallissa käytetyt pääasialliset lähteet ovat Euroopan komission arvio
ekologista suunnittelua koskevan direktiivin ennakoiduista vaikutuksista
ja Aalto-yliopistossa tehty LED-valaistustekniikan käyttöönoton potentiaalia vuoteen 2030 mennessä koskeva opinnäytetyö (Sarvaranta 2011).
Helsingin rakennuskannan laatu on kaiken kaikkiaan hyvä, mutta
pohjoisen ilmaston ja kaupungin asukasluvun kasvun takia sekä ennusteiden mukaan parannuksia tarvitaan, jotta kaupungin asettamat
energiatehokkuutta ja hiilidioksidipäästöjen vähentämistä koskevat
tavoitteet voidaan saavuttaa. Rakennusten osa-alueella kaksi kestävän
kehityksen kannalta ratkaisevaa tekijää ovat lämmitys ja valaistus. Muita osa-alueita, joilla on vielä parantamisen varaa, ovat esimerkiksi kuuman veden ja laitteiden energian kulutus. Lähitulevaisuudessa myös
jäähdytys saattaa tulla energiankulutuksen kannalta ongelmalliseksi
pääkaupungissa.
Vaikutus:
Lisävaikutus:
Turvallisemmat jalkakäytävät ja
mukavammat toimistot
Toteutusaikataulu:
Lyhyellä aikavälillä
Helppo
Kustannukset:
Vähäiset
Peruste:
Tämän tutkimuksen työpajoissa määritelty
konsepti
Sääennusteet voidaan tulevaisuudessa sisällyttää rakennusten
energiankäytön optimointiin. Ennakoitua säätilaa koskevat tiedot
voidaan ottaa huomioon kiinteistönhallintajärjestelmässä rakennuksen sisätilojen toimintojen ohjausta säädettäessä. Kiinteistönhallintajärjestelmän tarkoituksena on ohjata ja valvoa rakennusten
laitteita niin, että sisätiloissa on mahdollisimman hyvät olosuhteet.
Kiinteistönhallintajärjestelmä voi ohjata monia nykyisten rakennusten toimintoja, kuten lämmitystä, jäähdytystä, ilmanvaihtoa, valaistusta ja turvallisuutta. Kiinteistönhallintajärjestelmän ansiosta
näitä toimintoja voidaan parantaa, kun tarpeiden ennustamisessa
otetaan huomioon sää. Sen avulla saadaan tuntuvia energiansäästöjä, koska tarvittavat muutokset voidaan tehdä ajoissa. Jos esimerkiksi järjestelmä saa tiedon sään kylmenemisestä, se voi aloittaa
lämmityksen jo etukäteen. Näin energiantarve vähenee verrattuna
tilanteeseen, jossa lämmitys aloitetaan vasta, kun lämpötila on jo
laskenut. Energiansäästön lisäksi asumismukavuus paranee. Monia sään osa-alueita, kuten lämpötilaa, sadetta, kosteutta ja tuulen
suuntaa, voidaan käyttää rakennusten energian säästämiseen, kun
ne tiedetään etukäteen.
Kuvassa esitellään kiinteistönhallintajärjestelmän toimintaa. Kohdassa 1 luodaan sääennusteen tiedot. Monet laitokset tuottavat näitä
tietoja asiakkaille. Kohdissa 2 ja 3 kiinteistönhallintajärjestelmä saa tiedot internetin kautta. Tietojen avulla järjestelmä voi optimoida energian kulutusta sekä säästää energiaa ja ympäristöä.
Sääennusteen tietojen avulla kiinteistönhallintajärjestelmä voi ohjata järjestelmään suoraan kytkettyjä lämmitys-, ilmanvaihto- ja ilmastointijärjestelmiä. Tavallisia sovelluksia ovat
• jäähdytys yöaikaan
• lämmityksen optimointi
• (seuraavan päivän) jäähdytys- ja lämmitystarpeen laskenta
• sälekaihtimien ja aurinkosuojien ohjaus
• ajoluiskan lämmitys
• jalankulkualueen lämmitys talvella.
Jalankulkualueen lämmitys
Lunta sulattamalla pyritään estämään liukastumiset kaupunkien kaduilla ja liikenteessä, erityisesti jalkakulkualueilla ja kauppakeskusten
sisääntuloreiteillä. Lisäksi liikenneväyliä, kuten ajoluiskia, lämmitetään
onnettomuuksien estämiseksi sekä jalankulkijoiden turvallisuuden ja
mukavuuden parantamiseksi. Etelä-Suomessa ulkolämmitysjärjestelmien kokonaiskäyttöaika on noin 1 000 tuntia vuodessa.
25
Järjestelmä voi lämmetä kaukolämmöllä tai sähköllä. 300 W/m²:n
lämpöteho riittää pitämään tienpinnan lumettomana -13 °C:n pakkaseen asti. Käytössä olevat jalankulkualueiden ohjausjärjestelmät saadaan seuraamaan ulkolämpötilaa lumianturilla. Tämän ratkaisun pääongelma on, että jos lumisade on jo alkanut, on jo myöhäistä aloittaa
jalankulkualueiden lämmittäminen ja lumen sulattamiseen kuluu paljon enemmän energiaa kuin silloin, kun katu on tarpeeksi lämmin lumisateen alkaessa. Ongelman välttämiseksi voidaan käyttää sääennusteita, jotta lämmitys voidaan aloittaa aikaisemmin. Tällöin lumi sulaa heti
lumisateen alkaessa. Samoin lämmitys voidaan lopettaa aikaisemmin,
jos lumisateen loppumisaika tiedetään etukäteen.
Jalankulkualueen lämmitysjärjestelmä kuluttaa energiaa noin 0,3
kWh/m²/v. Vähennyspotentiaali on 10–15 %, kun ohjauksessa käytetään sääennustetta, jonka perusteella optimoidaan aloitus- ja lopetuskomennot sekä lämmityslämpötila (Siemensin Saksassa tekemät rakennusten lämmön mukaan aktivoituvien järjestelmien ohjaustestit).
Jos 10 000 m²:n kokoinen katualue lämmitetään kaukolämmöllä,
vuosittaiset kustannukset ovat 0,3 kWh/m² *10 000 m² * 0,02 €/kWh
= 60 000 €/v ja säästöpotentiaali on 6 000–9 000 € vuodessa, kun
taas hiilidioksidipäästöjä voidaan vähentää 80 tonnia vuodessa. Sähkölämmitystä käytettäessä vuosikustannukset ovat 330 000 €/v energian kalliimman hinnan takia. Kustannusten säästöpotentiaali on
35 000–50 000 € ja päästöjen 70 tonnia.
Liikerakennukset
Liikerakennuksissa kiinteistönhallintajärjestelmällä saatava energian keskimääräinen vähennyspotentiaali on noin 10 % käytetystä
energiasta. Kiinteistönhallintajärjestelmän käyttöönottoa harkitaan
20 prosenttiin Helsingin liikerakennuksista. Lämmitysenergiaa säästyy
100 000 000 kWh, ja hiilidioksidipäästöt vähenevät 12 000 tonnia.
26
Maailma muuttuu tavalla, jolla on suuri vaikutus ympäristöön. Tämä
pakottaa meidät ajattelemaan uusilla tavoilla. Verkostoitunut, integroitunut ja älykäs kiinteistönhallintajärjestelmä on seuraavan sukupolven
älytalojen tärkeimpiä ominaisuuksia.
Talotekniikan tulevaisuutta koskeva tutkimus osoittaa, että vaatimuksissa on tapahtumassa pysyviä muutoksia. Turvallisuus on tulevaisuudessa entistäkin tärkeämmässä osassa. Joustavuus ja dynamiikka
muodostuvat toimivan järjestelmän perusedellytyksiksi. Tehokkuus on
jatkossa kaikkein tärkeintä, eikä pelkästään energiankäytön osalta. Tämän lisäksi ihmisten hyvinvointia ja jokapäiväisen elämän mukavuutta
on lisättävä. Vain ratkaisut, jotka muodostavat parhaan synergian energiatehokkuuden, mukavuuden ja turvallisuuden osalta, ovat kestäviä
pitkällä aikavälillä.
Modulaarisuus on avainratkaisu, joka mukautuu helposti operaattoreiden ja käyttäjien muuttuviin tarpeisiin. Standardoidut rajapinnat
ovat saavuttaneet suurimman mahdollisen yhteensopivuuden.
Myös itse moduulien on oltava joustavia. Tila jaetaan tarpeen
mukaan, ja sitä parannetaan logistiikkajärjestelmään saumattomasti
integroituvalla siirrettävällä laitteistolla. Tämä on iso askel kohti parempaa tehokkuutta, sillä joustava käyttö onkin nyt mahdollista koko
käyttöiän ajan.
Enää ei keskitytä ainoastaan energian jakeluun. Älykäs energianhallintajärjestelmä ohjaa sisäisten kuluttajien, tuottajien ja useamman
energianlähteen käytön vuorovaikutusta julkisissa sähköverkoissa.
Uudet energian varastoimistavat mahdollistavat ylijäämäenergian ostamisen verkosta edulliseen hintaan. Tämän energian ansiosta kuormitushuiput tasoittuvat turvallisesti ja tehokkaasti. Lisääntynyt veden
käsittelyn tarve tarjoaa myös hyvin todellisia uusia mahdollisuuksia.
Lisäenergian varastointi on mahdollista älykkään verkostoitumisen ansiosta. Kulutuksen optimointi on luonnollisesti myös yksi avaintekijä.
Uudentyyppiset funktionaaliset rakennusmateriaalit ja -tekniikat
tarjoavat uusia mahdollisuuksia valaistuksen ja ilmastoinnin osalta.
Näitä mahdollisuuksia ei kuitenkaan voida täysin hyödyntää, ennen
kuin ne on integroitu kiinteistönhallintaan. Eri osa-alueiden älykäs verkostoituminen luo synergiaa myös turvallisuuden suhteen. Huomaamaton, ”avoimet ovet” -periaatteen mukainen kulunvalvonta parantaa
turvallisuutta, mutta mahdollistaa myös dynaamisen logistiikan.
Ihmiset ohjataan nopeasti ja turvallisesti kohteisiin yksilöidyn avustustoiminnon ansiosta. Monet ohjaus- ja navigointiratkaisut näyttävät
tietä miellyttävästi ja parantavat samalla rakennusten tiettyjen osien
yksityisyyttä. Tulevaisuudessa kaikkia liikennevirtoja seurataan toimitusvirtoja unohtamatta. Turvallisuustoimiin ryhdytään automaattisesti
tilanteen vaatiessa. Älykkään verkostoitumisen ansiosta saavutetaan
paras mahdollinen turvallisuus. Valojärjestelmän läsnäolotunnistimet
tekevät muutakin kuin vain sytyttävät ja sammuttavat valoja. Hätätilanteessa ne varmistavat nopean, järjestäytyneen ja siten turvallisen
evakuoinnin.
Hätäpoistumistiet määritellään tilanteen mukaisesti. Valot toimivat
hätätilassa ja osoittavat tien dynaamisesti. Lisäohjeita annetaan äänimerkein ja kuulutuksin. Myös alijärjestelmät tukevat evakuointia.
Älykkäät järjestelmät auttavat ihmisvirtojen havaitsemisessa ja
jakavat niitä, jos hätätiet ylikuormittuvat. Asennettujen laitteiden älykäs käyttö ja verkottaminen ympäröivään alueeseen mahdollistavat
reaaliaikaisen tiedonvaihdon. Tulevaisuuden turvallisuusvaatimukset
voidaan täyttää asianmukaisesti ja tehokkaasti vain, jos kaikki verkon
järjestelmät toimivat yhdessä.
Tuleviin malleihin siirryttäessä klassiset toiminnot liitetään kokonaisuudessaan älyverkkoon. Luotu synergia mahdollistaa uusia toimintoja.
Näin saadaan aikaan kiinteistönhallintajärjestelmä, joka takaa parem-
man tehokkuuden, mukavuuden ja turvallisuuden. Järjestelmä on
avoin, ja siihen pääsy on mahdollista mistä tahansa.
Kun siirrytään kestävän kehityksen kaupunkeihin, rakennukset voidaan yhdistää rakennusryhmiksi IT-yhteyksien avulla hyödyntämällä talotekniikasta ja verkotetuista järjestelmistä kertynyttä uutta tietotaitoa.
Myös energiatehokkuus paranee huomattavasti. Älyverkot ja älykäs
kulutus muokkaavat tulevaisuutta. Kaupunginosien ja jopa kokonaisten
kaupunkien verkottaminen lisää myös turvallisuutta. Turvallisuuden parantaminen onkin kasvavan kaupungistumisen kiireellisimpiä tarpeita.
Älykkäät ja kestävät ratkaisut muokkaavat tulevaisuutta.
Tulevaisuutta, joka on jo täällä.
Haastattelu
Helsinki on sitoutunut 9 prosentin energiasäästöihin kaupungin
kiinteistöissä vuoteen 2016 mennessä. Kaupungin kiinteistövirasto on jo suorittanut lukuisia toimia energian säästämiseksi, ja
tämä 9 prosentin säästötavoite myös varmasti saavutetaan.
Yksi tärkeimmistä toimenpiteistä oli täsmäyttää kiinteistöjen energiankäyttöajat ja käyttötarkoitukset. Kuluttajien osallistuminen rakennuksen energiasäästöihin on tärkeä
Veikko Saukkonen, projektijohtaja
Kiinteistövirasto
Kestävän
kehityksenurbaani
Helsinki
27
28
30
34
EU-lainsäädännön vaikutus
päästöjen vähentämiseen
38
40
Toteutusmallit
41
Haastattelu
42
43
Lämmön- ja energian
tuotanto
Helsingin nykyiset hiilidioksidipäästöt
ovat 0,85 Mt. Kaupungin tavoitteena
on olla hiilineutraali vuonna 2050.
29
Lämmön- ja energian tuotanto
Kaupungin pohjoisen sijainnin sekä kylmien ja pimeiden talvien vuoksi
Helsinki on erityisen riippuvainen energiantuotannosta. Lämmönkulutus riippuu olennaisesti lämmitystarveluvusta, joka Ilmatieteenlaitoksen mukaan oli vuonna 2010 Helsingissä 4 376 (viitelämpötilan ollessa
17°C), verrattuna Pariisin lukuun 2 702 ja Rooman lukuun 1 253 (viitelämpötila 18 °C). Lämmitystarveluku on tarkka ilmaisin eri alueiden
lämmitysenergiatarpeiden vertailussa. Yksikkö määritetään suhteessa
viitelämpötilaan eli ulkolämpötilaan, jota lämpimämmässä rakennus ei
tarvitse lämmitystä. Tällaisten arvojen vertailu Helsingin, Pariisin ja Rooman välillä antaa kuvan Pohjoismaiden ja muiden Euroopan maiden välisistä eroista sekä auttaa ymmärtämään Helsingin energian kulutusta.
1800-luvulla Helsingin pääasiallinen energianlähde oli kaasu.
Myöhemmin 1900-luvun taitteessa perustettujen energialaitosten
toiminnassa alettiin käyttää hiilivoimaa. Vuosaaren voimalaitosyksikköjen käyttöönoton jälkeen kaasu on kuitenkin ollut pääasiallinen
energianlähde. Vuonna 1909 sähköyhtiöt siirrettiin kaupungin omistukseen, ja Helsingin kunnallinen sähköyhtiö perustettiin. Vuoteen
1914 mennessä kaikkien kaupungin raitiovaunulinjojen voimanlähteeksi hevosten tilalle oli vaihdettu sähkö. 1900-luvun alussa lämmitys oli rakennuskohtaista, ja se tuotettiin joko puulla tai hiilellä. Tuohon aikaan ilma oli täynnä savua.
Voimalaitokset (neliöt) ja
lämpökeskukset (ympyrät)
pääkaupunkiseudulla
30
Kaukolämpö on järjestelmä, joka lämmittää suuren määrän
rakennuksia putki- ja lämminvesiverkoston kautta. Sen aikakausi
alkoi 1950-luvulla. Aluksi kaukolämpöasiakkaille jaeltiin höyrylämpöä. Myöhemmin rakennettiin uusi voimalaitos, joka hyödynsi
energiantuotannon ylijäämälämmön ja mullisti lämmitysmenetelmät. Kaukolämpöverkosto kasvoi Helsingin mukana, ja se kattaa
tänä päivänä lähes koko kaupungin yli 1 230 kilometrin maanalaisella putkistolla. Tämän verkoston ansiosta noin 85 % Helsingin
liike- ja asuinrakennusten lämmitystarpeista täytetään kaukolämmöllä. Pääkaupunki on yksi kaukolämmön suurimpia käyttäjiä Euroopassa.
Kaukolämpö vastaa jakelun turvallisuuden ydinkysymyksiin. Se
myös tukee energia- ja kustannustehokkuutta. Verkossa toimii CHP
(Combined Heat and Power) -voimalaitoksia, jotka tuottavat sekä
lämpöä että sähköä.
Helsingin alueella on kolme CHP-voimalaitosta (Hanasaari, Salmisaari ja Vuosaari). Hanasaari ja Salmisaari toimivat hiilellä, Vuosaari
maakaasulla. CHP-teknologia tehostaa laitosten toimintaa hyödyntämällä energiantuotannon ylijäämälämpöä: polttoainesäästöjä voi
syntyä jopa yli 30 %. Yhteistuotanto on myös ympäristöystävällistä,
sillä CO2-päästöt ovat vähäisiä verrattuina muihin kaasu- ja hiilivoimaloihin. Lisäksi yksittäisten rakennusten savupiipput ovat kadonneet kaupungista kaukolämmön ansiosta, ja Helsingin ilmanlaatu on
parantunut.
CHP-yksiköt
Polttoaine
Energiakapasiteetti (MW)
Lämpökapasiteetti (MW)
Rakennettu
Hanasaari B
Hiili
220
445
1974
Salmisaari A, B
Hiili
160
480
1953 / 1984
Vuosaari A, B
Kaasu
630
580
1991 / 1997
Vanhan kaupungin
vesivoimala
Vesi
0,2
1876
Kellosaaren varayksikkö
Kaasu
118
1975
Tietoja Helsingin alueen
voimalaitoksista
Sähköyksiköt
Lämpö- ja jäähdytysvoimala
Katri Vala
Jätevesi- ja
lämpöpumput
90 lämpö, 60 jäähdytys
2006
Lämpöyksiköt
Vuosaari
Kaasu
120
1989
Lassila
Kaasu
334
1977
Patola
Kaasu
240
1982
Alppila
Öljy
164
1964
Jakomäki
Öljy
56
1968
Hanasaari (2 yksikköä)
Öljy
282 / 56
2009 / 1977
Munkkisaari
Öljy
235
1969
Myllypuro
Öljy
240
1978
Ruskeasuo
Öljy
280
1972
Salmisaari (2 yksikköä)
Öljy
120 / 8
1978 / 1977
Salmisaari
Hiili
180
1986
Suomen pääkaupungissa sijaitsee myös Katri Vala -voimala, joka
tuottaa lämpöä jätevedestä ja jäähdytystä merivedestä lämpöpumpuilla. Voimalalla on korkea energiatehokkuus, ja sen ympäristövaikutukset ovat suhteellisen vähäisiä. Tämän lisäksi käytettävissä on
kymmenen öljy- ja kaasulaitosta (ilman CHP-teknologiaa) tuottamaan
lisälämmitystä talven kylmimpinä aikoina. Vanhassa kaupungissa sijaitseva historiallinen vesivoimala vuodelta 1876 on myös mainitsemisen arvoinen. Sen vuosittainen tuotanto on noin 500 MWh sähköä,
mikä vastaa noin 250 asunnon kulutusta.
Helsingin pääasiallinen lämmöntuottaja on kaupungin omistama
energialaitos Helsingin Energia, joka käyttää myös lyhennettyä nimeä
Helen. Se tuottaa lämpöä kaukolämpöverkkoon ja myös myy sähköä.
Helsingin seudun voimaloiden lisäksi Helenillä on osuuksia vesivoimassa,
ydinvoimassa ja tuulivoimassa kaupungin ulkopuolella. Tästä huolimatta
fossiilisia polttoaineita käyttävät voimalat ovat enemmistönä kaupungin
sisällä. Tämä johtuu tilan puutteesta kaupungin keskustassa. Voimalat on
suunniteltu käyttämään korkeaenergistä polttoainetta, joka ei vie paljon
varastotilaa. Jos otetaan huomioon Helenin kaikki energialähteet, sen
sähkön CO2-intensiteetti oli noin 260 g CO2 / kWh vuonna 2010.
Helsingin runsas fossiilisten polttoaineiden käyttö ei ole estänyt
kaupunkia ja Heleniä asettamasta kunnianhimoisia tavoitteita: kaupunki aikoo vähentää hiilidioksidipäästöjä 20 % vuoteen 2020 mennessä verrattuna vuoteen 1990, ja Helen pyrkii CO2-neutraaliksi ennen
vuotta 2050.
Lämmön- ja sähköntuotannon nykytilanne
Helsingin rakennuskannan energiatehokkuus on lisääntynyt huomattavasti viimeisten vuosien aikana, ja suunnitelmien mukaan rakennusteknologian uudet rakennussäännökset ja parannukset vain
edistävät tätä myönteistä trendiä. Tämä tarkoittaa sitä, että asuin- ja
liikerakennusten lämmitystarpeiden odotetaan pienentyvän nykytasoon verrattuna, vaikka kaupungin odotetaan kasvavan huomattavasti samaan aikaan.
Vuonna 2010 Helenin infrastruktuurin tuottaman kaukolämmön
kokonaismäärä oli kaupungin rajojen sisäpuolella noin 7,3 TWh. Koska
lämmön kokonaiskulutuksen odotetaan vähenevän hieman vuoteen
2030 mennessä, kaukolämmön kysynnässä on syytä odottaa samanlaista
trendiä. Kulutuksen vähentyessä myös päästöt vähenevät, jolloin Helenin
lämmöntuotannon päästöjen voidaan odottaa vähenevän vuoteen 2030
mennessä. Myös muuta on kuitenkin tehtävissä: Helen on tällä hetkellä
hyvin riippuvainen fossiilisista polttoaineista lämmöntuotannossaan.
Vaihtamalla kaukolämmitykseen käytettävän polttoaineseoksen Helen voi
vähentää Helsingin lämmönkulutuksen CO2-päästöjä entisestään.
Nykyisin kaukolämmön pääenergianlähteinä toimivat kaasu
(54 %) ja hiili (41 %), jotka ovat CHP-voimaloiden tärkeimmät polttoaineet. Näiden pääasiallisten energianlähteiden lisäksi toissijaiset
voimalat käyttävät hieman öljyä erittäin kylmien ajanjaksojen aikana.
Tämän lisäksi Katri Vala -voimala tuottaa noin 165 GWh energiaa jätevesi- ja lämpöpumpuilla.
31
Helsingin nykyiset CO2-päästöt ovat arviolta 0,85 Mt. Hiilen osuus
päästöistä on noin 54 %, kaasun 42 % ja öljyn 4 %. Nämä osuudet eivät
ole suhteessa polttoaineiden tärkeyteen energiajakaumassa. Polttoaineiden CO2-pitoisuudet vaihtelevat, sillä hiili vapauttaa 0,35 kg hiilidioksidia
kilowattituntia (kWh) kohti, öljy 0,29 ja kaasu 0,2. Fossiilisten polttoaineiden nykytrendi osoittaa, että energian tuotanto kaasulla kehittyy nopeammin kuin hiilivoima, mikä vähentää Helsingin energian CO2-päästöjä.
CHP:tä käyttämällä voimalaitosten energiatehokkuus on parantunut huomattavasti, ja CO2-päästöt (kuten myös NOx- ja SO2-päästöt)
ovat huomattavasti alhaisemmat kuin ilman tätä teknologiaa. Nykyisin
kaukolämmön CO2-intensiteeti on 0,12 CO2/kWh. Sähkön ja lämmön
yhteistuotanto alentaa CO2-intensiteettiä, kun sähkötuotannon ylijäämälämpöä hyödynnetään kaukolämmössä. Näin ollen lämmitystä
ei tarvitse tuottaa erikseen, ja polttoaineiden energiasisältö saadaan
käytettyä lähes kokonaan. Käyttämällä CHP-teknologiaa Helsinki säästää vuosittain 270 000 omakotitalon lämmitystä vastaavan määrän
energiaa ja päästöjä.
Helen voi tuottaa lämpöä myös uusiutuvista lähteistä maailman
suurimmassa lämpöpumppuvoimalassa, Katri Valassa. Se tuottaa lämmitystä ja jäähdytystä noin 40 000 asukkaalle uusiutuvista lähteistä:
Lämmitystarpeen odotetaan pienentyvän
tehokkuuden parantuessa
Suhteellinen kaukolämmön kulutus
TWh/vuosi
kWh/m3
70
10
60
8
50
6
4
40
8,1
7,4
30
20
2
10
Helsingin liike- ja asuinrakennusten nykyinen ja
suunniteltu lämmityksen tarve
Tuotanto TWh
Hiili
Öljy
Kaasu
Jätevesi
6
CO2-päästöt Mt
1,0
0,8
0,6
4
0,4
2
0
Kaukolämmön tuotanto ja siihen liittyvät CO2-päästöt vuonna 2010
0,2
0,0
Hiili
Öljy
Kaasu
Jätevesi
2010
2009
2008
2002
2001
2000
1992
1991
1990
1982
1981
1980
Suhteellinen kaukolämmön energian kulutus vuosina 1970 - 2008
(Ei mukautettu sääoloihin)
8
32
1972
2030
perusskenaario
1970
2010
1971
0
0
lämpimästä, puhdistetusta jätevedestä ja kylmästä merivedestä.
Jätevesien laskuputkissa virtaa 24 tuntia vuorokaudessa suuria
määriä puhdistettua jätevettä, jonka lämpö käytetään kaukolämmön
tuotantoon. Puhdistetun jäteveden lämpötila on 12–17 celsiusastetta.
Katri Vala saa poimittua siitä seitsemän astetta talteen.
Talvella lämpöenergia saadaan puhdistetusta jätevedestä lämpöpumpuilla, ja tarvittava kaukojäähdytys tuotetaan suoraan merivedestä lämmönvaihtimilla. Lämpöpumppu tuottaa kaukolämpöä käyttäen
kaukojäähdytysjärjestelmän palauttamaa vettä lämmönlähteenä puolen vuoden ajan. Kesäisin lämpöenergia siirretään kaukojäähdytyksen
Polttoaine-energia, GWh
Polttoaineenergia,
GWh
Polttoainesäästöt CHP:tä käyttämällä
30000
Maakaasun ja hiilen kulutus
24000
18000
12000
2008
2006
2004
2002
2000
1998
1996
1994
1992
1990
6000
Helsingin polttoainesäästöt CHP:tä käyttämällä 1990 - 2009
paluuvesiin, jolloin lämpöpumput tuottavat sekä kaukolämpöä että
kaukojäähdytystä. Jos kaikkea kesä- tai talvikauden aikana tuotettua
lämpöä ei tarvita, ylimääräinen lämpö voidaan kondensoida mereen.
Hankkeen mittasuhteet ovat vaikuttavat. Laitoksen tuotantoteho on
90 W kaukolämpöä ja 60 MW jäähdytystä. 90 MW kaukolämpöä on tarpeeksi 400 suuren asuinrakennuksen vuosittaiseen lämmitykseen. 60 MW
kaukojäähdytystä riittää viilentämään 60 suurta toimistorakennusta.
Katri Valan hiilidioksidipäästöt ovat 80 % pienemmät kuin vaihtoehtoisissa tuotantoratkaisuissa, esimerkiksi lämmön erillistuotannossa raskaalla polttoöljyllä ja jäähdytystuotannossa kiinteistökohtaisesti
kompressoritekniikalla.
Sähkönkulutusta koskevassa ympyräkaaviossa näkyvät Suomen sisäiset sähkölähteet ja keskimääräinen sähkönkulutus asukasta kohti. Kaaviossa esitetään kansalliset keinot, koska Suomen sähkömarkkinat ovat
avoimet kilpailulle, ja kuluttajat voivat valita haluamansa toimittajan.
Ydinvoima on pääasiallinen sähkön lähde. Seuraavina ovat hiili, vesivoima ja maakaasu. Suomessa toimii tällä hetkellä yli 200 vesivoimalaa.
Tärkeimmät potentiaaliset lähteet ovat yleisesti hyvin käytössä, ja suojelutoimet tekevät lisäkehityksen epätodennäköiseksi. Helsingin alueella
on vain yksi vesivoimala, jo aikaisemmin mainittu Vanhan kaupungin
vesivoimalaitos.
Suomen käyttäessä vesi- ja ydinvoiman lisäksi kaasun, hiilen ja biomassan yhdistelmää, sen sähkön CO2-intensiteetti on suhteellisen alhainen (noin 220 g CO2 / kWh), kun Saksan lukema on noin 450 g CO2 / kWh
ja Kiinan 750 g CO2 / kWh. Joillakin mailla on parempia tuloksia: Ranska
esimerkiksi nojaa voimakkaasti ydinvoimaan, joka kattaa 78 % sähkön
kokonaistuotannosta, kun taas Norja tuottaa lähes kaiken sähkönsä vesivoimalla.
Vain muutaman kilometrin päässä Helsingin keskustasta, piilossa
noin 30 metrin syvyisessä kaivetussa kallioluolassa, sijaitsee maailman
suurin lämpöpumppuvoimala. Katri Valaksi nimetty voimala on siitä erityinen, että se tuottaa sekä kaukolämpöä että -jäähdytystä käyttäen uu-
Sähköntuotannon energianlähteet
Öljy 0,7%
Hiili 18,5%
Vesivoima 16,6%
Helsinki
Tuulivoima 0,4%
Norja
Turve 6,8%
Ranska
Maakaasu 14,2%
Saksa
Biomassa 13,5%
OECD Eurooppa
Jäte 0,9%
Kiina
Ydinvoima 28,4%
0
Sähkölähteet Suomen verkossa vuonna 2010
100
200
300
400
500
600
700
800
900
Sähkön hiili-intensiteetin vertailu eri maissa
Kaavion yksikkö: CO2 g / kWh / vuosi
33
siutuvia lähteitä: lämmintä, jo käsiteltyä jätevettä sekä kylmää merivettä.
Kaupungin puhdistetun jäteveden lämpötila on 12 - 17 celsiusastetta (aikaisemmin tämä lämpö meni hukkaan), ja Katri Vala saa poimittua
siitä seitsemän astetta, ennen kuin se valuu mereen. Tämä lämmönvaihtimilla tuotettu lämpö otetaan talteen kaukolämmön käyttöön, kun
taas tarpeellinen kaukojäähdytys voidaan tuottaa suoraan merivedestä.
Lämpöpumppu tuottaa kaukolämpöä käyttäen kaukojäähdytysjärjestelmän palauttamaa vettä lämmönlähteenä puolen vuoden ajan.
Hankkeen mittasuhteet ovat vaikuttavat. Katri Vala voi tuottaa
90 MW kaukolämpöä, mikä on tarpeeksi tuottamaan 400 suuren asuinrakennuksen vuosittaisen lämmityksen, ja 60 MW kaukojäähdytystä,
mikä riittää viilentämään 60 suurta toimistorakennusta.
Helsingin suunnitelma parantaa ympäristöjalanjälkeään edellyttää energiatehokkuustoimia sekä uusiutuvien energianlähteiden käyttöönoton
kehitystä. Kaupunki harkitsee eri keinoja kehittääkseen uusiutuvia energiahankkeita, erityisesti tuulivoimaa ja metsäpohjaisia biopolttoaineita.
Suomen tavoite tuulivoiman tuotannossa on 2 300–2 600 MW
vuonna 2020 ja 5 000 MW vuonna 2030. Suomen tämänhetkinen
tuulivoimakapasiteetti on 200 MW. Helen on osa Suomen Merituuli
Oy -yhteisyritystä, joka pyrkii rakentamaan kaksi huomattavan suurta (500–1 000 MW) merituulipuistoa maan länsi- ja eteläosiin. Yksi
tulee Inkoon Raaseporiin Suomenlahdelle ja toinen Siipyyseen Kristiinankaupungin ja Porin väliselle merialueelle. Suomen Merituuli Oy
on jo allekirjoittanut sopimuksen kahden tuulipuiston rakentamiseen
tarkoitetun merialueen varaamisesta. Alueiden pinta-ala on noin 50 neliökilometriä. Tuulivoiman tuotanto voitaisiin aloittaa varatuilla alueilla
vuosina 2012–2014. Näiden puistojen kapasiteetti olisi yhteensä jopa
2 000 MW, ja ne voisivat parhaimmillaan tuottaa vuosittain 5,6 TWh
sähköä (enemmän kuin Helsingin kuluttama määrä, joka oli 4,8 TWh
vuonna 2010). Kaupunki joutuu tulevina vuosina tekemään lopullisen
päätöksen tuulivoiman kehityksestä Helenin sähkölähteissä verrattuna
muihin ratkaisuihin, kuten nykyisiin voimalaitoksiin tai ydinenergiaan.
34
Toinen kiinnostava keino on biopolttoaine, joka voisi korvata kaasun tai hiilen voimaloissa. Helsingin Energia harkitsee muun muassa
puupellettien tai muiden uusiutuvien biopolttoaineiden käyttömahdollisuutta yhdessä Hanasaaren voimalan uuneista, joka toimii nykyisin
hiilellä. Useita kysymyksiä on vielä avoinna, kuten missä pelletit varastoitaisiin, olisiko markkinoilla saatavilla tarpeeksi materiaalia ja mikä
materiaalin hinta olisi. Biopolttoaineissa on lisäksi useita vaihtoehtoja,
erityisesti biokaasu, joka tuotetaan suoraan biomassasta ja muutetaan
synteesikaasuksi. Kaasu sisältää vaihtelevia määriä hiilimonoksidia ja
vetyä. Tätä kaasua voidaan käyttää suoraan kaasuvoimalassa ilman
kynnystä ja samoilla energiakapasiteeteilla. Jälleen kerran logistiikka-,
hinta- ja saatavuuskysymykset ovat kuitenkin ratkaistavana.
Uusiutuvan energiantuotannon, kuten aurinkokeräimien, käyttöä
voidaan harkita myös Helsingin kaltaisessa pohjoisessa kaupungissa:
laskelmien mukaan aurinkoenergia tuottaisi arviolta 10–25 % yksittäisen rakennuksen lämmitystarpeesta Suomessa. Helsingissä kaukolämmön läpäisy on noin 90 % erittäin tehokkaassa lämmöntuotannossa. Aurinkokeräimet ovat jo nyt taloudellisesti kannattavia keinoja
asukaskäyttöön, erityisesti öljy- ja sähkölämmitteisissä rakennuksissa,
ja niiden hinnan odotetaan laskevan käytön yleistyessä. Tähän asti aurinkolämmitystä ja fotovolttisia järjestelmiä on käytetty Helsingissä vain
Eko-Viikin asukasalueen kokeilussa.
Geoterminen energia on harkitsemisen arvoinen keino, kun tiedetään, että sen avulla energiansäästöt voivat olla jopa kaksi kolmasosaa
öljy- tai sähkölämmitykseen verrattuna. Suomessa geotermisiä lämpöpumppuja on kuitenkin otettu käyttöön huomattavasti hitaammin kuin
muissa maissa, esimerkiksi Ruotsissa. Vuonna 2006 Helsingissä oli vain
95 geotermistä lämmitysjärjestelmää, kun 17 000 rakennusta lämmitettiin öljyllä ja sähköllä.
Biopolttoaineisiin ja tuuleen perustuvia uusiutuvia energian tuotantojärjestelmiä on kehitettävä ja parannettava ennen kilpailemista
fossiilisten polttoaineiden kanssa. Uusia hiilipäästöjen talteenottoon
ja säilöntään tarkoitettuja CSS-tekniikoita kehitetään tehostamaan fossiilisten polttoaineiden käyttöä entisestään. Helsingin kaltaisella kaupungilla on mahdollisuus olla johtavassa asemassa näiden uusiutuvien
energiajärjestelmien parantamisessa.
Tässä tutkimuksessa tarkastellaan eri keinoja energiatuotannon suunnan muuttamiseksi. Jotta kaupungin päästöjä voidaan vähentää nopeammin, hiilelle, kaasulle ja öljylle on löydyttävä korvikkeita. Polttoaineen vaihto on tehtävä asteittain, jotta energian jakelun turvallisuus
ja luotettavuus varmistetaan. Tämän tutkimuksen taustana on Helenin
pyrkimys hiilineutraaliuteen vuoteen 2050 mennessä. Neljässä erilaisessa skenaariossa kuvataan joitakin avainmahdollisuuksia, joilla nykyistä energian tuotantotapaa voitaisiin parantaa. Skenaarioiden ideat
perustuvat Helsingin Energian hiilineutraaliin tulevaisuuteen tähtäävään ilmasto-ohjelmaan. Käyttöönottomallit sisältävät valmistajien antamia lisätietoja tekniikoiden käyttöönotosta.
Skenaario 1: Biomassan lisääntynyt käyttö
Helsingin alueella on kaksi hiiltä polttoaineenaan käyttävää CHP-voimalaa. Ne ovat lähellä kaupungin keskustaa Hanasaaressa ja Salmisaaressa. Jotta lämmöntuotannon päästöjä voidaan vähentää lyhyellä
aikavälillä, hiili täytyy korvata hiilineutraalina pidetyllä polttoaineella.
Vaihtoehtoja ovat erilaiset biomassat. Ihanteellisin polttoaine olisi niin
kutsuttu kuivattu biomassa, jota voidaan polttaa hiilen ohella ja joka
Mitä hiilineutraalilla
energianlähteellä tarkoitetaan?
Hiilineutraalina pidettävä energianlähde on lähde, joka ei tuota
hiilidioksidipäästöjä millään tavalla. Tällaisia uusiutuvia energianlähteitä ovat esimerkiksi aurinko, tuuli ja vesi. Myös ydinvoima on
hiilivapaata.
Biomassa on erilainen energianlähde. Sen poltto tuottaa hiilidioksidia, mutta näitä päästöjä ei oteta huomioon, sillä biomassan
tuotanto neutraloi näitä päästöjä. Biomassan kasvu (esimerkiksi
metsät ja pellot) tasapainottaa sen polton aiheuttamia päästöjä fotosynteesin kautta eli kasvien käyttäessä hiilidioksidia ja auringonvaloa ravinteiden ja hapen tuotantoon. Näin ollen biomassan kiertoa
voidaan pitää kokonaisuudessaan hiilineutraalina.
voisi jopa täysin korvata hiilen. Biohiiltä käyttämällä energian tuotanto
olisi vakaata ja hyvin turvattua. Biohiiltä tuotetaan orgaanisesta aineksesta kuivaamalla. Se on vakaata ja säilyy satoja vuosia. Tällä hetkellä
biohiilen valmistuskustannukset ovat kuitenkin melko korkeat, joten se
olisi pitkän aikavälin ratkaisu. Lähitulevaisuudessa voidaan harkita muita biomassan muotoja.
Puupelletit tai sahajauho voisivat olla lyhytaikainen keino pyrittäessä hiilineutraaliuteen. Nämä uusiutuvat polttoaineet eivät voi
täysin korvata hiiltä, mutta niitä voidaan polttaa pienissä erissä.
Biomassan muuttaminen kaasuksi on toinen keino. Tässä muodossa biomassaa voidaan käyttää yhdessä maakaasun kanssa Helsingin
CHP-kaasuvoimalassa Vuosaaressa.
Helenin strategiana on saavuttaa 40 prosentin osuus biopolttoaineiden käytössä nykyisissä hiilipolttoisissa CHP-voimaloissa
vuoteen 2020 mennessä. Tavoitteena on vähentää kaupungin
CO2-päästöjä jo nyt 20 % vuoden 1990 tasoon verrattuna, mikä
olisi Helsingille lyhytaikainen tavoite. Tässä skenaariossa kaukolämmön hiili-intensiteetti vähenisi nykyisestä tasosta 116 g CO2 / kWh
arvoon 92 g CO2 / kWh, ja kaukolämmön CO2-päästöt pienenisivät
0,85 Mt arvoon 0,68 Mt. Helenin suorittaman tutkimuksen mukaan
tällaisen ratkaisun arvioitu hinta olisi 470 miljoonaa euroa, johon
tulisi lisätä 18 miljoonaa euroa vuosittaisia työkustannuksia.
Biomassan lisäämisen aiheuttama mahdollinen korroosio voi
olla tekninen haaste, jolloin biomassan 40 % käyttöosuus nykyisissä
hiilipolttoisissa CHP-voimaloissa voi olla vaikea saavuttaa. Jos nämä
40 % korvataan lyhytaikaisesti 20 prosentilla, CO2-päästöt ja CO2intensiteetti vähenisivät tässä järjestyksessä 9 % osuuteen 8 % eli
116 grammasta 106 grammaan CO2 / kWh. Tulokset näkyvät selkeästi seuraavan sivun kaaviossa.
Jos osa käytetystä kaasusta ja öljystä korvattaisiin biomassalla,
nykyinen kalusto olisi yhä käyttökelpoista, ja CHP-tuotannon edut
energiatehokkuuden suhteen pysyisivät samoina. Samanaikaisesti
CO2-päästöt, erilaiset saasteet sekä riippuvuus kaasun ja öljyn tuottajista vähenisivät verrannollisesti biomassan käytön lisääntyessä.
Selvitettäviä asioita ovat muun muassa biomassan tuotantokapasiteetti, eri polttoaineiden varastointi sekä toimintavarmuus.
35
Skenaario 2: Uusi sekapolttoinen voimala
Toinen keino kohti hiilineutraalia Helsinkiä on rakentaa uusi, useita
polttoaineita käyttävä voimalaitos korvaamaan yksi nykyisistä hiilipolttoisista voimaloista. Tällä tavoin uusin teknologia ja tulevaisuuden
energiatarpeet saadaan parhaiten valjastettua taisteluun CO2-päästöjä
vastaan. Tämä uudenlainen voimalaitos käyttäisi sekä hiilineutraalia
polttoainetta, kuten biomassaa tai jätteitä, että perinteistä maakaasua
tai hiiltä, kuten niin kutsuttu monipolttoinen voimala, ilman teknologian rajoitteista aiheutuvia keskeytyksiä. Tässä yhteydessä energian
saatavuus voidaan varmistaa käyttämällä fossiilisia polttoaineita tarpeen mukaan. Useita polttoaineita käyttävien voimaloiden suurin ongelma on niiden korkea hinta.
Rakentamalla uusi yksikkö voidaan sulkea vähintään yksi vanhimmista yksiköistä. Hiilipolttoiset voimalat tuottavat eniten päästöjä, joten on
CO2-päästöt
(Mt/vuosi)
0,9
0,8
CO2-päästöt (Mt/vuosi)
CO2-intensiteetti
(g/kWh)
CO2-intensiteetti (g/kWh)
140
0,85
116
0,7
0,78
106
120
0,73
0,68
99
92
0,6
0,63
100
85
80
0,5
0,4
60
0,3
40
0,2
20
0,1
Perustaso
20%
biomassa
40%
biomassa
Lämmityksen CO2-päästöt ja
CO2-intensiteetti kaikille skenaarioille, 2010
36
Monipolttoaine
Yhteensä
järkevää sulkea yksi niistä. Myös voimalan ikä ja EU:n LCPD-direktiivin
täyttämiseen tarvittavat investoinnit vaikuttavat päätökseen voimalan sulkemisesta. LCPD (Large Combustion Plant Directive) -direktiivillä
pyritään vähentämään happamoitumista, alailmakehän otsonia sekä
pienhiukkasia läpi Euroopan säätelemällä rikkidioksidin (SO2), typen
oksidien (NOx) sekä pölyn (pienhiukkasaine: PM) päästöjä suurissa polttovoimaloissa (LCP), voimalaitoksissa ja muissa teollisissa prosesseissa,
jotka toimivat kiinteillä, nestemäisillä tai kaasumaisilla polttoaineilla.
Nämä saasteet ovat happaman laskeuman tärkeimmät aiheuttajat. Ne
happamoittavat maaperää ja makeita vesistöjä, vahingoittavat kasveja
ja vesieliöitä sekä kuluttavat rakennusmateriaaleja. Koska uusi voimala
rakennetaan näillä näkymin Vuosaareen, vapautuisi maata uudelle asutukselle. Lisäksi riittävän suureksi suunniteltu CHP-yksikkö voisi vastata
kasvavaan energiantarpeeseen. Helen arvioi uuden voimalan kapasiteetin olevan 500 - 700 MW, mikä olisi tarpeeksi korvaamaan Hanasaaren
voimala.
Tässä skenaariossa uuden voimalan oletetaan käyttävän biomassaa pääasiallisena polttoaineena (60-prosenttisesti). Se korvaisi Hanasaaren voimalan. Jos tällainen skenaario toteutettaisiin nyt, tuloksena
olisi 16 % vähennys lämmityksestä aiheutuvista CO2-päästöistä nykyiseltä tasolta 0,85 Mt tasolle 0,73 Mt vuosittain. Myös hiili-intensiteetti
alenisi 116 grammasta 99 grammaan CO2 / kWh, jolloin vähennys olisi lähes 21 %. Tässä ratkaisussa nykyisen kaukolämpökoneiston käyttöä voidaan jatkaa.
Skenaario 3: Skenaarioiden 1 ja 2 yhdistelmä ,
20 % enemmän synteettistä kaasua
Skenaarioiden 1 ja 2 yhdistelmä sekä 20 % synteettistä kaasua
Vaikutus:
Lisävaikutus:
Riippumattomuus tuontikaasusta
Toteutusaikataulu:
Pitkällä aikavälillä
Keskitasoa
Kustannukset:
Suuret
Peruste:
Helsingin kaupungin kehityssuunnitelma
Tässä skenaariossa oletetaan, että rakennetaan useita polttoaineita
käyttävä voimala ja että Hanasaaren voimala suljetaan. Lisäksi biomassan osuutta lisätään jäljelle jäävissä CHP-hiilivoimaloissa 40 % ja synteettisen kaasun osuutta CHP-kaasulaitoksissa 20 %. Tässä tapauksessa
CO2-päästöt alenisivat arvosta 0,85 arvoon 0,68, ja CO2-intensiteetti
120 grammasta 85 grammaan CO2 / kWh.
Edellä olevassa kaaviossa on esitetty kaikki skenaariot perustasoon
verrattuina. CO2-päästöjen osalta suurimmat säästöt saavutettaisiin
viimeisen skenaarion kautta (all in one), mikä mahdollistaisi jopa 26
prosentin vähennyksen perustasoon verrattuna. Skenaariolla, jossa biomassan osuus on 40 %, saavutetaan 20 prosentin säästöt, ja monipolttoaineista voimalaa koskevalla skenaariolla puolestaan 14 prosentin
vähennys CO2-päästöissä.
Toinen tällä hetkellä tutkimuksen kohteena oleva keino on hiilidioksidin talteenotto- ja varastointitekniikka (CCS), jota käytettäessä CO2-päästöt eivät vapaudu ilmaan, vaan ne kerätään talteen joko
muuttamalla ne nestemäisiksi tai absorboimalla sopivaan kemikaaliin
varastointia varten. Voimalaitoksen CO2-päästöt voivat laskea jopa
90 %. Tätä tekniikkaa kehitetään tiiviisti eri puolilla maailmaa.
Skenaario 4: Tuulivoimaa sähköntuotantoon ja
uusiutuvia lähteitä lämmitykseen
Tuulivoima (2 puistoa merellä – 560 MW)
Vaikutus:
Lisävaikutus:
Riippumattomuus tuontienergiasta
Toteutusaikataulu:
Keskitaso tai vaikea
Kustannukset:
Suuret
Peruste:
Neljännessä skenaariossa tarkastellaan ensin tarkemmin tuulivoiman
käytön tulevaisuudennäkymiä sähköntuotannossa ja tutkitaan sitten
mahdollisuuksia tuottaa lämpöä uusiutuvista lähteistä. Kuten aiemmin
mainittiin, sähkö tuotetaan ja myydään kansallisilla markkinoilla. Näin
ollen myös tämä tutkimus tulee toteuttaa tuulivoiman vaikutusten osal-
ta kansallisella tasolla. Helsingin tapauksessa tilannetta tarkastellaan
Helenin näkökulmasta sähköntuottajana. Helsinkiin suunnitellut uudet
asuinrakennukset ovat avainasemassa uusiutuvista lähteistä tuotetun
lämmön osalta.
Tuulivoima on tuulen kineettistä energiaa, joka muutetaan sähköksi
turbiinien avulla. Tuotanto riippuu hetkellisistä tuuliolosuhteista, eikä
tuotetun sähkön määrää voida näin ollen arvioida täysin tarkasti. Tällä
hetkellä tuotettua energiaa ei voida vielä varastoida myöhempää käyttöä varten suurissa määrin, mutta tämä tekniikka kehittyy nopeasti.
Tuulivoimasta on tullut viime aikoina Suomessa houkuttelevampaa
syöttötariffeja koskevien säädösten tullessa voimaan vuoden 2011 alussa. Syöttötariffi on hallintomekanismi, joka on suunniteltu lisäämään
uusiutuvan energian käyttöä kompensoimalla uusiutuvan energian
korkeita kustannuksia fossiiliseen energiaan verrattuna. Tämä tarkoittaa sitä, että valtio takaa tuottajille kiinteän hinnan sähkömarkkinoiden hinnasta riippumatta. Tariffihinta on nyt 83,5 €/MWh, kun sähkön
keskimääräinen markkinahinta vuonna 2010 oli 57 €/MWh. Nykyinen
tariffi on voimassa 12 vuotta, ja varhainen sitoumus palkitaan hinnalla
103,5 €/MWh ensimmäisten kolmen vuoden ajan.
Tariffi on sama kaikelle tuulivoimalle, eikä siinä oteta huomioon rannalla, maalla tai merellä sijaitsevien tuuliturbiinien erilaisia kustannuksia.
Merelle rakennettu tuulimylly maksaa kaksi kertaa enemmän kuin maalle rakennettu mylly, koska rakennus ja ylläpito on vaikeampaa. Toisaalta
maalle rakennettu turbiini toimii noin 2 500 tuntia vuodessa, kun taas
merelle rakennettu turbiini voi pyöriä jopa 3 500 tuntia vuodessa. Ennen
syöttötariffin asettamista työ- ja elinkeinoministeriö julkaisi raportin, jossa VTT arvioi tuulivoiman erilaiset kustannukset ja tuotot. Tariffi asetettiin keskisuureksi rannikolla, maalla ja tuntureilla sijaitsevien turbiinien
kustannusten perusteella. Raportista käy ilmi, että sähkömarkkinoiden
nykyinen tariffi on liian pieni, jotta uusia merellä sijaitsevia hankkeita
voidaan aloittaa. Merellä tuotettua tuulisähköä käsittelevän raportin
mukaan oikea tariffi olisi ollut 118,9 euroa/kWh, joskin kustannuksia on
vaikeampi arvioida kuin maalla tuotetun sähkön kustannuksia (9).
Merellä sijaitsevia tuulipuistoja on joka tapauksessa suunnitteilla
matalasta tariffitasosta huolimatta. Yksi niistä, kuten aiemmin mainittiin, on Suomen Merituuli Oy:n (SMT) suunnitelma rakentaa kaksi merellä sijaitsevaa tuulipuistoa Suomen rannikolle. Näiden tuulipuistojen
rakentamista ei ole vielä aloitettu, mutta niiden mahdollista vaikutusta
37
EU-lainsäädännön vaikutus päästöjen vähentämiseen
Miten EU-lainsäädäntö ohjaa kaupunkien päästövähennystoimia?
Kaupungit ovat hyvin tärkeitä ilmastonmuutoksen lievennyksessä
maailmanlaajuisesti. EU arvioi, että noin 80 % energian kulutuksesta ja
siihen liittyvistä CO2-päästöistä syntyy EU-kaupunkien toimista.
UN/FCCC:n vuonna 1997 allekirjoitettu Kioton pöytäkirja on ensimmäinen maakohtaisia kasvihuonekaasuvähennyksiä koskeva
kansainvälinen sopimus. Yksi EU:n tärkeimpiä työkaluja Kioton sopimuksen noudattamiseen on EU:n päästökauppaohjelma (ETS), joka
käynnistyi vuonna 2005. Se on maailman suurin päästökauppaohjelma ja se kattaa jopa 11 000 voimalaitosta ja teollisuuslaitosta Euroopassa. Sen piirissä on noin puolet kaikista EU:n CO2-päästöistä. Idea
päästöjen kauppaamisesta on erittäin hyvä: se ohjaa toimenpiteet
sinne, missä ne ovat halvimpia. Toisin sanoen saamme maksimoitua tietyllä rahoituksella aikaansaatavat päästövähennykset. Lisäksi
CDM- ja JI-mekanismit sallivat päästövähennysten käyttämisen EU:n
ulkopuolella, esimerkiksi kehitysmaissa, missä voidaan löytää hyvin
kustannustehokkaita säästötoimia.
Kioton sopimus EU-15, 8 %:n vähennys vuoden 1990 päästöistä
jaksolle 2008-2012 kohdistettiin myöhemmin jäsenmaille niiden arvioitujen päästövähennysresursseihin suhteutettuna. Esimerkiksi Suomen
osuus tavoitteesta on päästöjen vakauttaminen vuoden 1990 tasolle.
Ensimmäisen (2005-07) ja toisen vaiheen (2008-12) aikana ETS:n
mukaiset päästöt eli laajamittainen energian tuotanto ja teollisuus olivat yhä osa kansallista päästörajoitusta. ETS:n kolmannella periodilla
2013-2020 järjestelmä muuttuu merkittävällä tavalla. Osana kansainvälisten päästövähennysten tavoitetta EU on sitoutunut 20 prosentin
kasvihuonekaasuvähennyksiin vuoteen 2020 mennessä vuoden 2005
tasolta. EU:n ETS-sektori toteuttaa kokonaisuudessaan 21 %:n päästövähennykset, ja maakohtaiset päästörajat käsittävät vain ETS:n ulkopuolisia sektoreita, eli pienimuotoisen energiantuotannon (<20 MW),
liikenteen, jätehuollon, maatalouden ja metsäteollisuuden. Suomen
päästöraja on -16 % vuoteen 2020 mennessä.
Kuinka kaupunkien tulisi oikein toimia tämän lainsäädännön
puitteissa? Laajamittainen energian tuotanto ja teollisuus kuuluvat
ETS:ään ja vuodesta 2013 alkaen ne eivät sisälly kansallisiin päästörajoihin. ETS:n jäsenten tulee arvioida omat päästöjen vähennysmahdollisuutensa ja niihin liittyvät kulut. Vain kuluiltaan ETS-hintatason
alla olevia toimenpiteitä tulisi käyttää. Mikäli tällaisia mahdollisuuksia
ei ole, laitosten tulee ostaa lupia markkinoilta. Pääasiallinen vaikeus
on tulevaisuuden ETS-hintojen arviointi. Tähän asti olemme nähneet
hintojen vaihtelevan muutamasta sentistä CO2-tonnia kohti aina
38
Kestävän
kehityksenurbaani
Helsinki
enimmäistasoihin 30 € / CO2-tonni vuosina 2005 ja 2008. Nykyään
hinta on alle 10 € / CO2-tonni ja niin kauan kuin EU:n talousongelmat
jatkuvat, hintojen ei odoteta nousevan huomattavasti.
Jos ajatellaan, että kaupunki velvoittaisi omistamansa energiantuottajan tai teollisuuslaitoksen ETS-hintatason ylittäviin päästötoimiin,
ETS-hinnan ylittävä rahamäärä ei toisi minkäänlaista ylimääräistä etua
ympäristölle: vältettyjä päästöjä vastaavat luvat voitaisiin myydä markkinahintaan, ja kuka tahansa EU:ssa voisi siten käyttää niitä.
ETS:n ulkopuoliset päästövähennykset, kuten pienlämpövoimaloiden siirtyminen fossiilisista polttoaineista uusiutuviin, toimet liikennesektorilla sekä jätehuollossa, vaikuttavat suoraan kansallisiin kasvihuonepäästövähennyksiin, ja tässä suhteessa kaupungit voivat olla tärkeitä
myötävaikuttajia. Tämän lisäksi energiatehokkuuteen vaikuttavat toimet ovat usein hyvin kustannustehokkaita tapoja vähentää energian
kulutusta, ja kaupungit ovat tässä tärkeässä asemassa sekä julkisten
rakennusten omistajina että roolissaan suunnittelussa ja rakennussäädösten asettajina. Energiatehokkuuteen liittyvät toimet voivat tuoda
tärkeitä pitkän aikavälin vähennyksiä kaupunkien energiatarpeissa ja
näin myös suojata mahdollisen energian hinnannousun vaikutuksilta.
Euroopan komissio käynnisti vuonna 2008 Covenant of Mayors
-sopimuksen aktivoidakseen paikallisia ja alueellisia viranomaisia
toimimaan uusiutuvan energian säädösten ja päästövähennysten
puolesta. Tänä päivänä yli 3000 kaupunkia, mukaan lukien Euroopan
ulkopuolisia kaupunkeja, ovat allekirjoittaneet sopimuksen. Suomessa allekirjoittaneita ovat Helsinki, Espoo, Vantaa, Oulu, Tampere ja
Turku. Kestävän energiankäytön suunnitelmat kohdistuvat lähinnä
EU ETS:n ulkopuolisille sektoreille, kuten pienimuotoiseen sähkönja lämmöntuotantoon, rakennusten energiatehokkuustoimiin, jätehuoltoon ja paikalliseen liikenteeseen.
Lisää energiatehokkuuteen liittyviä toimenpiteitä tavoitellaan komission kesän 2011 ehdotuksella EU:n energiatehokkuusdirektiivistä.
Tämä asettaisi uusia vaatimuksia etenkin julkiselle sektorille rakennusten energiatehokkuuteen liittyvillä uudistuksilla sekä energiatehokkaiden laitteiden ja palveluiden hankinnoilla. Se kannustaisi jäsenmaita
samalla kohti tehokkaan yhteistuotannon lisääntynyttä käyttöä. Tämä
on osa-alue, jolla Suomi on menestynyt 1900-luvun alusta alkaen.
Sanna Syri, Professori, Energiatalous,
Aalto-yliopiston insinööritieteiden korkeakoulu
Suomen sähkövaroihin voidaan tutkia. Tuulipuistot vaikuttaisivat sekä
Helenin että Suomen osuuteen uusiutuvasta energiasta ja myös kansallisiin sähkönlähteisiin.
Lyhyellä aikavälillä ja nyt käynnissä oleviin hankkeisiin perustuen
näiden kahden tuulipuiston kapasiteetti olisi noin 500 MW vuoteen
2016 mennessä. Tämä tarkoittaisi 140 kooltaan 3,6 MW:n suuruisen
turbiinin rakentamista. 3,6 MW kuvaa nykyisten turbiinien tasoa, mutta
suunnitelmien lykkääntyessä hankkeissa voidaan kokeilla jopa suurempia turbiineja. Motivan tekemien laskelmien mukaan näiden kahden
tuulipuiston tuottama energiamäärä olisi noin 1,4 TWh (10). Tämä
vastaa noin 1,6 % osuutta kansallisesti kulutetusta energiasta. Verrattuna tuulivoiman nykyiseen 0,4 % osuuteen kansallisista sähkölähteistä
tämä olisi selvä muutos.
Pitkällä tähtäimellä molempien tuulipuistojen teho voisi saavuttaa
jopa 1 000 MW:n tason. Tämä tavoite mainitaan Helenin ilmasto-ohjelmassa hiilineutraalia tulevaisuutta kohti. Suomen kokonaissähkönkulutuksen odotetaan olevan noin 100 TWh (11) vuoteen 2030 mennessä. Tähän suhteutettuna kahden suunnitteilla olevan tuulifarmin
2 000 MW:n kapasiteetti vastaisi 5 % kaikesta kansallisesti kulutetusta
sähköstä. Sähkön arvioitu vuosittainen tuotanto on 5,6 TWh. Tuulisähkön nykyiseen osuuteen verrattuna kasvu olisi merkittävää. Tuulivoiman lisääntynyt käyttö lisäisi uusiutuvan energian kansallista osuutta
nykyisistä 31 prosentista 36 prosenttiin ja hiilivapaan energian käytön nykyisistä 60 prosentista 65 prosenttiin. Viitteenä suunniteltujen
hankkeiden tuulivoimakapasiteetin kansallinen taso on jopa 6 000 MW
(perustuen Suomen tuulivoimayhdistyksen keräämiin tilastoihin) (12).
Tämä arvio sisältää ainoastaan lyhyen aikavälin suunnitelman Helenin
ja Suomen Merituuli Oy:n tuulipuistohankkeista.
Tuulivoiman suurin haitta on sen katkonainen saatavuus. Tästä syystä
tuulivoiman ja sähkön muiden epävakaiden lähteiden käyttö tulee pitää
hyväksyttävällä tasolla sähkön kokonaislähteissä. Tässä skenaariossa käytettyä 5 % osuutta pidetään kohtuullisena. Suomen kaukolämpö- ja sähköteollisuutta edustavan Suomen energiateollisuuden, teollisuuspolitiikan ja
työmarkkinapolitiikan järjestön mukaan tuulivoima voisi vastata 10-15 %
osuutta Suomen sähköntuotannosta vuoteen 2050 mennessä. Tästä näkökulmasta katsottuna älykäs verkko voisi helpottaa merkittävästi vaihtelevien energialähteiden, kuten tuulivoiman, liittämistä verkkoon.
Tuulivoiman rakentamista ei suunnitella korvaamaan nykyistä ener-
gian tuotantotapaa, vaan täydentämään sitä uusiutuvassa muodossa.
Rakentamalla tuulipuistoja Helen kasvattaa osuuttaan uusiutuvan energian tuotannosta huomattavasti. Kaupunkina Helsingin osuus uusiutuvasta energiasta on sama kuin kansallisen sähköntuotannon osuus. Jo
käytössä olevia CHP-voimaloita tarvitaan tuottamaan lämmitysenergiaa
kotitalouksille. Tästä huolimatta uusiutuvista lähteistä tuotetun lämpöenergian lisäämismahdollisuuksia voidaan tutkia.
Ensimmäinen askel olisi jo käytössä olevan, lämpöä pumpuilla jätevedestä tuottavan Katri Vala -lämpövoimalan kehittäminen. Tapa on
hyvin tehokas: yhtä sähköyksikköä käyttämällä voidaan tuottaa jopa
kolme lämpöyksikköä. Tämä voimalaitos tuottaa myös kaukojäähdytystä merivedestä hyvin tehokkaasti. Jäähdytyksen yleistyessä Suomessa
nopeasti kaukojäähdytys on ympäristöystävällinen tapa kattaa kasvava
kulutus. Tällä hetkellä kaukojäähdytysverkko kattaa 40 km (verrattuna
1 230 km kattavaa lämmitysverkkoon), ja sen kapasiteetti on 60 MW.
Tästä huolimatta verkko on kasvanut huomattavalla 10 % vuosivauhdilla siitä lähtien, kun toiminta alkoi vuonna 1998.
Toinen mahdollisuus lisätä uusiutuvista lähteistä tuotetun lämmityksen osuutta ovat Helsinkiin parhaillaan suunnitteilla olevat rakennusalueet. Nämä alueet voisivat tuottaa oman lämmityksensä. Sekä auringosta saatavaa että geotermistä lämpöä voidaan käyttää, sillä tekniikat
ovat jo saatavilla. Toinen keino on tukeutua keskitettyyn geotermiseen
lämmitykseen, jota voitaisiin tuottaa uusissa voimalaitoksissa ja syöttää
sitten valmiiseen kaukolämpöverkkoon käyttäen näin koko kaupungin
kattavaa tehokasta verkkoa. Pääasiallinen haaste olisivat rakennuskustannukset, sillä investoinnit tällaiseen tekniikkaan maksavat itsensä
takaisin vasta vuosikymmenien kuluessa. Nämä uudet rakennusalueet
ovat joka tapauksessa avainasemassa pyrittäessä kohti energiatehokkaampaa yhteiskuntaa.
Viime kädessä Helsingin ratkaisu saattaa olla kaikkien näiden skenaarioiden yhdistelmä. Kuten edellä mainittiin, Helsingin Energia on
suunnitellut sekä aloittavansa biomassan käytön molemmissa hiilipolttoisissa voimaloissa että myös sulkevansa niistä toisen, mikäli
uusi, tutkittu useampaa polttoainetta käyttävä CHP-yksikkö on valmis
käyttöön (suunniteltu noin 2020-luvun puoliväliin). Jos tuulivoimaa
otetaan käyttöön esimerkiksi 600 GWh vuoteen 2020 mennessä, Helenin uusiutuvan energian osuus saavuttaisi 21 % verrattuna nykyiseen
7 % osuuteen, ja silloin Helsingin asettama 20 % tavoite saavutettaisiin.
39
Chicago
Aurinko- ja tuulienergiaa kotitalouksien tarpeisiin
H
uoli kasvihuonepäästöistä ja ilmastonmuutoksesta on kasvanut
viime aikoina, kun kaupungin nykyinen energiainfrastruktuuri perustuu fossiilisia polttoaineita käyttäviin voimaloihin. Tämä menetelmä
on ollut helposti hallittava, edullinen ja saatavilla riittävissä määrin jo
vuosisatojen ajan. Energianlähteiden käyttö on kuitenkin muuttumassa
sekä tuotannon että jakelun osalta, sillä fossiiliset polttoaineet aiheuttavat runsaasti ilmansaasteita, kuormittavat luontoa ja vähentävät biodiversiteettiä.
Kahden ja puolen miljoonan asukkaan Chicago johtaa kokonaisvaltaista Chicago Climate Action Plan -toimintasuunnitelmaa, jonka
tavoitteena on vähentää hiilidioksidipäästöjä 15,1 miljoonaa ekvivalenttista hiilidioksiditonnia vuoteen 2020 mennessä, mikä merkitsee
25 prosentin vähennystä vuoden 1990 päästöihin nähden. Hiilidioksidiyksikkö (CO2 -ekvivalentti) kuvaa kasvihuonekaasumäärää, jota
vastaavalla hiilidioksidimäärällä olisi sama vaikutus ilmaston lämpenemiseen. Ohjelma koostuu viidestä strategiasta, jotka ovat rakennusten energiatehokkuus, puhdas ja uusiutuva energia, parannetut
liikennevaihtoehdot, jätemäärien ja teollisuussaasteiden vähentäminen sekä uusiin olosuhteisiin mukautuminen. Kaikille strategioille
on määritetty selkeät tavoitteet. Chicagon kaupungin on tarkoitus
vähentää energian kulutustaan 30 % vuoteen 2020 mennessä uudistamalla 50 % rakennuksista, rakentamalla 500 viherkattoa ja istuttamalla yli 83 000 puuta vuosittain. Nämä parannukset tulevat
tarpeeseen, sillä 70 % Chicagon kasvihuonepäästöistä johtuu rakennuksista. Chicagon kaupungin vuonna 2010 julkaisemasta seuranta-
40
Kestävän
kehityksenurbaani
Helsinki
raportista käy ilmi, että kahden vuoden aikana (2008 ja 2009) uudistettiin 13 314 asuntoa ja 393 liike- ja teollisuusrakennusta, mikä on
12-kertainen määrä vuoteen 2007 verrattuna. Suunnitteilla on suurempiakin hankkeita, kuten kahden kaupungin rajojen sisällä olevan
hiilivoimalaitoksen kehittäminen ja uudistaminen. Energiastrategian toinen osa koskee uusiutuvan energian varoja: 20 % energian tuotannosta ja 5 % asuntokannasta siirtyy uusiutuvan energian
piiriin vuoteen 2020 mennessä. Käytettäviksi uusiutuvan energian
lähteiksi suunnitellaan talojen katoille tai puutarhoihin asennettavia aurinkopaneeleita, aurinkoenergialla lämmitettävää käyttövettä
sekä tuulienergiaa. Illinoisin osavaltiossa on jo kuusi tuulipuistoa, ja
uusien rakentamista suunnitellaan lähitulevaisuudessa. Mainittujen
uudistusten avulla Chicago voisi sulkea hiilivoimalansa ja vähentää
hiilidioksidipäästöjään yhteensä jopa kolme miljoonaa tonnia. Mainitut ratkaisut, etenkin aurinkopaneelit ja aurinkovoimalla tapahtuva lämmitys, ovat osa uutta jaetun energian malliksi kutsuttua
suuntausta, jota kaupunki haluaisi suosia. Malliin kuuluu sekä lämpö- että sähkövoimaa tuottavien pienten paikallisten voimalaitosten
kehittäminen sekä aurinko- ja tuulienergian tuotanto kotitalouden
omiin energiatarpeisiin. Kaupunki ja energiantuottaja tarjoavat kannustimia ja apurahoja auttaakseen chicagolaisia pääsemään alkuun
uusien energiamallien käytössä. Vuoden jälkeen kaupunki on tehnyt
ensimmäisen arvionsa ilmastosuunnitelmastaan ja todennut, että
hiilidioksidipäästöjen vähennystavoitteesta on saavutettu 8 %.
Hiili
Biomassa
Torrefiointi
Murskaus
Kaasutus
CO-muunto
Kaasun puhdistus
Metanointi
SNG
ASU
Kaasutusprosessi
Tärkein este on hinta, jonka Helen arvioi olevan kokonaisuudessaan lähes 1 100 miljoonaa euroa edellisten ratkaisujen käyttöönottoon, mikä
nostaisi kaukolämmön hintaa 27 %. Vuoteen 2030 mennessä, kun tarvitaan lisäinvestointeja sekä uuteen voimalaan että esimerkiksi CCSteknologiaan, sähkön hinta voi nousta jopa 50 % nykyisestä tasosta.
Tästä huolimatta huomattavat muutokset näyttävät väistämättömiltä lähitulevaisuudessa. Joitakin kriteerejä tulee todella ottaa huomioon, kuten EU:n CO2-päästökauppahanke: tässä tapauksessa CO2korvaushintojen tuleva kehitys määrittää pääasiallisten energiahintojen
lisäksi, milloin nämä skenaariot energian tuottamiseksi ovat taloudellisesti realistisia ja milloin investointeja tulee tehdä. Helsinki on myös
allekirjoittanut Covenant of Mayors -sopimuksen, joka kannustaa eurooppalaisia kaupunkeja kiinnittämään enemmän huomiota ympäristöasioihin. EU:n päästökauppahankkeen ulkopuoliset toiminnot vaativat
kaupunkikohtaisia toimenpiteitä, jotka koskevat muun muassa julkista
liikennettä, pienimuotoista lämmitystä ja jätehuoltoa. Ilmaston lämpeneminen on yhteinen haaste, joka koskee koko maailmaa, ja kaikkien
odotetaan osallistuvan taisteluun sitä vastaan.
Toteutusmallit
Päästökontrolli
Salmisaaren ja Hanasaaren voimaloiden puolikuivan savukaasun rikinpuhdistuskoneiston (FGDs) päivitys tai korvaus.
IE-direktiivin (Industrial Emissions Directive) tai parhaan saatavissa
olevan teknologian (BAT) tavoitteiden saavuttamiseksi SO2-päästöjä on
vähennettävä molemmissa voimaloissa vuoden 2016 alkuun mennessä.
Kun otetaan huomioon suunnitelmat Hanasaaren voimalan sulkemisesta hieman vuoden 2016 jälkeen, voimaloille voidaan harkita yhteistä
suunnitelmaa: lisäämällä absorboitua molaarisuhdetta Hanasaaren puolikuivassa FGD-voimalassa SO2-päästöt vähenisivät huomattavasti. Tämän tuloksena absorbentin käytön tehokkuus huononisi, ja suuria määriä käyttämätöntä absorbenttia menisi hukkaan FGD-prosessin jäämissä.
Kuljettamalla nämä FGD-jäämät Salmisaareen ja käyttämällä
niitä absorbenttina uudessa kosteassa FGD-laitoksessa nämä Hanasaaren häviöt voitaisiin käyttää hyvin tehokaasti. Tällöin absorbentin käytön yhdistetty tehokkuus olisi jälleen melko hyvä. Kaikkien
asiaankuuluvien reunaehtojen tarkka ja kokonaisvaltainen arviointi
on tarpeellista, jotta suunnitelman toteutuskelpoisuus voidaan arvioida. Tällä lähestymistavalla Hanasaaren FGD-laitoksen investointikulut vähennettäisiin minimiin, mutta toimintakustannukset (absorbentti ja kuljetus) nousisivat.
Biomassan kaasutus
Maakaasu on yksi Helsingin tärkeimmistä energianlähteistä. Kaupungin
pääasiallinen kaasupolttoinen voimala sijaitsee Vuosaaressa. Maakaasun
käytöllä polttoaineena sähkön- ja energian tuotantoon on monia etuja
muihin fossiilisiin polttoaineisiin verrattuna. Se kuljetetaan Vuosaareen
putkistoa pitkin häiritsemättä tie- tai vesiliikennettä, se on ympäristölle ja ilmastolle harmittomampaa ja se palaa tehokkaammin kuin esimerkiksi hiili.
Vaikka Suomea ei ole siunattu maakaasuvaroilla, sen suuret metsät
tarjoavat toisen luonnollisen ja uusiutuvan varan, jota voidaan käyttää
tuottamaan sähköä ja lämpöä aivan samalla tavalla kuin maakaasua.
Tämän saavuttamiseksi Helsingin ympäristön metsien puu täytyy
kerätä ja muuttaa synteettiseksi maakaasuksi. Tätä synteettistä maakaasua voidaan sitten käyttää jo toimivissa voimaloissa, kuten Vuosaaren kaasupolttoisessa voimalassa. Jotta ylimääräistä tieliikennettä
voimalaan voitaisiin välttää, voimalan viereisen maa-alan koon huomioon ottaen järkevintä olisi tuottaa synteettinen maakaasu lähellä hakkuuseen käytettäviä metsiä. Tähän tarkoitukseen tarvitaan kuivausyksikkö ja kaasutin muuttamaan biomassa synteettiseksi maakaasuksi.
Maakaasu syötetään sitten olemassa olevaan putkistoon, joka kuljettaa
kaasun Vuosaaren voimalaan. Siellä sitä voidaan käyttää kuin fossiilista
maakaasua sähkön ja kaukolämmön tuotannossa. Helsingin Energia on
julkaissut syksyllä 2011 aloitteen. Siinä halutaan arvioida, voidaanko
Joutsenoon rakentaa biojalostamo biokaasun tuotantoa varten.
Kuten yllä olevassa kaaviossa näkyy, termokemiallinen prosessi, jossa hake muutetaan synteettiseksi maakaasuksi, voidaan jakaa
kuuteen osaan:
• Kuivaus ja torrefiointiyksikkö
• Murskausyksikkö
• Kaasutusyksikkö
• CO-muunnos
• Kaasunpuhdistusyksikkö
• Metanointiyksikkö
Yhdistetty kuivaus- ja torrefiointiyksikkö pyrkii esikäsittelemään
puun sitä seuraavia murskausta ja kaasutuksen ydinprosessia varten.
Tässä torrefiontiprosessissa voidaan käyttää erityistä MHF (Multiple
Hearth Furnace) -prosessia, joka on tällä hetkellä paras prosessi tällaisessa puun käsittelyssä.
Hake kuivataan MHF-uunissa kuljettamalla sitä useamman arinan
kautta. Tämän suhteellisen hitaan kuljetusprosessin aikana massa kulkee lämmitetyn suojakaasuvirran lävitse. Tämä kaasu on rikastettu vastavirtaan tulistetulla höyryllä, joka yhdessä suojakaasun kanssa takaa
hakkeen sujuvan ja säästeliään kuivauksen aina 50 kosteusprosentista 3
prosenttiin. Kuivausvyöhykkeen jälkeen hake siirtyy torrefiointivyöhykkeelle kuivausvyöhykkeestä alaspäin. Hakkeen siirto muistuttaa siirtoa
41
kuivausvyöhykkeessä, mutta hakemassaa kuljettava kaasuvirta on suhteellisen kuiva, sen lämpötila on korkeampi ja se toimii vastavirtaan.
Tämän prosessin tuloksena hake menettävät torrefioinnissa noin 30 %
massasta, mutta vain noin 10 % energiasta. Hakkeen hukkaenergia siirtyy kaasuvaiheeseen, jossa sitä käytetään koko prosessin lämmitykseen.
Torrefiontiprosessin läpäistyään hake valmistellaan murskausyksikköä varten. Torrefiointiprosessi tuhoaa hakkeen hemiselluloosarakenteet
ja hakkeen spesifinen energiasisältö lisääntyy niiden hiiltyessä. Nämä
edellytykset ovat tarpeellisia, jotta jauhettavuus on korkeampi ja hiukkasrakenne parempi seuraavaa kaasuyksikössä tapahtuvaa kuivasyöttömenetelmää varten. Hiukkaskoon tarpeellinen rakenne ja sen jakauma
täytyy määritellä erityisen fluidaatio- ja kuljetustestien jälkeen. Niillä
taataan turvallinen ja vakaa kuljetus tiheän virtasyöttöjärjestelmän
kautta kaasutusreaktorin polttimeen.
Kaasuttamista, joka on ydinprosessi biomassan muuttamisessa
synteettiseksi maakaasuksi, voidaan kuvailla osittaisena hapettumisena. Siemens Fuel Gasification -prosessi biomassalle ja muille kiinteille
lähtöaineille perustuu kuivaan, tiheään virtasyöttöjärjestelmään, joka
takaa kiinteän pölyn tehokkaan kuljetuksen itse kaasuttajan reaktiokammioon. Lähtöaineen tuhkan määrästä riippuen kaasuttaja varustetaan jäähdytysseulalla (tuhkasisältö >2 % painosta) tai tulenkestävällä
osalla. Jäähdytysseulan käyttö varmistaa kaasuttajan monipuolisuuden,
kun taas tulenkestävästi vuorattua mallia tulee käyttää alhaisille tuhkapitoisuuksille. Lähtöaineeseen sekoitetaan happea kaasutuskammioon
tulon jälkeen sen päällä olevan polttimen kautta, ja aine kaasutetaan
pelkistävissä olosuhteissa. Tämän prosessin aikana lähtöaineen kaikki
orgaaniset osat muutetaan lähinnä hiilimonoksidiksi CO ja vedyksi H2
ja osa hiilidioksidiksi CO2. Kaikki epäorgaaniset ainesosat (tuhka) su-
lavat ja muodostavat kuonaa. Reaktiokammion jälkeen tuotettu kaasu sekä nestemäinen kuona siirtyvät jäähdytyskammioon, jossa ne
viilennetään vesisuihkulla. Raakakaasu kyllästyy täysin vesihöyryllä
ja siirtyy pois kaasuttajasta mekaanista puhdistusta varten, kun taas
nestekuona kiinteytyy ja poistetaan myöhempää käyttöä tai hävitystä
varten.
Kaasuttajasta tuleva raakakaasu siirtyy CO-muunnosprosessiin saavuttaakseen metanointiin tarvittavan 3:1 suhteen yhdisteiden H2 ja
CO välillä. Tämä prosessi toimii katalyytin avulla ja tuottaa vetyä sekä
pelkistää hiilimonoksidia useiden kemiallisten reaktioiden kautta.
CO-muunnosprosessin jälkeen raakakaasusta täytyy poistaa enimmät epäpuhtaudet. Tärkeintä on poistaa tuleville reaktioille haitallinen
osa hiilidioksidia. Erilaisten puhdistusvaiheiden valinta riippuu seuraavien reaktioiden vaatimuksista ja etenkin käytettävän katalyytin herkkyydestä. Nykyisin suosituin puhdistusmetodi on Rectisol-prosessi joka
turvaa epäpuhtauksien ja hiilidioksidin vaaditun poiston turvallisesti
ja joustavasti. Puhdistuksen jälkeen raakakaasun ominaisuuksia muokataan synteesikaasun kaltaisiksi ja sitä voidaan käyttää synteettisiin
reaktioihin kuten synteettinen maakaasu (SNG).
Synteesikaasun muuttaminen SNG:ksi tapahtuu katalyyttisessä reaktiossa. Tässä reaktiossa CO ja H2 reagoivat muodostaen metaania
CH4 ja vettä. Itse prosessi on hyvin tunnettu ja koeteltu, mutta sitä on
aikaisemmin harvoin käytetty, sillä maakaasua on ollut hyvin saatavilla
ja se on edullista. Nykyisin SNG-synteesi on kiinnostavampi ja tärkeämpi, ei ainoastaan biomassan vaan myös kivihiilen muuntamisen takia,
esimerkiksi Kiinassa.
Synteettisen maakaasun valmistus biomassan kaasutuksella perustuu tarkoitukseen vähentää tai korvata fossiilisen maakaasun käyttöön
Haastattelu
Helsingin Energia on yksi Suomen suurimmista energiayhtiöistä,
jolla on noin 400 000 asiakasta. Yhtiön tavoitteena on tuottaa 20
% energiasta uusiutuvilla energianlähteillä vuonna 2020. Hiilineutraali yhtiön on tarkoitus olla vuonna 2050. Vuosi 2020 on jo hyvin
lähellä, joten kyse on enemmän toteuttamisesta ja aikatauluista
kuin uusista ratkaisuista. Sen sijaan vuoteen 2050 tultaessa on jo
lupa odottaa uusien teknologioiden läpimurtoa.
Uusiutuvan energian hyödyntäminen on yksi tulevaisuuden isoja kysymyksiä. Suomessa on maailman tehokkaimpiin
kuuluva sähkön ja lämmön yhteistuotanto. Helsingin lämmöntarpeesta kaukolämpö kattaa yli 90 %. Sähkön ja lämmön yhteistuotannossa polttoaineiden energiasisältöä voidaan käyttää
tehokkaasti hyödyksi, mikä lisää tehokkuutta ja pienentää päästöjä. Meidän on pohdittava sitä, mitä uudet ratkaisut tarkoittavat tehokkaalle yhteistuotantojärjestelmälle.
Uusiutuvan energian ja fossiilisten polttoaineiden rinnakkaispoltto voimalaitoksissa on kiinnostava vaihtoehto. Monipolttoainelaitoksissa perinteisten fossiilisten polttoaineiden
lisäksi voidaan käyttää myös biomassaa. Torrefioitu biomassa
ja synteettinen biokaasu (SNG) ovat esimerkkejä uusista ratkaisuista, joita tällä hetkellä pohditaan.
42
Aurinkoenergia on varmasti yksi tulevaisuudessa varteenotettava vaihtoehto. Kustannusten vuoksi se ei vielä ole todellinen vaihtoehto, mutta se tulee vahvasti sähköntuotantoon ja
ehkä myös lämmöntuotantoon, johon liittyviä demonstraatioita Helsingin Energia tulee toteuttamaan Östersundomin uudella asuinalueella. Hyvän toimitusvarmuuden säilyttäminen,
uusien teknologia- ja palveluratkaisuiden mahdollisuudet tulevaisuudessa sekä toimintaympäristön ennakoitavuus ovat ne
reunaehdot, joiden sisällä energiayhtiö on valmis kokeilemaan
uusia ratkaisuja.
Tällä hetkellä eniten epävarmuutta koko toimialalla aiheuttaa poliittinen päätöksenteko, mihin joudumme näillä näkymin
myös jatkossa sopeutumaan. Tästä huolimatta energiayhtiöt
ovat aktiivisesti kehittäneet ja kokeilleet uusia ratkaisuja. Esimerkiksi sähköisen liikenteen kokeiluissa energia-ala on tähän
asti ollut veturina.
Markus Lehtonen, kehitysjohtaja
Helsingin Energia
energian tuotantoon kaasuvoimaloissa. Tuoreen puun prosessointi
tapahtuu kaupunkialueen ulkopuolella sijaitsevassa laitoksessa, jolloin
tilan tarve tai ympäristöasiat eivät vaikuta hyväksyntään väestön keskuudessa. Parhaassa tapauksessa laitos sijaitsisi lähellä puuvarantoja
sekä tarpeeksi hyvällä yhteydellä maakaasuverkkoon. Tämän konseptin etu on mahdollisuus käyttää olemassa olevaa voimalaitosta, johon
ei tarvita muutoksia tai sopeuttamistoimia. SNG-voimala toimii ympä-
ristöystävällisesti ja vähäisillä päästöillä, jotka täyttävät lainsäädännön
edellytykset vaikeuksitta. Tällaisen edistyneen teknologian käyttö voi
avata mahdollisuuksia myös muille sovelluksille, esimerkiksi kemian
teollisuudessa.
Useita polttoaineita käyttävän voimalaitoksen sekä biomassan
energianlähteenä käytön vaikutukset Helsingissä näkyvät edellä skenaariossa 3.
Helsingin energiantuotannon tulevaisuus on laajasti yhteydessä suomalaisen ja eurooppalaisen verkon tulevaisuuteen. Mikäli paikalliset
ratkaisut, kuten biomassan käyttö kaasun tai hiilen sijaan Helsingin
voimaloissa – torrefioinnin ja kaasutusprosessin avulla - ovat tärkeässä
asemassa tulevissa energianlähteissä, vuoden 2030 näkymä voi sisältää
myös energiantuotannon runsasta hajauttamista Suomen ulkopuolelle. Desertec-projektilla voi olla tärkeä vaikutus Suomen energian tuotantoon tulevaisuudessa.
Desertec-konsepti pyrkii edistämään sähköntuotantoa Pohjois-Afrikassa, Lähi-Idässä ja Euroopassa käyttämällä aurinkolämpövoimaloita aavikoilla ja tuulipuistoja Afrikan ja Euroopan rannikoilla. Tuotettu
sähkö siirrettäisiin kulutuskeskuksiin. Konseptia johtaa eurooppalaisten
yritysten ja Desertec Foundationin yhteishanke nimeltään Dii (perustettu Münchenissä vuonna 2009). Se sai alkunsa Rooman klubin (globaali ajatushautomo, joka laati raportin “The Limits to Growth”. Siinä
mallinnetaan maailman nopeasti kasvavan väestön tuomia seurauksia
ja rajallisia resursseja) ja saksalaisen Trans-Mediterranean Renewable
Energy Cooperation -yhdistyksen (TREC) suojissa.
Tässä megaprojektissa valjastetaan auringon säteily peilien avulla
höyryn ja sähkön tuotantoon turbiineilla Saharan alueella seuraavina vuosikymmeninä. Tuotettu hiilivapaa sähkö siirrettäisiin Euroopan ja Afrikan
maihin suurjännitteisellä superverkolla. Käynnissä oleva Estlink II -projekti,
joka lisää energiansiirtokapasiteettia Viron ja Suomen välillä, on yksi EUtuetuista kansallista infrastruktuuria kehittävistä projekteista.
Projektin ensimmäinen osa
aloitetaan vuonna 2012 rakentamalla noin 600 miljoonan euron
keskitettävä aurinkovoimalaitos.
Tämä ensimmäinen laitos, jonka oletetaan tuottavan noin 500
MW vuoteen 2015 mennessä,
rakennetaan Marokon Ouarzazateen, Rabatin eteläpuolelle. Kokonaisuudessaan 400 megawattia
projektista on keskittävää aurinkovoimaa, loput 100 on varattu
aurinkopaneeleille.
Desertec-projekti voisi tuottaa
noin 15-20 % Euroopan energiantarpeesta vuoteen 2050 mennessä, jolloin aurinkovoimaloihin
ja siirtolinjoihin kuluvat investoinnin olisivat noin 400 miljardia euroa,
investoituna sekä julkisena rahoituksena että yksityisinä sijoituksina. Toteutumisen sekä Desertec-superverkon kehityksen tarkkojen suunnitelmien tulisi valmistua vuonna 2012. Tällä projektilla voisi olla valtavasti
potentiaalia: laskelmien mukaan maailman aavikoille säteilee kuudessa
tunnissa enemmän energiaa kuin mitä koko maailma kuluttaa vuodessa.
Tällainen läpimurto Euroopan energiakentällä parantaisi Helenin
mahdollisuuksia saavuttaa tavoite hiilineutraaliudesta vuoteen 2050
mennessä. Eurooppalaisen superverkon tullessa käyttöön ja Suomen
verkon ollessa osa verkkoa, jonka energiasta 15 % tulee Deserteciltä,
hiilivapaan energian kansallinen osuus voisi nousta suunnitellusta
60:stä jopa 75 prosenttiin. Helenin tuulipuistoprojektien ja aurinkoenergiateknologian kehittymisen myötä Helsingin sähkön CO2-intensiteetti voi laskea jopa nollaan ja kaupunki saavuttaisi tavoitteensa
hiilineutraliudesta.
Tästä huolimatta Desertec-projektiin liittyy useita haasteita. Yksi
suurimmista ongelmista on aurinkovoimaloiden vedentarve. Vettä
tarvitaan puhdistamaan pöly paneeleista ja turbiinien jäähdyttämiseen. Tämä voi olla haitallista paikallisille resursseille ja väestölle.
Ratkaisua odotetaan aurinkolämpövoimaloiden tuottamasta makeasta vedestä tai vaihtoehtoisista teknologioista kuten kuivapesusta
tai kuivajäähdytyksestä. Energian siirto pitkillä matkoilla saattaa olla
toinen ongelma, vaikka sähköhävikit olisivat korkeajännitteisiä tasavirtalinjoja käyttämällä vain
3 % / 1 000 km (25 % / 10 000 km).
Eräs ratkaisu hävikkien rajoittamiseksi olisi kytkeä naapurivaltioiden sähköverkot yhteen,
jolloin syöttölinjat kulkisivat
Pohjois-Afrikasta ja Lähi-Idästä
Euroopan pohjoisosiin. Poliittisen
tasapainon ja maiden välisten
suhteiden tulee myös olla kunnossa, jotta projektia voidaan
jatkaa pitkällä aikavälillä. Kustannusten osalta investointien tuotto ja yksityiskohtaiset suunnitelmat julkaistaan vuonna 2012, ja
ne auttavat todennäköisesti paremmin hahmottamaan tämän
vaikuttavan hankkeen taloudellista tehokkuutta.
Uusiutuvien energialähteiden mahdollinen infrastruktuuri
Lähi-Idästä ja Pohjois-Afrikasta Eurooppaan
43
Jakelu Pohjoismaissa ja Helsingissä
46
Tärkeimmät mahdollisuudet ja skenaariot 48
44
50
Toteutusmallit
51
56
Energian jakelu
Älykkäät sähköverkot voivat vähentää
hiilidioksidipäästöjä EU:ssa 9 %.
Kotitalouksien vuosittainen
energian kulutus vähenisi 10 %.
45
Energian jakelu
Jakelu Pohjoismaissa ja
Helsingissä
Sähkönjakelu Pohjoismaissa
Sähkönjakelu turvataan sähköverkoilla: laajalla, yhdistetyllä verkolla
joka toimittaa sähköä tuottajilta kuluttajille. Verkko koostuu kolmesta
pääkomponentista: sähköä tuottavat voimalat, sähkön siirtolinjat voimaloista kulutuskeskuksiin ja lopuksi muuntajat jotka alentavat jännitteen lopullista jakelua varten. Verkot on jaettu kolmeen päätasoon:
pääverkko, siirtoverkko ja jakeluverkko.
Ensimmäinen täysin integroitu pohjoismainen sähkömarkkina-alue,
jossa Suomi on mukana Ruotsin, Norjan ja Tanskan kanssa, oli Nordel,
kantaverkkoyhtiöiden yhteistyöjärjestö. Vuonna 2009 Nordelin toiminta lopetettiin ja kaikki sen osat siirrettiin ENTSO-E (the European Network of Transmission System Operators for Electricity) -yhteistyöjärjestölle, joka koostuu 42 eurooppalaisesta kantaverkkoyhtiöstä (TSO) 34
maasta, mukaan lukien Suomen kantaverkkoyhtiö Fingrid.
Itämeren alueen tehokkaan verkkoyhteyden todettiin olevan yksi
kuudesta ensisijaisesta energiainfrastruktuuriprojektista Second Stra-
tegic Energy Review -katsauksessa, jonka komissio laati marraskuussa
2008. BEMIP-aloitteen kaksi päätavoitetta ovat: Kolmen Baltian maan
täysi integrointi eurooppalaiseen energiamarkkina-alueeseen ja yhteyksien vahvistaminen niiden EU-naapurimaiden kanssa vuoteen 2015
mennessä. Osana tätä ohjelmaa nyt käynnissä oleva Estlink II -hanke
parantaa yhteyksiä Suomen ja Viron kansallisten verkkojen välillä.
Toinen projektien sarja vahvistaa yhteyksiä Pohjoismaiden välillä, sisältäen Fenno-Skan II -projektin Suomen ja Ruotsin välillä. Fenno-Skan
on korkeajännitteinen tasavirtayhteys Ruotsin Dannebon ja Suomen
Rauman välillä (rakennettu 1989), joka oli tuolloin maailman pisin merikaapeli. Yhteyttä hoitavat sekä Fingrid ja Svenska Kraftnät, yhteistyömaiden kansalliset verkkoyhtiöt.
Fenno-Skan II on uusi merenalainen kaapeliyhteys joka on nykyisen
Fenno-Skan-yhteyden laajennus. Tämä suurjännitteinen tasavirtayhteys (HVDC) 800 megawatin (MW) siirtokapasiteetilla valmistui vuonna
2011. Yhteys vastaa energiamarkkinoiden tarpeeseen, sillä merenalainen kaapeli lisää sähkönsiirron kapasiteettia Suomen ja Ruotsin välillä ja
integroi pohjoismaista sähkömarkkina-aluetta yhä tiiviimmäksi.
Tiiviin yhteyden tarkoituksena on myös tarjota yhdenmukaisemmat
hinnat kuluttajille sekä teollisuudelle että yksityishenkilöille. Kuten alla
olevista kaavioista voidaan huomata, vaikka Euroopan sähkömarkkina-
Kotitalouksien sähkön hinta (ilman veroa)
Euro/kWh
0,16
0,14
0,12
0,10
0,08
0,06
0,04
0,02
Verkkoyhteydet Euroopassa, nykyiset ja tulevat
46
Sähkön hinnat kotitalouksille ja teollisuuskäyttäjille vuonna 2007
Ruotsi
Puola
Norja
Liettua
Latvia
Saksa
Suomi
Viro
Tanska
EU 15
EU 25
0,00
alue on yhdistetty, hinnoissa voidaan nähdä suhteellisen korkeita eroja. Suomi sijaitsee suhteellisen alhaisessa hintaluokassa Pohjoismaiden ryhmässä, keskimääräisen hinnan ollessa noin 0,09 euroa/ kWh,
reilusti alle EU 25 -keskiarvon joka on 0,12 euroa / kWh kotitalouksille,
eron ollessa vielä suurempi teollisuuskäyttäjien osalta.
Nykyisin sähköverkot kohtaavat uusia haasteita. Niiden on paitsi
säädeltävä paikallista kysyntää/tuotantoa yhdessä tuonnin/viennin ja
markkinahintojen kanssa myös sisällytettävä kasvava määrä pientä,
keskittämätöntä sähköntuotantoa ja kyettävä älykkääseen, joustavuuteen perustuvaan energianhallintaan.
Helsingin nykytilanne
Sähkönjakelu
Kuten edellä on esitetty, suomalainen verkko on osa pohjoismaista
sähköjärjestelmää. Pohjoismainen järjestelmä on yhteydessä Manner-Euroopan järjestelmään tasavirtayhteyksillä. Samankaltainen
yhteys on olemassa myös Venäjältä ja Virosta suoraan Suomeen.
Fingrid on kansallinen kantaverkkoyhtiö, joka on vastuussa pääverkon toiminnan suunnittelusta ja valvonnasta sekä verkon ylläpidosta
ja kehittämisestä. Alan valvontaviranomainen Suomessa on Energiamarkkinavirasto (EMV), joka valvoo jakelutoimintaa ja jakeluhinnoittelun kohtuullisuutta.
Helsingin sähköverkko koostuu alueellisesta verkosta eli 110-kilovoltin (kV) siirtoverkosta, joka yhdistää voimalaitokset Helsingin sähköasemiin. Tämä alueellinen verkko on yhdistetty 400 kV kantaverkkoon, joka
on maanlaajuinen korkeajännitteinen sähkönsiirtoverkko. Alueellista
verkkoa jatketaan keskijänniteverkolla ja pienjänniteverkolla. keskijänniteliittymillä sähkö siirretään sähköasemilta muuntamoille, joista puolet
on Helen Sähköverkon ja loput asiakasyritysten omistuksessa. Jakelumuuntamoilla korkeajännite muunnetaan pienjännitteeksi (400 volttia).
Suurin osa Helsingin asukkaista saa sähkönsä kotitalouksien käyttöön
Sähkön hinta teolliseen käyttöön (ilman veroa)
sopivalla jännitteellä 230/400 V. Sähkö siirretään pienjänniteverkostosta
rakennuksiin ja ulkovalaistukseen sähkökaappien kautta.
Vaikka sähköverkot ovat yleisesti ottaen luotettavia Suomessa
ja muualla Pohjois-Euroopassa, Helsingin paikallissähköverkossa voi
joskus esiintyä häiriöitä. Sähkönjakelujärjestelmän viallisten osien
automaattinen erottaminen voi esimerkiksi aiheuttaa häiriöitä kytkinasemien sähkön jakelussa. Yleisimmin virran katkeaminen tapahtuu
kuitenkin keskijänniteverkossa, joka kulkee Helsingissä maakaapeleina.
Häiriöt aiheutuvat yleisimmin kaivinkoneen osuessa maakaapeliin, joka
aiheuttaa sen katkeamisen. Laitteiston rikkoutuminen on toiseksi yleisin syy virran katkeamiseen Helsingin sähköverkossa.
Nykyisin hävikit Helsingin verkossa ovat noin 3 % siirretyn energian kokonaismäärästä, kun taas jakelu- ja siirtoverkon kapasiteetti on noin 5-6 TWh/v,
ja kapasiteetin vuotuinen kasvu on ollut viime vuosina 0-2 %.
Verkkojen yhdistäminen ja Suomen sähkömarkkinoiden avautuminen kilpailulle (vuoden 1995 sähkömarkkinalain jälkeen) on antanut
vuoden 1998 lopusta alkaen kaikille sähkönkäyttäjille, kotitaloudet mukaan lukien, mahdollisuuden valita energiantuottajansa. Sähkönjakelu
on kuitenkin paikallista ja luvanvaraista. Noin sata alueellista jakelijaa
on sitoutunut sähkönsiirtoon jakeluverkostoissa ja niiden velvollisuus
on myös varmistaa sähkön saatavuus sekä ylläpitää ja kehittää verkostoa. Sähkönjakelua valvoo ja lisensoi Suomen Energiamarkkinavirasto.
Lämmönjakelu
Kaukolämpöverkkoa on käytetty lämmönjakeluun Helsingissä 1950-luvulta lähtien. Verkkoa on laajennettu kaupungin kasvaessa ja nykyään
sen kokonaispituus on noin 1230 kilometriä. Uutta kaukolämpöverkkoa
rakennetaan vuosittain noin 27 kilometriä. Verkon ansiosta noin 85 %
Helsingin liike- ja asuinrakennusten lämmitystarpeista tuotetaan kaukolämmöllä.
Helsingin kaukolämpö tuotetaan pääosin kaasu- ja hiilivoimalaitoksissa ja Helenin toimittaa sen lähes 13 000 asiakaskiinteistöön. Vuon-
Helsingin jakeluverkko
Euro/kWh
0,10
Kantaverkko 400 kV
0,09
Siirtoverkko/
alueellinen verkko
110 kV = korkeajännite
Voimalaitos
0,08
0,07
Sähköasema
0,06
0,05
0,04
Keskijänniteverkko
10/20 kV
Jakelumuuntamo
0,03
0,02
0,01
Sähkökaapit
Pienijänniteverkko
0-4 kV
Ruotsi
Puola
Norja
Liettua
Latvia
Saksa
Suomi
Viro
Tanska
EU 15
EU 25
0,00
Helsingin sähkönjakeluverkonn rakenne
47
48
MW
300
280 MW
230 MW
200
170 MW
90 MW
100
39 MW
Jäähdytyksen tuotanto Helsingissä nykyhetkestä ekstrapoloituna
Merivesi
(6 kuukautta
vuodessa)
Lämpöpumppu
Absorptio
(muuten lämpö
menee hukkaan)
Jäähdytyksen energianlähteet
2030
2027
2024
2021
2018
2015
2012
0
2009
16 MW
2006
Ottaen huomioon verkon yhä yhtenäisemmän kehityksen Suomen ja
Euroopan välillä väestönkasvun ja uusien asuinalueiden rakentamisen
kanssa, Helsingin sähköverkon tarvitsee seurata nykyistä kehityssuuntaa kehittämällä ja parantamalla kapasiteettia ja tehokkuutta samalla
kun tulevaisuuden toimintoja yhdistetään.
Yleisellä tasolla tämän päivän suurimmat haasteet verkoille ovat:
uusiutuvan energian integrointi, muun muassa aurinko- ja tuulivoima,
energian jakelun optimointi verkon hävikkien minimoinnilla, joustavuuden lisääminen, sähkön kysynnän ja tarjonnnan tasapainottaminen
verkossa ja lopuksi sähkön varastointiratkaisujen kehittäminen, jotta
hallinta saadaan joustavammaksi.
Yksi tärkeimmistä energian jakelua koskevista kehityksistä on älykäs
verkko. Älykäs verkko on eräänlainen sähköinen verkko, joka ennustaa
ja reagoi älykkäästi kaikkien siihen liittyneiden sähkövoiman käyttäjien
- tuottajien, kuluttajien ja näitä molempia tekevien - käyttäytymiseen ja
toimintoihin, jotta luotettavia, taloudellisia ja kestäviä sähköpalveluja
voidaan tuottaa tehokkaasti. Älykäs verkko on kattotermi, joka kattaa
sekä siirto- että jakeluverkkojen nykyaikaistamisen. Siihen vaikuttavat
useat eri tekijät, kuten kilpailun helpottaminen tuottajien välillä, erilaisten energianlähteiden suuremman käytön mahdollistaminen, mannertenvälisiin siirtoihin tarvittava automaatio ja valvonta sekä markkinavoimien käytön mahdollistaminen energiansäästön ohjaamisessa.
Useista positiivisista tuloksista huolimatta älykkäiden verkkojärjestelmien on ratkaistava vielä useita ongelmia ennen laajempaa käyttöönottoa. Ensimmäinen askel on tietenkin suoriutua teknisistä haasteista eli toteuttaa yhdistetty reaaliaikainen verkko, joka voi käsitellä
miljoonia kysyntä- ja toimitustilauksia sekä koordinoida sähköverkon
tasapainoa kansallisella että ylikansallisella tasolla. Myös lopullisiin
käyttäjiin, kuten edistyneitä mittausjärjestelmiä tai muita älykkäitä järjestelmiä asentaviin yrityksiin liittyy esteitä: niiden täytyy ensin tehdä
liiketoimintasuunnitelma investoinnin kannattavuuden osalta. Yksityisille käyttäjille yksityisyys- ja vapauskysymykset ovat tärkeitä. Kuluttajat
eivät mielellään ole tarkkailun kohteena kulutuksensa kautta, ja saattavat vastustaa etähallintalaitteita, jotka ohjaisivat kodin sähkölaitteita.
Älykäs sähkönjakeluverkko mahdollistaisi useita uusia palveluita ja toimintoja energian jakelussa ja siirrossa, energiatehokkuudessa sekä ympäristönsuojelussa. Tämä osio esittelee katsauksen pääasiallisiin mahdollisuuksiin, jotka älykäs verkko tarjoaisi.
2003
Tärkeimmät mahdollisuudet ja
skenaariot
2000
na 2009 kaukolämmön jakelu oli yhteensä 6,7 TWh. Sähkön siirto- ja
jakeluverkon kapasiteetti on 15 TWh vuodessa, kasvunopeus on 1,3 %.
Lämpöverkko on rakennettu silmukkamaisesti siten, että jos sähkön
jakelu keskeytyy yhdessä verkon haarassa, se voidaan toimittaa asiakkaalle vaihtoehtoista reittiä pitkin. Sähköverkon ylikapasiteetti voi johtua tästä ominaisuudesta. Verkon toimintaa valvotaan ympäri vuorokauden, minkä ansiosta lämmön toimitus keskimääräiselle asiakkaalle
keskeytyi vain kolmeksi tunniksi vuonna 2007.
Helen on rakentanut myös jäähdytysverkoston, jota käytti vuonna
2011 yli 170 asiakasta, yhteyskapasiteetti on yli 100 MW, vuosittainen kasvu on noin 30 %. Nämä luvut ovat pieniä lämpökapasiteettiin
verrattuna, mutta kysyntä kasvaa nopeasti ja järjestelmä tulee todennäköisesti laajenemaan Helsingin alueella. Pääasiallinen jäähdytystä
tuottava voimala on Katri Vala. Tämän strategian ansiosta jäähdytyksestä 60 % tuotetaan uusiutuvalla energialla.
Helen on myös asentanut kaukolämpö- ja jäähdytysverkostoonsa
lämpövaraajia sekä jäähdyttäviä vesivarastoja. Tämä lämpö ja kylmä
varastoidaan suurissa vesisäiliöissä, jotka mahdollistavat kaukolämmön säätelyn vuorokauden ympäri.
Tällaisen älykkään sähköverkon hallintajärjestelmän ensimmäinen etu
olisi kulutushuippujen ja kysynnän yhtenäistäminen sekä tasoittaminen.
Se edellyttäisi kysynnän suunnittelua useiden kriteerien, kuten sään, vuodenaikojen tai kellonajan suhteen (kulutushuiput sijoittuvat talvisaikaan
aamuihin ja iltoihin). Jotta kysyntää voidaan tehokkaasti alentaa korkeahintaisten käyttökausien aikana, tarvitaan tiedonsiirto- ja mittaustekniikkaa ilmoittamaan kotien ja liikeyritysten älylaitteille, milloin energiankysyntä on korkea, ja jäljittämään, kuinka paljon ja mihin sähköä käytetään.
Se myös antaa kunnallistekniikkayhtiöille mahdollisuuden vähentää
kulutusta suoralla tiedonsiirrolla laitteisiin järjestelmien ylikuormittumisen estämiseksi. Tämä palvelu on käytettävissä ainoastaan. jos sähköiset
ohjaus-, mittaus ja valvontalaitteet on asennettu asuntoihin, toimistoihin
tai tehtaisiin. Nykyisin Helen tarjoaa asiakkailleen reaaliaikaisen sähkönkulutuksen valvontavaihtoehdon. Ensimmäiset 150 000 kotitaloutta saivat
sähkönkulutustiedot tunneittain internetistä vuonna 2010, ja älykkäiden
mittareiden asennus jokaiseen kotitalouteen saadaan valmiiksi vuonna
2013. Helen pystyy jo nyt näyttämään kaupungin reaaliaikaisen sähkön,
kaukolämmön ja jäähdytyksen energiankulutuksen internetissä.
Nämä uudet älykkäät verkot tarjoavat myös asiakaskohtaisia palveluja. Useat älykkään verkon ominaisuudet tarjoavat helposti näkyvää
tietoa kuluttajille. Tarkoituksena on tehdä mahdolliseksi energiantarjonalle veloittaa vaihtuvia sähkönhintoja, jotta hinnat kuvastaisivat suuria
eroja sähköntuotannon kuluissa kulutushuippujen ja muiden jaksojen
välillä. Tällaiset ominaisuudet mahdollistavat sen, että kuormanohjauskytkimet ohjaavat paljon energiaa kuluttavia laitteita kuten boilereita,
jotta ne kuluttaisivat sähköä kun se on halvimmillaan. Siten kuluttajat
osallistuvat aktiivisesti verkon hallintaan älykkäiden energianhallintalaitteiden kautta ja voivat ajantasaisesti nähdä kulutuksen sekä säätää
sitä ja tuottaa sähköä.
Kuluttajien säästöjen lisäksi säästöt ovat mahdollisia myös verkossa. Nykyisin Helsingin verkon hävikit ovat 3 %, mikä on melko alhainen taso, sillä Euroopan ja Pohjois-Amerikan keskimääräiset verkkohävikit ovat noin 7 %. Parannukset ovat joka tapauksessa mahdollisia
esimerkiksi parantamalla muuntajien tehokkuutta.
Tulevaisuuden jakeluverkon tulisi myös antaa tilaa keskittämättömälle energiantuotannolle, etenkin uusiutuvalle energialle kuten tuulitai aurinkovoimalle. Nykyisin tämänkaltaisten energianlähteiden suurin
haittapuoli on niiden liittäminen verkkoon, sillä verkostoon syötetyn
energian määrää on mahdoton suunnitella. Helenin tuulipuistosuunnitelmat huomioiden tuotetun energian integrointi vaatii älykkään verkon, joka osaa käsitellä virran vaihteluja.
Helpottamalla energian hallintaa ja tehokkuutta sekä integroimalla
uusiutuvaa energiaa älykkäät verkot myös vähentävät CO2-päästöjä.
Arvioiden mukaan älykkäät sähköverkot voivat vähentää CO2-päästöjä
EU:ssa 9 %, ja kotitalouksien vuosittainen energian kulutus alenisi 10 %.
Lopuksi älykkäiden verkkojen käyttöönoton etu tulevaisuudessa olisi potentiaali Helsingin sähköautojen käyttämiseen varastointiratkaisuna. Yksi sähkön ominaisuuksista on sen varastoinnin vaikeus. Tämän
takia verkon epätasapainotilaa on yhä hankalampi välttää. Esimerkiksi
sähköautot voisivat verkkoon kytkettynä varastoida akkuihin sähköä kulutushuippujen välillä ja käyttää sitä kulutushuippujen aikana.
Älykkäät verkot lupaavat kaikkiaan lukuisia mahdollisuuksia, joihin
yhdistyy luonnostaan teknisiä haasteita ja käyttäytymismuutoksia.
Nämä kaikki edellyttävät innovaatioita, muutoksia ja kärsivällisyyttä. Ottaen kuitenkin huomioon yhteiskunnan kasvavan riippuvuuden
energiasta ja sähköstä sekä väistämättömän ilmastonmuutoksen kasvavan uhan, älykkäitä verkkoja tarvitaan kipeästi matkalla kohti älykästä ja tehokasta yhteiskuntaa.
49
Bornholmin saari
Älykkään energiajärjestelmän elävä laboratorio
L
aajalle levinnyt tavoite ilmastonmuutoksen hallitsemiseksi vaihtamalla kaupunkien energianlähteet uusiutuvaan energiaan edellyttää kykyä valvoa ja käyttää sähköverkkoa ajoittaisten energianlähteiden
ehdoilla. Tämä haaste on voitettava, jotta kaupungit voivat pienentää
ympäristövaikutuksiaan.
Tanskan Bornholmin saari on hyvä paikka energian jakelun ja useampien energianlähteiden käytön vaatiman teknologian testaamiseen.
Kaupunki on tällä hetkellä kuin täysimittainen älykkään energiajärjestelmän laboratorio, jossa yli puolet saaren energiankulutuksesta hoidetaan uusiutuvalla energialla. 43 000 asukkaan Bornholmin tavoitteena
on tulla 100-prosenttisesti kestävän kehityksen mukaiseksi ja hiilidioksidineutraaliksi yhteisöksi. Tätä tulevaisuudennäkymää kutsutaan nimellä ”Bright Green Island”. Sen kunnianhimoisen energiastrategian
päätavoite on saavuttaa uusiutuvalle energialle 77 % osuus kokonaisenergianlähteistä vuoteen 2050 mennessä.
Nykyisin paikalliset energianlähteet on jaettu noin neljään yhtäsuureen osaan: olki, biomassa, jätteenpoltto ja tuulivoima. 24 % Bornholmissa käytetystä energiasta tulee saaren tuuliturbiineista kattaen 33
% sähkönkulutuksesta, kun muualla Tanskassa tuulivoiman osuus on
20 %. Vuonna 2010 rakennetun uuden, pelleteillä toimivan kaukolämpölaitoksen odotetaan tuottavan vuosittain 23 000 MWh energiaa ja
lämmittävän noin 1300 kotitaloutta. Tämä vastaa vuosittaisten hiilipäästöjen vähentämistä noin 5700 tonnilla. 435 kotitaloutta saa olkilämpöä lähistöllä olevista kaukolämpölaitoksista. Kaikissa voimaloissa
käytetään vain paikallisia polttoaineita: paikalliset maanviljelijät toimit-
50
Kestävän
kehityksenurbaani
Helsinki
tavat oljet, puupelletit taas ovat sahalaitosten ja metsänhoidon ylijäämäpuuta. Vasteeksi maanviljelijät saavat haltuunsa prosessin ainoan
ylijäämätuotteen: tuhkat, joita käytetään lannoitteena pelloilla.
Nämä erityisominaisuudet sekä se, että saaren eristetty verkko on
yhteydessä ulkomaailmaan vain Ruotsiin johtavalla kaapelilla, ovat johtaneet saaren valintaan testialueeksi reaaliaikaisen verkon projektiin.
Katkaisemalla kaapeli Ruotsiin Bornholmista voidaan tehdä energiataloudeltaan itsenäinen. Saari sai 100 miljoonan euron rahoituksen
EU:n Ekoverkkoprojektilta, joka on osa seitsemättä viitekehysohjelmaa.
Tämän eurooppalaisen ohjelman tavoitteena on kehittää yhteistyössä
yksityisten yritysten kanssa laajamittainen havaintomalli reaaliaikaisista jaettujen energianlähteiden markkinoista ja samaan aikaan esitellä energiajärjestelmää, joka toimii yli 50-prosenttisesti uusiutuvalla
energialla ja voisi olla esimerkkinä nopeasti toteutettavasta vaihtoehdosta markkinapohjaisille älykkäille sähköverkoille Euroopassa. Reaaliaikainen ekoverkko mahdollistaisi markkinoille tuotavien yksiköiden
kokorajoituksen poistamisen ja asettasi hinnan 5 minuutin välein, jolloin pienempien yksiköiden vasteaika olisi lyhyt. Bornholmin projektin
tavoitteena on mahdollistaa kotitalouslaitteiden älykäs hallinta, sähköautojen käyttöönotto, lämpöpumppujen kehittäminen älykkäiden
sähköverkkojen käyttöön ja mikro-CHP-yksiköiden rakentaminen. Hanketta täydennetään muilla projekteilla, kuten: sähköiset kulkuneuvot,
aurinkopaneelit, älykkäät lämmityksen ja jäähdytyksen ohjaimet sekä
Tanskan saaren muuttaminen eläväksi laboratorioksi tulevaisuuden
energialle.
Toteutusmallit
Energiatehokkaat muuntajat
Energiatehokkaat muuntajat: tavallisten muuntajien vaihtaminen
Vaikutus:
Lisävaikutus:
Kustannussäästöjä muuntajien käyttäjälle
Toteutusaikataulu:
Toteutuksen vaikeusaste: Keskitasoa
Kustannukset:
Pienet (takaisinmaksu yleensä 5 vuoden kuluessa)
Peruste:
Tämän tutkimuksen työpajoissa määritelty konsepti
Muuntajat ovat jokaisen sähköverkon olennainen osa. Ne muuntavat
voimalaitoksista tulevan jännitteen sopivan suuruiseksi niin, että sitä
voidaan käyttää kaupungeissa. Muuntajissa syntyy kuitenkin hiilidioksidipäästöjä lisäävää sähköhävikkiä. Helsingin tavallisessa 630 kVA:n
muuntajassa hävikkiä kertyy vuosittain jopa 57 000 kW, mikä vastaa
12,7 tonnia hiilidioksidia. Alueella on yli 1 800 muuntajaa, joten vuosittainen kokonaishävikki on 23 000 hiilidioksiditonnia.
Paljon hävikkiä tuottava tavallinen muuntaja voidaan vaihtaa tehokkaampaan malliin, jossa on amorfinen ydin. Valmistusprosessissa
sula metalliseos jäähdytetään nopeasti niin, että seoksesta syntyy eikiteinen järjestäytymätön atomirakenne (amorfinen metalli), jolla on
erittäin vähäinen hävikki ja hintakin on kilpailukykyinen. Amorfisen
metallin satunnainen molekyylirakenne synnyttää muita metalleja
vähemmän kitkaa, ja hyvin ohuet noin 25 mikronin kerrokset aiheuttavat vähemmän virtahäviötä. Huipputekninen menetelmä edellyttää
kuitenkin enemmän työtä ja huolellisuutta valmistusprosessin aikana.
Seuraavassa taulukossa esitetään hävikin vähentyminen, joka voidaan
saavuttaa amorfista metallia hyödyntävillä muuntajilla.
Muuntajan
teho
Tavallisen
muuntajan
tyypillinen
hävikki ilman
kuormitusta
Amorfista metallia
hyödyntävän
muuntajan
tyypillinen hävikki
ilman kuormitusta
Hävikin
vähennys
prosentti
160 kVA
210
100
-52%
630 kVA
600
220
-63%
1000 kVA
770
350
-55%
heidän energiankäyttöönsä ja muovaa siten energiakuormitusta. Pienten ja keskisuurten yritysten ja asukassektorin kuormituksiin, joissa on
hieman joustavuutta ja joihin kuluttajien käyttäytyminen voi vaikuttaa,
sisältyvät esimerkiksi tilojen ja veden lämmitys, jäähdytys, ilmanvaihto,
valaistus ja laitteet. Osa näistä kuormituksista voi muuttaa muotoaan
ajan myötä tai vain vähentyä, jolloin kuormitushuiput ja kokonaiskulutus vähenevät.
Siksi kuluttajien käyttäytyminen nousee kaupunkisuunnittelun keskeiseksi tekijäksi kestävän kehityksen tavoitteiden kannalta. Pienet ja
keskisuuret yritykset sekä asukkaat kuluttavat yli 80 % Helsingin sähköstä, joten kuluttajien käyttäytymisen muutokset voivat vaikuttaa painavasti seuraavien tavoitteiden saavuttamiseen:
• energiankulutuksen ja hiilidioksidipäästöjen vähentäminen
• energiankäytön tasapainottaminen
• verkon vakauden riskien pieneneminen.
Tässä keskitytään PK-yritys- ja asukassektoriin, jolla on toisaalta lupaavasti mahdollisuuksia kuormitushuippujen ja kokonaiskulutuksen
vähentämiseen, mutta jota on toisaalta vaikea käsitellä, koska siihen
kuuluu satoja tuhansia yksittäisiä toimijoita, joilla on vähän teknistä asiantuntemusta ja resursseja.
Helenin Sävel Plus –palvelussa asiakkaat voivat seurata omaa energian kulutustaan. Kuluttajien käyttäytymiseen voidaan vaikuttaa useilla
tavoilla. Tässä tarkastellaan seuraavia:
• energian kustannuksia, kulutusta ja ympäristövaikutuksia koskevan
palautteen antaminen kuluttajille
• kuluttajien kannustimiin tai hintasignaaleihin perustuvat menetelmät, joilla reagoidaan kysyntään
• etukäteen maksettu energia
• kotien automaatio
• osallistuminen
• oman energiankulutuksen seuranta, joka sisältää kuluttajille helppoja ja innostavia menetelmiä.
-38%
14,290
8,900
14,290
Jos kaikki nykyiset muuntajat vaihdettaisiin energiatehokkaampiin
amorfista metallia hyödyntäviin muuntajiin, voitaisiin toteuttaa seuraavat potentiaalit:
Vaihtamalla muuntajat tehokkaampiin malleihin voitaisiin säästää
jopa 8 900 tonnia hiilidioksidia ja vähentää muuntajien hiilidioksidipäästöjä yhteensä 38 % eli noin 14 000 hiilidioksiditonniin
Kuluttajien käyttäytyminen ja kysyntään reagointi
Energian kuluttajat ovat energian ekosysteemin olennainen osa ja energianhallinnan tärkeä sidosryhmä. Kuluttajien käyttäytyminen vaikuttaa
Perustaso
(tCO2/v)
Säästöpotentiaali
(tCO2/v)
Optimi
perustaso
(tCO2/v)
Uusien muuntajien hiilidioksidin vähennyspotentiaali
51
Energian kustannuksia, kulutusta ja
ympäristövaikutuksia koskeva palaute
Asiakaspalaute
Vaikutus:
Lisävaikutus:
Energiankulutuksen läpinäkyvyys
Toteutusaikataulu:
Keskitasoa - helppo
Kustannukset:
Vähäiset
Peruste:
Tämä menetelmä perustuu ajatukseen, jonka mukaan kuluttaja pystyy
vähentämään kulutustaan todellista kulutusta, kustannuksia ja ympäristövaikutuksia koskevan tiedon perusteella ja tieto myös motivoi
toimimaan. Useissa tutkimuksissa on osoitettu, että tällaisen läpinäkyvyyden ansiosta kulutus pienenee jopa 10 %. Näiden tutkimusten tärkeimpiä havaintoja olivat
Kuluttajia motivoi eniten kustannusten pieneneminen. Muiden
seikkojen, kuten ympäristövaikutusten vähenemisen, vaikutus oli selvästi vähäisempi.
• Kulutuksen vähenemisen voimakkuus määräytyy kulutuksen
läpinäkyvyyden määrän ja kustannusten mukaan. Vain joiltakin
kuluneilta kausilta saatavilla olevat kokonaiskulutuksen (esimerkiksi
edellisen päivän kokonaiskulutuksen) luvut vaikuttivat kulutukseen
vähiten. Paras vähennyspotentiaali on lähes reaaliaikaisilla luvuilla,
joista nähdään kuormituksen dynamiikka (esimerkiksi laitteen
sammuttamisen aiheuttama kuormituksen väheneminen) niin,
että yksittäiset kuormitusryhmät (esimerkiksi yksittäiset laitteet tai
yksittäisten huoneiden valaistus) voidaan eritellä.
• Mukavuus ja helppokäyttöisyys ovat erittäin tärkeitä kuluttajien
osallistumisen kannalta. Esimerkiksi internetin kautta toimivat
työkalut voivat innostaa aloittamaan kulutuksen tai kustannusten
seurannan, mutta kuluttajien mielenkiinto hiipuu melko pian. Toisaalta kätevät, ennakoivat ja innostavat mobiilisovellukset saattavat
onnistua ylläpitämään kuluttajien mielenkiintoa pidempään.
Kulutusta, kustannuksia tai vaikutuksia koskevan palautteen konkreettinen toteutus voi vaihdella useiden seikkojen mukaan. Ensinnäkin
tietoja voidaan kerätä monella tavalla. Tavallisimpia keinoja ovat: tavanomainen älymittari, joka mittaa talouden kokonaiskulutuksen, mittauslaite, joka erottelee eri laitteiden (kuten jääkaapin ja pesukoneen)
aiheuttamat kuormat erityisillä tiedonkäsittelymenetelmillä, alamittarit,
jotka mittaavat yksittäisten kuormitusryhmien (kuten huoneiden ja laitteiden) kulutuksen suoraan. Seuraavaksi tiedot voidaan toimittaa kuluttajalle eri näyttölaitteilla: älymittarin oma näyttö, energiatietojen näyttöön erityisesti suunniteltu talon sisäinen näyttö, televisio (digisovitin),
internet-sovellus (pöytä- tai taulutietokone), mobiilisovellus (älypuhelin
tai taulutietokone). Lopuksi kulutus-, kustannus- tai vaikutustiedot voidaan esikäsitellä eri tavoilla. Helpoin tapa on esittää vain tämänhetkiset
tiedot. Tehokkaampi tapa on antaa historiatietoja. Sitäkin hyödyllisempää on ennustaa tulevaa eli ”Kuinka suuret kustannukset ovat kuukauden lopussa, jos jatkan tällaista kuluttamista”. Tehokkaimmat analyysit
saadaan ennusteanalyyseistä eli ”Mitä hyötyä saan, jos käytän pesuko-
52
netta yöllä enkä päivällä”. Toinen ratkaisumalli oman kulutuksen analysointiin on kuluttajien vertaisryhmään vertailu. Johtopäätöksenä voidaan todeta, että kulutuksen vähentämisen voimakkuuteen vaikuttavat
selvästikin kerättyjen tietojen tyyppi, tietojen näyttötapa sekä tietojen
esikäsittely ja analysointi.
Kulutusta, kustannuksia tai vaikutuksia koskevan palautteen vaikutusten arviointi perustuu seuraaviin oletuksiin:
• Helsingin asukkaat kuluttavat sähköä 1,6 TWh vuodessa
• Helsingissä on 303 982 taloutta
• ulutusta, kustannuksia tai vaikutuksia koskevan palautteen
ansiosta kulutus vähenee keskimäärin 5 %
• keskimääräinen tukkuhinta megawattituntia kohti on 57 €,
keskimääräinen vähittäishinta on 106 €
• älymittareita ja kehittynyttä MDM-järjestelmällä varustettua
mittausinfrastruktuuria on jo asennettu.
Kulutusta, kustannuksia tai vaikutuksia koskevan palautteen antamisen myönteisiä vaikutuksia voivat siten olla:
• sähkönkulutuksen väheneminen 0,08 terawattitunnilla vuodessa
• sähkön vuosittaiset kokonaiskustannukset vähenevät 4,56
miljoonaa euroa (tukkuhinta) tai 8,48 miljoonaa euroa (vähittäishinta), talouskohtainen säästö on 27,9 euroa vuodessa
(vähittäishinta)
• hiilidioksidipäästöt vähenevät 17 600 tonnia vuodessa.
Kulutusta, kustannuksia tai vaikutuksia koskevan palautteen käyttöönottoa varten tarvittavan investoinnin arvioidaan olevan viidestä
eurosta kymmeniin euroihin asiakasta kohti kulloistenkin tarpeiden
mukaan.
Kysyntään reagointi
Vaikutus:
Lisävaikutus:
Vakaampi verkko
Toteutusaikataulu:
Vaikea - keskitasoa
Kustannukset:
Keskitasoa
Peruste:
Sähköjärjestelmän tasapainottamisessa on otettava huomioon useita
epävarmuustekijöitä:
• sähkön kuluttajien (kuormituksen) aiheuttama kulutuksen vaihtelu
• toimituksen vaikeasti ennustettavat sattumat, kuten sähkölinjan tai
tuotantoyksikön menetys
• eholtaan satunnaisen uusiutuvan tuotannon (kuten tuulen) suuri
osuus
• hajautettu tuotanto, joka toimii yleensä omistajan harkinnan varassa, ei laitoksen tai järjestelmän käyttäjän ehdoilla.
Vaihteleva ja vaikeasti ennustettava kuormitus voidaan tasapainottaa vaihtelevan ja vaikeasti ennustettavan tuotannon kanssa hallitsemalla sekä tarjontaa että kysyntää. Kysynnän vähentäminen verkon tasapainottamisen näkökulmasta tuottaa samat tulokset kuin tarjonnan
lisäys – ilmeinen ero on se, että kysynnän väheneminen ei tuota lisää
hiilidioksidipäästöjä. Kysynnän vähentämisen investointi- ja käyttökus-
tannukset ovat yleensä myös paljon pienemmät kuin varavoimaloiden
investointi- ja käyttökustannukset.
Verkon tasapainottaminen vaikeutuu entisestään, kun tuotannoltaan satunnaisten uusiutuvien energialähteiden (kuten tuulen) osuus
kasvaa. Vaikeutta lisää erityisesti siirtyminen joustamattomampaan
peruskuorman tuotantoon, näitä ovat esimerkiksi ydinvoimalat sekä
hiilidioksidin talteenotolla ja varastoinnilla varustetut voimalat. Verkon
tasapainoa haittaa myös joidenkin energiatehokkuutta lisäävien tekniikoiden, esimerkiksi lämmityksessä käytettävien lämpöpumppujen,
laaja levinneisyys: vaikka lämpöpumput vähentävätkin energian kokonaiskulutusta, ne pahentavat sähkön kulutushuippuja.
Tämän seurauksena sähköjärjestelmän tasapainoa on yhä vaikeampaa ylläpitää ainoastaan tarjontapuolen ratkaisuilla – kysynnän hallinnasta on nopeasti tulossa olennainen osa tasapainon ylläpitoa.
Kysyntään reagoinnissa tärkeintä on vaikuttaa kuluttajien käyttäytymiseen niin, että he muuttavat kulutustaan tavalla, joka auttaa ylläpitämään sähköjärjestelmän tasapainoa. Tästä näkökulmasta kysyntään
reagointi ei sinällään pyri vähentämään kulutusta vaan muuttamaan
kulutuksen jakautumista ajoissa, siirtämään kuormitusta jaksosta toiseen. Kysyntään reagoinnin ilmeisin sovellus on kuormituksen siirtäminen huipputehon ajasta pienen kuorman aikaan. Toinen sovellus energiajärjestelmässä, jossa tuulella on suuri osuus energiantuotannosta,
on siirtää kuormitusta vähän tuulivoimaa tuottavasta jaksosta jaksoon,
jossa tuulivoimaa tuotetaan paljon.
Kuormituksen siirto ratkaisee monia tärkeitä ongelmia:
• se parantaa sähkön laatua
• se vähentää keskimääräisiä energiakustannuksia
• sen avulla voidaan korvata varavoimaloita, joita tarvitaan tuulivoiman vaihtelun kompensointiin.
Kysyntään reagoinnilla voidaan pienentää keskimääräisiä energiakustannuksia, koska varavoimalat, joilla kompensoidaan energiantarpeen huippuja tai tuotannon vaihtelua, tuottavat yleensä kalliimpaa
energiaa. Samalla varavoimaloiden korvaaminen hiilidioksidia tuottamattomalla kysyntään reagoinnilla vähentää hiilidioksidipäästöjä.
Kysyntään reagoinnin kaksi pääasiallista ratkaisumallia ovat:
• hintaan perustuva reagointi kysyntään reagointi
• kannustimiin perustuva reagointi kysyntään
Hintaan perustuvassa kysyntään reagoinnissa kuluttaja saa hintasignaaleja (esimerkiksi sähkö kallistuu huipputehon aikana ja halpenee
pienen kuorman aikaan) ja muuttaa kulutusta energiankäytön hinnan
mukaisen kustannus- ja hyötyanalyysinsä perusteella. Hintojen muutoksista on ilmoitettava kuluttajalle etukäteen. Sille, kuinka aikaisin
energian hinnoista ilmoitetaan, on eri vaihtoehtoja: aikatariffissa kiinteät hinnat määritetään kuluttajan sopimuksen allekirjoitushetkellä, ja
dynaamisessa hinnoittelussa hinnat ilmoitetaan muutamaa tuntia (tai
jopa yksi tunti) ennen hintojen muutosta. Jälkimmäisessä vaihtoehdossa on käytettävä tehokasta viestintäkanavaa, jotta kuluttaja saa hintasignaalin ajoissa.
Kannustimiin perustuvassa kysyntään reagoinnissa asiakasta palkitaan kysyntänsä muuttamisesta tai siitä, että hän antaa muuttaa kysyntäänsä (esimerkiksi sähkölaitoksen tai muun palveluntarjoajan ohjaaman kuormakytkimen asentamisesta). Kuluttaja hyväksyy palkkion
perusteeksi joko hänelle lähetettyjen pyyntöjen mukaisen kysynnän
muuttamisen tai tiettyjen kuormitusryhmien suoran ohjauksen antamisen toiselle osapuolelle (sähkölaitokselle tai muulle palveluntarjoajalle).
Jälkimmäiseen voidaan määrittää ehtoja, joiden mukaan kuluttaja saa
puuttua suoraan ohjaukseen erityistapauksissa. Kuten dynaamista hinnoittelua käytettäessä, kannustimiin perustuvassa kysyntään reagoinnissa on käytettävä tehokasta viestintäkanavaa, jotta toiminta tehostuu,
mutta kuluttajalle aiheutuva vaiva pysyy mahdollisimman vähäisenä.
Asukkaiden kysyntään reagoivan järjestelmän teknisiä edellytyksiä
ovat: älymittareihin pohjautuvia tietoja keräävä verkko, erityissovellus,
joka ohjaa kaikkia kysyntään reagointiin liittyviä toimintoja, integrointi
verkon automaatiojärjestelmiin, integrointi laskutus- ja asiakastietojärjestelmiin, kuluttajien viestintäkanavat kysyntään reagointia koskevien
tietojen toimittamista varten (esimerkiksi sähköpostit, tekstiviestit, internet, mobiilisovellukset, talon sisäiset näytöt), asiakkaan tiloissa olevat automaattiset laitteet (esimerkiksi kuormakytkin tai talon sisäinen
ohjain), eri toimijoiden (kuten DNO:n, jälleenmyyjän tai muun palveluntarjoajan) väliset viestintäportaalit.
Kysyntään reagoinnin arvioidut vaikutukset perustuvat seuraaviin
oletuksiin:
• kysyntään reagoinnin päivittäisten tapahtumien kesto on keskimäärin puoli tuntia
• kulutus vähenee kysyntään reagoinnin tapahtuman aikana
noin 40 %.
• asukkaiden kysyntään reagoinnin käyttöönotosta saatavia
mahdollisia hyötyjä:
• sähkönkulutus vähenee 0,013 TWh/v (tai siirtyy aikaan, jolloin
sähköä tuottava energianlähde ei aiheuta päästöjä)
• sähkön kokonaiskustannukset pienenevät vähintään 760 000 €
vuodessa (tukkuhinnat)
Kysyntään reagoinnin toteutusta varten tarvittavan investoinnin arvioidaan olevan 50–300 € taloutta kohti kulloistenkin tarpeiden mukaan.
Etukäteen maksettu energia
Vaikutus:
Lisävaikutus:
Energiankulutuksen parempi hallittavuus
Toteutusaikataulu:
Vaikea
Kustannukset:
Vähäiset
Peruste:
Etukäteen maksetun energian toimintaperiaate on sama kuin televiestinnässä: sen avulla energiaa voidaan kuluttaa vain ennen kulutuksen
alkua maksetun summan verran. Järjestelmästä on monenlaisia taloudellisia hyötyjä energiantuottajalle, mutta tärkein kuluttajalle ja yhteisölle koituva hyöty on paremmin hallittavissa oleva energiankäyttö ja
siten energiankulutuksen väheneminen.
Tekniseltä kannalta etukäteen maksetun energian käyttöönottoa
varten tarvitaan mittauslaite, kuormakytkin, etukäteismaksutoiminnot
ja täydennysjärjestelmän sisältävä laskutusjärjestelmä sekä kaikkien
näiden osien integrointi. Kuorman kytkennällä varustettuja älymittareita voidaan käyttää.
Etukäteen maksetun energian arvioidut vaikutukset perustuvat
53
seuraaviin oletuksiin:
• etukäteen maksetun energian seurauksena saatava kulutuksen
vähennys on keskimäärin 10 % taloutta kohti
• 15 % talouksista ottaa etukäteen maksetun energian käyttöön
(nämä taloudet jakautuvat tasan kaikkien kuluttajasegmenttien kesken – esimerkiksi paljon ja vähän kuluttavien segmenttien kesken).
• etukäteen maksetun energian käyttöönotosta saatavia mahdollisia hyötyjä:
• sähkönkulutuksen väheneminen 0,024 terawattitunnilla
vuodessa
• sähkön vuosittaiset kokonaiskustannukset vähenevät 1,37 miljoonaa euroa (tukkuhinta) tai 2,54 miljoonaa euroa (vähittäishinta), talouskohtainen säästö etukäteen maksetulla tariffilla
on 55,79 € vuodessa (vähittäishinta)
Etukäteen maksettuja energiatariffeja varten tarvittavan investoinnin arvioidaan olevan kymmeniä euroja taloutta kohti kulloistenkin tarpeiden mukaan.
Kotien automaatio
Kotien automaatio
Vaikutus:
Lisävaikutus:
Lisää asumismukavuutta
Toteutusaikataulu:
Vaikea - keskitasoa
Kustannukset:
Suuret
Peruste:
Kotiautomaation avulla voidaan automatisoida kuluttajien kotona tehtäviä energianhallinnan toimintoja, kuten pesukoneen käynnistäminen
pienen kuorman aikaan, lämmityksen tai jäähdytyksen voimakkuuden
muuttaminen ulkoisten olosuhteiden ja kysyntään reagoinnin mukaan
54
tai vedenlämmittimen käynnistäminen ja sammuttaminen kysyntään
reagoinnin mukaan. Kotiautomaatio voidaan ohjelmoida niin, että jotkin parametrit (kuten energiakustannukset, kysyntään reagoinnin kannustin tai hiilidioksidipäästöt) optimoidaan, mutta samalla tarvittava
mukavuustaso säilyy.
Kotiautomaatiolla saadaan yleensä paljon suuremmat kulutussäästöt ja huippujen vähennykset kuin manuaalisella energianhallinnalla. Kun esimerkiksi kulutusta, kustannuksia tai vaikutuksia
koskeva palaute yhdistetään kotiautomaatioon, voidaan saada 30 %
suuremmat säästöt kuin silloin, kun ihminen tulkitsee kulutusta, kustannuksia tai vaikutuksia koskevan palautteen.
Toisaalta kotiautomaatio edellyttää moninkertaisesti suurempia
investointeja kuin edellä mainitut tekniikat, joten sen käyttöönotto
saattaa olla paljon muita tekniikoita hitaampaa.
Kotiautomaatioon yhdistetyn kulutusta, kustannuksia tai vaikutuksia koskevan palautteen vaikutusten arviointi perustuu seuraaviin
oletuksiin:
• kotiautomaatioon yhdistetyn kulutusta, kustannuksia tai
vaikutuksia koskevan palautteen ansiosta kulutus vähenee
keskimäärin 40 %
• kotiautomaatiota asennetaan 10 prosenttiin kotitalouksista.
• kotiautomaatiosta saatavia mahdollisia hyötyjä:
• sähkönkulutuksen väheneminen 0,056 terawattitunnilla vuodessa (lisävähennys pelkän kulutusta, kustannuksia tai vaikutuksia koskevasta palautteesta seuraavan vaikutuksen lisäksi)
• lisäksi (pelkän kulutusta, kustannuksia tai vaikutuksia koskevasta palautteesta seuraavan vaikutuksen lisäksi) sähkön
vuosittaiset kokonaiskustannukset vähenevät 3,19 miljoonaa
euroa (tukkuhinta) tai 5,94 miljoonaa euroa (vähittäishinta),
kotiautomaatiosta saatava talouskohtainen säästö on 195,27 €
vuodessa (vähittäishinta)
• lisäksi (pelkän kulutusta, kustannuksia tai vaikutuksia koskevasta palautteesta seuraavan vaikutuksen lisäksi) hiilidioksidipäästöt vähenevät 12 320 tonnia vuodessa.
Kotiautomaation investoinnit määräytyvät käytettävän tekniikan
mukaan. Investointien arvioidaan olevan muutamasta sadasta eurosta useisiin tuhansiin euroihin taloutta kohti.
Osallistuminen
Kuluttajat voivat osallistua energianhallintaan suosittujen sosiaalisten
verkostojen kautta ja vaikuttaa käyttäytymisellään kulutukseen. Esimerkkejä osallistumisesta sosiaalisten verkostojen kautta:
• sosiaaliseen verkostoon kuuluvien kuluttajien vertaisryhmään
vertailu
• energiatehokkuuden kilpailut
• energiatehokkuuteen liittyvien vihjeiden ja kokemusten jakaminen.
Nämä tekniikat ovat melko uusia ja vielä odotetaan tutkimuksia,
joista saataisiin kvantitatiivisia arvioita niiden vaikutuksista.
Oman energiankulutuksen seuranta
Oman energiankulutuksen seuranta on ratkaisumalli, jossa edellä mainitut tekniikat yhdistetään yhteen portaaliin tai sovellukseen.
Näin eri tekniikoista saadaan synergiaetuja ja energianhallinnasta tulee asukkaille helpompaa ja mukavampaa.
Synergiaetujen ja käyttömukavuuden seurauksena saadaan lisävähennyksiä energiankulutukseen ja kulutus jakautuu entistä tasaisemmin. Näiden vaikutusten määrään vaikuttaa kuitenkin voimakkaasti oman energiankulutuksen seurantaan yhdistettyjen muiden
tekniikoiden kokoonpano, joten sitä ei voida arvioida luotettavasti
ilman konkreettisen toteutusmallin pohdintaa.
Johtopäätökset
Kuluttajien käyttäytymisellä on keskeinen asema energianhallinnan tavoitteiden kannalta. Tavoitteisiin sisältyvät hiilidioksidipäästöjen vähen-
täminen, energiakustannusten tasapainotus ja sähkön laadun parantaminen. Kuluttajien käyttäytymiseen voidaan vaikuttaa monenlaisilla
tekniikoilla. Kun näitä tekniikoita sovellettiin Helsingin asukkaiden kulutukseen, lyhyestä analyysistä ilmeni, että kyseisillä tekniikoilla saatetaan
vähentää hiilidioksidipäästöjä huomattavasti ja niillä on myönteiset vaikutukset myös esimerkiksi energiakustannuksiin ja sähkön laatuun.
Laivojen maasähköyhteys
Vaikutus:
Lisävaikutus:
Typen ja rikin oksidien sekä hiukkaspäästöjen
vähentyminen
Toteutusaikataulu:
Toteutuksen vaikeusaste: Keskitasoa
Kustannukset:
Suuret
Peruste:
Vaikka valtamerilaivat ovatkin tehokkaita kuljetusvälineitä, ne ovat
suuri yksittäinen ilmansaasteiden aiheuttaja lähinnä siksi, että laivaliikenteen päästöjen sekä käytettävän polttoaineen määrän ja laadun valvonta on verraten vähäistä. Reitti- ja risteilyalusten päästöjen osuudeksi
arvioidaan 9,2 % maailman laivaliikenteen kokonaispäästöistä, ja risteilyalukset tuottavat 3,3 % maailman hiilidioksidipäästöistä. Laivat pääs-
Laivojen maasähköyhteyden toimintaperiaate
55
tävät ilmaan muitakin saasteita, kuten typpioksideja (NOx), rikkidioksidia (SO2) ja hiukkasia (PM). Nämä saasteet vaikuttavat näkyvyyteen,
ilmanlaatuun ja ihmisten terveyteen. Kestävän kehityksen näkökulma
on alettu ottaa huomioon, joten laivaliikenteen päästöjen vähentämiseksi on tekeillä uusia tekniikoita. Laivoissa voidaan ottaa käyttöön
esimerkiksi moottorin elektroninen ohjaus tai katalysaattori. Maasähköyhteydestä voi tulla tehokas ratkaisu ilmansaasteiden huomattavaan
vähentämiseen laivojen satamassa olon aikana.
Laivan satamassa olon aikana päämoottori sammutetaan, mutta
apumoottoreiden ja kattiloiden toiminta jatkuu. Apumoottoreita ja kattiloita tarvitaan lastaus- ja purkutöitä varten sekä laivassa olevien laitteiden, kuten valaistuksen, ilmanvaihdon, lämmityksen, pumppujen,
jäähdytyksen ja viestinnän, käyttöä varten. Kun satamissa olevat laivat
kytketään maasähköyhteydellä Suomen sähköverkkoon, apumoottori
voidaan sammuttaa, mutta kattiloita tarvitaan edelleen. Sammuttamalla apumoottorit vältytään niiden tuottamilta päästöiltä ja laivat
käyttävät paikallisesta sähköverkosta saatavaa sähköä. Tällöin maasähköyhteyden aiheuttamiin päästöihin vaikuttavat pääasiassa sähkön yhdistelmä ja sen tuottamien ilmansaasteiden määrä.
Laivojen maasähköyhteys koostuu kolmesta pääosasta: maalla olevasta sähköjärjestelmästä ja infrastruktuurista (teolliset sähköasemat ja
sähkölinjat tuovat satamaan sähköä paikallisesta verkosta), satamapaikassa olevasta kaapelijärjestelmästä (sähkökaapelit ja -johdot, satamalaiturin sähköasema ja liitännät laivan kytkentää varten) ja laivojen sähköjärjestelmästä. Asennuskustannukset vaihtelevat suuresti sataman
entisen infrastruktuurin, verkon kapasiteetin ja varustettavien satamapaikkojen määrän mukaan.
Jännitteen ja taajuuden standardoinnin puuttuminen on suuri ongelma laivojen maasähköyhteyden kannalta. Laivat käyttävät eri jännitteitä (esimerkiksi 440 V, 6,6 KV tai 11 kV) ja taajuuksia (Euroopassa
standardina on 50 Hz ja Amerikassa 60 Hz). Myös sähköntarve vaihtelee
laivamallin mukaan (300 KWe – 8 MWe).
Laivojen maasähköyhteyden asentamista Helsingin satamaan
arvioitaessa oletuksena oli, että laivat pysyvät satamapaikassa keskimäärin 10 tuntia. Oletus perustui satamasta kerättyihin tietoihin.
Keskiarvo voi silti vaihdella suuresti laivojen tyypin ja koon mukaan.
Erityyppisten laivojen sähkönkulutusta arvioitiin kunkin alustyypin
teoreettisen keskimääräisen kuormituskyvyn mukaan. Oletuksena
oli myös, että laivoissa ei ole päästöjä vähentävää tekniikkaa, kuten
katalysaattoria. Arviossa otettiin huomioon myös, että järjestelmä voi
tuottaa energiaa vain laivoille, joiden käyttämän sähkön taajuus on
50 Hz tai 60 Hz, ja että satamapaikkoja ei todennäköisesti ole varustettu. Silti kun otetaan huomioon Suomen sähkön alhainen hiilidioksidi-intensiteetti (220 g CO2/kWh), maasähköyhteys näyttäisi olevan
erittäin hyödyllinen ratkaisu Helsingin laivaliikenteen päästöjen vähentämiseksi.
Laivojen maasähköyhteydellä on monia etuja, mutta sen pääasiallisia hyötyjä ovat saasteiden eli hiilidioksidi-, typpi- ja rikkioksidi- sekä
hiukkaspäästöjen väheneminen, terveysriskien pieneneminen ja ympäristövaikutukset. Helsingin sataman (Pohjois- ja Eteläsataman sekä
Vuosaaren) vähennyspotentiaalia arvioitaessa todettiin, että hiilidioksidipäästöjä voitaisiin vähentää ainakin 62 % ja typpioksidipäästöjä 92 %.
Tämä vastaa hiilidioksidin 40 000 tonnin ja typen oksidien 1 200 tonnin
vähennystä. Toinen laivojen maasähköyhteydestä saatava hyöty on se,
että apumoottoreiden sammuttaminen vähentää myös lähialueille kantautuvaa melua.
Älyverkon ominaisuudet tekevät energian jakelusta entistäkin luotettavampaa, taloudellisesti tehokkaampaa, ympäristöystävällisempää,
joustavampaa, varmempaa ja ennen kaikkea tuovat sen kaikkien ulottuville markkinamekanismien kautta. Verkot ovat aina olleet älykkäitä, mutta älyverkot ovat paljon muutakin kuin järkevästi suunniteltuja
sähkönsiirtoreittejä.
Niiden avulla voidaan optimoida vaihtelevien syöttöjen ja kuormitusten ohjaus. Toisen sukupolven älykäs verkko toi merkittävän muutoksen perinteisiin ajatusmalleihin: staattisena pysyvä verkosto ja sen
käyttö ovat muuttuneet tietoja viestintäosien avulla dynaamisesti mu-
-63%
-92%
66,000
1300
41,700
1200
24,300
100
Laivan CO2-kokonaispäästöt
laiturilla Helsingissä
CO2-päästöjen
vähentyminen
maasähköyhteydessä
Lopulliset CO2-päästöt
Laivojen maasähköyhteydestä saatava hiilidioksidipäästöjen
vähennyspotentiaali
56
Laivan NOx-kokonaispäästöt
laiturilla Helsingissä
Päästöjen vähentyminen
maasähköyhteydessä
Lopulliset NOx-päästöt
Laivojen maasähköyhteydestä saatava typpioksidipäästöjen
vähennyspotentiaali
kautuvaksi eläväksi infrastruktuuriksi, jota voidaan hallita ennakoivasti.
Eräs älykkäiden sähköverkkojen tärkeä ominaisuus on mahdollisuus integroida jaettu energia älykkäästi niin sanottujen virtuaalivoimaloiden
avulla: eri energiantuottajat yhdistetään energia-automaatiotekniikan
avulla. Näin muodostuu virtuaalitasapaino, jonka avulla toiminnan optimoitu hallinta sujuu helposti. Tämän lisäksi älykkäiden sähköverkkojen älykkäät automaatio- ja ohjaustoiminnot varmistavat säädettävän
tuotannon, vaihtelevan syötön ja kulutuksen välisen tasapainon. Tehonvirtauksen järjestelmällisen hallinnan avulla älykkäät sähköverkot
tukevat tehokkaasti energian vaihtoa pitkillä etäisyyksillä energiansiirtosektorilla ja jakeluverkostoissa.
Koska entistäkin laajemmat ja monimutkaisemmat verkostot ovat
herkempiä toimintahäiriöille, 2030-älyverkossa on modernit tehonsäätökeskukset, jotka valvovat, ennustavat ja optimoivat hetkellistä
ja tulevaa verkon tilaa erittäin tarkasti. Näin ollen kriittisiä tilanteita
voidaan välttää ja katkosten estämiseksi voidaan tehdä ennaltaehkäiseviä toimia. Älyverkoissa on erilainen palvelukonsepti, jonka ansiosta
käyttökustannukset ovat alhaisemmat. Perinteinen määräaikaishuolto
on korvattu kuntopohjaisella valvonnalla ja huollolla. Huoltotoimet on
luokiteltu tärkeyden mukaan, ja ne tehdään vain pyydettäessä tai jos
laitteiston korjaaminen on verkon kannalta olennaista. Lisäksi tilan valvonta ja diagnosointi hoidetaan pitkälti automaattisilla anturijärjestelmillä, jotka ovat yhteydessä asiantunteviin etävalvontakeskuksiin.
Älyverkot osaavat tuottaa laadultaan eritasoista sähköä, joka sovitetaan mahdollisimman tarkasti viennin kuormitukseen. Sidosryhmien,
toimittajien, säätelyviranomaisten ja kuluttajien välisissä sopimuksissa
voidaan määritellä eri tasoja luotettavuudelle, volttimäärille ja taajuusvakaudelle eri hintaluokissa sen mukaan, onko kyseessä teollisuusasiakas vai
tavallinen kotitalous. Koko verkon kattavien ja lyhyin väliajoin lähetettyjen
automaattisten hintasignaalien ansiosta älyverkon käyttäjät voivat hallita
energian kulutustaan ja energiasta maksamaansa hintaa tarkasti ja tehokkaasti paikallisella kuormituksenvalvonnalla. He voivat valita haluamansa
energiantoimittajan ja myydä ylimääräisen tuotetun energian.
Älyverkon käyttöönottostrategia on käyttökelpoinen vain, jos sen
voi jakaa yksittäisiin toimiin. Asiakas tarvitsee opastusta älyverkon käyttöönotossa, kuten merenkulkija tarvitsee kompassia päästäkseen määräsatamaansa. Turvallinen opastus tulevaisuuden verkon käyttöön on
käyttäjän kannalta välttämätöntä. Tulevaisuuden älyverkko on käyttökelpoinen kestävän kehityksen edellyttämän urbaanin infrastruktuurin
tavoitteiden saavuttamiseksi vain, jos teemme oikeat päätökset jo nyt.
Kun Jukka syö aamiaista, useita energiaa koskevia
päätöksiä on jo tehty. Näillä päätöksillä on sekä
taloudellinen vaikutus että ympäristövaikutus.
Kaikki perustuu valintoihin, jotka Jukka on tehnyt jo
ennalta ja omien mieltymystensä mukaisesti.
Hänen vaatteensa kuivattiin yön aikana kuivurissa.
Hänen älymittarinsa on neuvotellut parhaan
mahdollisen sopimuksen edullisen vihreän energian
saamiseksi, kuten Jukka on asetuksissaan määritellyt.
Älymittarin avulla Jukan kellarissa oleva
mikrovoimala on tuottanut energiaa ja myynyt sen
verkkoon parhaalla mahdollisella hinnalla.
Jukka voi olla varma, että tänä tuulettomana
päivänä hän tuottaa energiaa verkkoon, sillä hänen
mikrovoimalansa tuottaa sähköä, joka myydään
automaattisesti samalla kun tuotettu lämpö joko
otetaan talteen eristettyyn vesisäiliöön tai myydään
kaukolämpöverkkoon.
Hänen investointinsa tuottaa joka tapauksessa
mukavasti tulosta.
57
60
Katuvalaistus
66
Top-down: mahdollisuudet ja skenaariot 67
58
Toteutusmalli
73
Muiden kaupunkien esimerkkejä
74
76
Haastattelu
77
Liikenne
Pääkaupunkiseudun matkustajaliikenne
kuluttaa vuosittain 2,8 terawattituntia
energiaa ja tuottaa 0,67 miljoonaa tonnia
hiilidioksidipäästöjä.
59
Liikenne
Nykytilanne
Helsingin seutu koostuu Helsingistä ja sitä ympäröivistä alueista. Tämän tutkimuksen liikennettä koskevassa osassa keskitytään pääkaupunkiseutuun eli Helsinkiin, Espooseen, Vantaaseen ja Kauniaisiin.
Näissä neljässä kaupungissa asuu yhteensä miljoona asukasta. Kauniainen on kaupungeista pienin. Sen asukasluku oli vuonna 2010 noin
8 700. Tässä tutkimuksessa Kauniaisen tiedot sisältyvät kaikkialla Espoon tietoihin. Kauniaisten osuus pääkaupunkiseudun polttoaineen
kokonaiskulutuksesta on noin 1 % (VTT – LIPASTO).
Polttoaineen kulutus on olennaisin tieto hiilidioksidipäästöjä arvioitaessa. Yhden bensiinilitran polttamisesta syntyy 2 350 grammaa
hiilidioksidia ja diesellitrasta 2 660 grammaa hiilidioksidia. Hiilidioksidi
on yksi täydellisen palamisen lopputuotteista. Sitä ei voi suodattaa katalysaattoreilla eikä poistaa pakokaasuista tavanomaisilla menetelmillä,
toisin kuin useimpia muita pakokaasuja. Siksi tehokkain tapa vähentää
bensiiniä tai dieseliä käyttävien ajoneuvojen hiilidioksidipäästöjä on vähentää niiden fossiilisten polttoaineiden kulutusta.
Helsingin ympäristötilastojen mukaan pääkaupunkiseudulla oli
Autojen omistus pääkaupunkiseudulla
vuonna 2000
vuonna 2009 noin 430 000 autoa. Helsingissä on vähemmän autoja
tuhatta asukasta kohti kuin Espoossa ja Vantaalla. Lisätietoja on taulukossa 3. Koko alueella on vähemmän autoja tuhatta asukasta kohti
kuin koko maassa keskimäärin. Koko alueella yksityisautojen määrä on
kasvanut vuosittain 3,4 % vuosina 2000-2011.
Automäärän kasvu aiheutuu osittain asukasluvun kasvusta ja osittain kasvavasta henkilöautotiheydestä. Jos pääkaupunkiseudun automäärä jatkaa kasvuaan nykyistä vauhtia, vuonna 2020 alueella on
560 000 yksityisautoa ja vuonna 2030 jo 670 000. Poliittiset ja julkiset
aloitteet saattavat vaikuttaa tähän kehityssuuntaan, mutta niiden vaikutusta ei oteta huomioon tässä arviossa.
Yksityisautot
(yhteensä)
Henkilöautotiheys
(autoja / 1000 as.)
Henkilöautotiheyden kasvu
(%/vuosi)
Helsinki
224 897
386
2,0 %
Espoo
111 947
458
2,1 %
Vantaa
94 304
477
2,5 %
Taulukko3: Yksityisautojen määrä, henkilöautotiheys vuonna 2009 ja henkilöautotiheyden vuosittainen kasvu 2000–2011
Autojen omistus pääkaupunkiseudulla
vuosina 2000 -2011
Enemmän kuin yksi auto
Yksi auto
1000
autoa
Ei autoa
Vantaa
500
56%
400
30%
Helsinki, asuinalueet
9%
300
48%
43%
200
Helsinki, keskusta
4%
100
36%
59%
0%
10%
20%
30%
40%
osuus kotitalouksista
Pääkaupunkiseudun yksityisautojen määrä
60
50%
60%
70%
2000
2002
2004
2006
2008
2010
Suurin yksityisautojen tarve näyttäisi olevan Vantaalla, missä
henkilöautotiheys myös kasvaa nopeimmin. Tätä kehitystä selittävät
väestörakenne, keskitulot, asenteet ja liikennejärjestelmä. Tässä tutkimuksessa keskitytään erityisesti liikennejärjestelmään sekä yksittäisten käyttäjien valintoihin ja käyttäytymiseen.
Helsingin seudun liikenne eli HSL teki keväällä 2010 kyselyn tärkeimmistä syistä työmatkaliikenteen matkustustavan valintaan. On
syytä olettaa, että nämä syyt koskevat kaikkia matkustustyyppejä
pitkiä matkoja ja lomamatkailua lukuun ottamatta, mutta matkatyyppien syiden painotus voi vaihdella. Neljä tärkeintä syytä matkustustavan valintaan olivat matkustusaika, sujuvuus, mukavuus
ja matkakustannukset. Muita syitä olivat esimerkiksi palvelun luotettavuus ja paikoitustilan saatavuus. Siksi on syytä olettaa, että
kantakaupungin paikoitustilan väheneminen, keskustan paikoituksen kalleus sekä halvan paikoitustilan tarjonnan kasvu metro- ja
juna-asemien lähellä todennäköisesti vähentävät yksityisautojen
määrää keskustassa.
Helsingin seudulla tehtiin laaja liikennetutkimus 2007–2010
(HSL 10 / 25.5.2010). Koko tutkimusalueelta saatiin yli 20 000 vastausta. Keskeinen havainto oli, että pääkaupunkialueen asukkaat
matkustivat keskimäärin 25 kilometriä päivässä, kun taas muualla
Helsingin seudulla matkustettiin noin 40 kilometriä päivässä. Matkojen määrän keskiarvoksi tuli hieman yli kolme päivässä. Matkustusaika oli pääkaupunkiseudulla 71 minuuttia ja muualla Helsingin
seudulla 73 minuuttia päivässä. Keskiverto suomalainen matkustaa 42 kilometriä päivässä, ja matkoihin kuluu 71 minuuttia päivässä (HLT 04/05). Päivittäinen matkustusaika on Suomessa siis melko
riippumaton asuinpaikasta. Lisäksi pääkaupunkiseudulla liikutaan
päivittäin huomattavasti lyhempiä matkoja kuin ympäröivillä alueilla, mutta ympäröivien alueiden liikkuminen vastaa koko maan
keskiarvoa. Taulukossa 4 esitetään pääkaupunkiseudun kulkutapojen jakauma.
Km
Kävely
1
Pyöräily
Julkinen liikenne
Yksityisautoilu
(sis. taksit)
Muu
Yhteensä
Min. Matkojen määrä Matkojen osuus
16
0,9
27 %
1
4
0,2
6%
8
27
0,9
27 %
13
23
1,3
39 %
1
2
0,1
3%
25
71
3,3
100 %
Taulukko 4: Pääkaupunkiseudun keskivertoasukkaan päivittäisten kulkutapojen
jakauma
Noin 33 % kaikista matkoista kuljettiin pääkaupunkiseudulla kävellen tai pyöräillen vuonna 2008. Moottoriliikennematkoista vain pääkaupunkiseudun joukkoliikenteen osuus oli 38-–39 % vuosina 1995–2005,
kun taas Tampereen alueella joukkoliikenteen osuus pieneni 19 prosentista 16 prosenttiin samalla aikavälillä. Lisätietoja Helsingin joukkoliikenteestä on HSL:n julkaisemassa energiatehokkuuden kehittämismahdollisuuksia koskevassa tutkimuksessa, joka tehtiin yhteistyössä
ulkoisen konsultin kanssa lokakuussa 2010 (HSL 27 / 25.10.2010). Tutkimuksesta saatu raportti sisältää eri joukkoliikennevälineiden osuudet.
Yleisimmät kulkuvälineet ovat bussi ja lähijuna. Helsingin keskustassa
yleisimmin käytetty kulkuväline on raitiovaunu. Metron merkitys kasvaa, sillä uusi Ruoholahdesta Matinkylään kulkeva reitti on parhaillaan
rakenteilla.
Pääkaupunkiseudun matkustajaliikenne kuluttaa vuosittain 2,8 terawattituntia energiaa ja tuottaa 0,67 miljoonaa tonnia hiilidioksidipäästöjä. Yksittäisten ihmisten liikenne kuluttaa
81 % energian kokonaismäärästä ja tuottaa noin 85 % pääkaupunkiseudun henkilöliikenteeseen perustuvista hiilidioksidipäästöistä.
Kilometrimäärä (Mkm/a)
Autot, ilman
katalysaattoria
600
Helsinki
Espoo
Vantaa
500
Autot,
katalysaattorilla
Autot, diesel
5000
4000
400
3000
300
2000
200
1000
100
2000
2002
2004
Pääkaupunkiseudun autojen määrä
tuhatta asukasta kohti vuosina 2000–2011
2006
2008
2010
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
Autolla kuljettujen matkojen
kilometrimäärät pääkaupunkiseudulla 2001–2009
61
(TWh/v)
Osuus
(energiasta)
CO2
(t)
Osuus
(O2)
Matkustaja, yksin
2,23
81 %
564,877
85 %
Matkustaja, bussi
0,33
12 %
85,308
13 %
Metro
0,04
2%
4,438
0,7 %
Raitiovaunu
0,03
1%
2,790
0,4 %
Bussi, kaasu
0,05
2%
8,956
1,3 %
Lähijunat
0,09
3%
0
0%
Yhteensä
100 %
Taulukko 5: Pääkaupunkiseudun energian kulutus ja hiilidioksidipäästöt vuonna
2009. Vain henkilöliikenteen osuudet
Henkilöliikenteeseen sisältyvät autot, moottoripyörät ja mopot.
Tutkimuksesta jätettiin pois moottoripyörät ja mopot, koska niiden
osuus Suomen koko maantieliikenteestä on hyvin pieni. Sähkö- ja hyb
ridiautotkin ovat yhä melko harvinaisia. Vuonna 2009 noin kolmasosa
yksityisautoista oli dieselautoja ja kaksi kolmasosaa bensiiniautoja.
Rekkojen ja kuorma-autojen rahtiliikenne kuluttaa 1,18 terawattituntia energiaa vuodessa (2009) ja tuottaa noin 300 000 tonnia
hiilidioksidipäästöjä. Vuosaaren satamasta kuljetetaan rahtia muualle Suomeen myös raiteilla, mutta VR käyttää vesivoimaa eikä raideliikenne siksi aiheuta hiilidioksidipäästöjä. Henkilö- ja rahtiliikenteen hiilidioksidipäästöt esitetään seuraavassa taulukossa.
Dieselauto kuluttaa vähemmän polttoainetta ja aiheuttaa vähemmän hiilidioksidipäästöjä kuin vastaava bensiiniauto, mutta dieselautot
ovat yleensä bensiiniautoja kalliimpia. Dieselautojen hiukkaspäästöt
olivat aiemmin huomattavasti vastaavien bensiiniautojen hiukkaspäästöjä suurempia, joten ne olivat suurempi terveysriski erityisesti tiheästi
Julkinen liikenne, kilometrimäärä (%)
Bussi, kaasu 4%
Metro 19%
Raitiovaunu 5%
Bussi, diesel 48%
Lähijuna 24%
Helsingin seudun joukkoliikenteen osuudet
62
CO2 (t)
Osuus (CO2)
Matkustaja, yksin
564 877
58,1 %
Matkustaja, bussi
87 747
9,0 %
Metro
4 438
0,5 %
Raitiovaunu
2 790
0,3 %
Bussi, kaasu
8 956
0,9 %
Rahti, rekka
303 617
31,2 %
Yhteensä
972 425
100 %
Taulukko 6: Pääkaupunkiseudun henkilö- ja rahtiliikenteen hiilidioksiidipäästöt
asutuilla liike- ja asuinalueilla. Nykyisin dieselautoihin on saatavilla hiukkassuodattimia, mutta hiukkassuodatinta ei edelleenkään ole asennettu
useimpiin Suomessa myytäviin dieselautoihin. Autoliitto on ilmoittanut,
että vuoden 2008 alussa käyttöön otetun hiilidioksidiperusteisen rekisteröintiveron myötä dieselautojen osuus uusista rekisteröinneistä yleistyi
nopeasti. Vuoden 2008 alkupuolella noin puolet uusista yksityisautoista
oli dieselautoja. Muutoksen syy oli uusi verotusmalli. Suomen autoverotus koostuu Suomessa nykyisin neljästä verosta: rekisteröinti-, ajoneuvo-,
käyttövoima- ja polttoaineverosta. Bensiiniautoista ei makseta käyttövoimaveroa, mutta niistä maksetaan dieselautoja suurempaa polttoaineveroa. Seuraavassa kaaviossa on yleiskatsaus Suomen autoverotuksesta.
Auton rekisteröintiä ja käyttöä varten on maksettava rekisteröintivero. Sen suuruus määräytyy auton hiilidioksidipäästöjen mukaan tekniikasta riippumatta. Paljon hiilidioksidipäästöjä aiheuttavien autojen
rekisteröintivero on suurempi kuin vähäpäästöisillä autoilla, mutta se
on samansuuruinen esimerkiksi bensiini- ja dieselautoille, jos niiden
hiilidioksidipäästöt ovat yhtä suuria.
Tämä tutkimus perustuu vuoden 2009 liikennetietoihin. Silloin
vuotuinen ajoneuvovero määräytyi ajoneuvon mallin ja painon mukaan. Vuonna 2010 otettiin käyttöön uusi verotusjärjestelmä, joka
perustuu hiilidioksidipäästöihin. Bensiini- ja dieselautoja koskevat
samat veroperusteet. Vuonna 2010 yksityisautojen pienin mahdollinen perusvero oli 19 € (alle 67 g CO2/km) ja suurin 606 € vuodessa
(yli 400 g CO2/km). Suurin osa Suomessa käytössä olevista autoista
tuottaa 131–200 grammaa hiilidioksidia/km eli niiden perusvero on
70–160 €. Joukkoliikenteen, erityisesti bussien, tukemiseksi dieselin
hinta on pidetty bensiiniä halvempana. Siksi yksityisten dieselautojen
omistajat maksavat vuosittain käyttövoimaveroa.
Yksityisautoilijan kannattaa ostaa dieselauto, jos vuosittaisia ajokilometrejä kertyy paljon. Käyttövoimavero määräytyy ajettujen kilometrien mukaan, mutta sekä diesel- että bensiiniautojen polttoainevero
kertyy litrojen mukaan. Bensiinin kalliimman polttoaineveron takia
bensiiniautojen käyttö ei ole yhtä taloudellista, jos vuosittaiset ajokilometrimäärät ovat suuria. Ympäristövaikutusten huomioon ottaminen
tukisi käyttövoimaveron pienentämistä, koska dieselautot kuluttavat
vähemmän polttoainetta ja aiheuttavat siten vähemmän hiilidioksidipäästöjä kuin vastaavat bensiiniautot. Paikallisten päästöjen vähenemiseen vaikuttaisivat lisäksi uusiin dieselautoihin asennetut hiukkassuodattimet ja polttoaineiden kasvavat bio-osuudet.
Polttoaineet voidaan ottaa käyttöön vähitellen sekoittamalla vanhoihin fossiilipohjaisiin polttoaineisiin uusia biopohjaisia osia. Vähittäisellä menetelmällä on kaksi suurta etua nopeaan menetelmään
verrattuna: useimmat ajoneuvot pystyvät jo hyödyntämään uutta
polttoainetta, jos uusien osien osuudet ovat pieniä ja jakeluverkosto
on jo rakennettu. VTT on raportoinut polttoaineiden koostumuksista
LIPASTO-projektissa, jonka tarkoituksena on laskea Suomen liikenteen
kaikentyyppiset päästöt. Bensiini sisälsi 6,55 % ja diesel 2,78 % biopohjaisia osia vuonna 2009. Euroopan unionin asettaman pakollisen
tavoitteen mukaan tämän osuuden on oltava polttoaineissa vähintään
10 % vuoteen 2020 mennessä, mutta Suomessa on asetettu vieläkin
tiukempi tavoite: 20 % osuus vuonna 2020. Osuudet perustuvat polttoaineiden energiasisältöön. Polttoaineissa on Suomessa oltava 4 % biopohjaisia osia vuonna 2010 ja 6 % vuosina 2011–2014. Tämän jälkeen
biopohjaisten osien osuuden polttoaineesta tulisi kasvaa lineaarisesti
niin, että 20 % tavoite saavutetaan vuoteen 2020 mennessä. Helsingin
seudulla päättyi hiljattain biopolttoaineiden tähän mennessä maailman
laajin, kolme vuotta kestänyt kokeilu (2008–2010). Kokeiluun osallistui
noin 300 bussia. Ajokilometrejä kertyi yli 50 miljoonaa. Kokeilun alussa bussit käyttivät seosta, jossa oli 30 % biodieseliä ja 70 % tavallista
dieseliä. Alkuvaiheen jälkeen jotkin bussit käyttivät 100-prosenttista
biodieseliä. Tuloksena oli merkittävä paikallisten päästöjen vähennys:
hiukkaspäästöt vähenivät 30 % ja typen oksidit 10 %. Parhaat päästöjen
vähennystulokset saatiin busseilla, jotka käyttivät ainoastaan uusiutuvaa biodieseliä. Bussikalustoa ei tarvinnut muuttaa, mistä oli taloudellista etua. Testattu uusiutuva biopolttoaine toimi hyvin myös vanhemmissa busseissa ja talviolosuhteissa.
Uusien polttoaineiden käyttöönotto on herättänyt myös keskustelua puolesta ja vastaan. Biopolttoaineiden suurimittainen tuotanto voi
aiheuttaa ympäristöongelmia ja yhteiskunnallisia ongelmia. Jos niitä
ei tuoteta vastuullisesti, seurauksena voi olla metsien hävittämistä,
ravinteiden köyhtymistä, myrkyllisiä päästöjä ja biodiversiteetin kaventumista. Erityisesti metsien hävittäminen biopolttoaineita tuottavissa
maissa voi haudata alleen biopolttoaineiden hyödyt hiilidioksidipäästöjen vähentämisessä, koska metsät absorboivat hiilidioksidia ilmake-
Autoverotus
Rekisteröintivero
perustuu
hiilidioksidimääriin
1.1.2008 lähtien
Vuosittainen ajoneuvovero perustuu
hiilidioksidimääriin
1.3.2010 lähtien
Bensiiniautojen
perusvero
Dieselautojen
perusvero ja
käyttövoimavero
Polttoainevero
Suomen autoverotus
hästä ja hidastavat siten ilmastonmuutosta. Joitakin biopolttoaineiden
raaka-aineita voidaan käyttää myös elintarviketuotannossa. Biopolttoaineiden tuotanto voi johtaa myös elintarvikepulaan, elintarvikkeiden
kallistumiseen ja vakaviin yhteiskunnallisiin ongelmiin. HSL päätti olla
käyttämättä palmuöljyyn pohjautuvia ja vastaavia raaka-aineita vuonna
2011. Niiden sijasta käytetään Suomen elintarviketeollisuuden jätteistä
valmistettua uusiutuvaa biopolttoainetta.
Pääkaupunkiseudun bussit tuottivat vuonna 2009 noin 14 % matkustajaliikenteen hiilidioksidipäästöistä. Helsingin seudun liikenteen eli
HSL:n tavoitteena on vähentää hiilidioksidin kokonaispäästöjä 80 % vuosina 2011–2018. HSL:n arvion mukaan vuonna 2015 parhaaseen päästöluokitukseen kuuluu puolet busseista. Busseissa aiotaan käyttää lisäksi
uusiutuvaa dieselpolttoainetta ja biokaasua. Tällä hetkellä käytössä on
pääasiassa kahdenlaisia busseja: diesel- ja kaasubusseja. Kaasubussit pystyvät hyödyntämään sekä maakaasua että biokaasua. Biokaasua voidaan
kerätä kaatopaikoilta ja jätevesilaitoksista, mutta se on puhdistettava liikennekäyttöä varten. Hybridibussejakin on testattu, ja niiden osuuden
odotetaan vielä kasvavan. Johdinbusseja ei ole tällä hetkellä käytössä.
Kaupungin viranomaiset ovat arvioineet niiden käyttöä, mutta vuonna
2011 päätettiin, ettei johdinbusseja oteta käyttöön Helsingissä. HSL osallistuu myös projektiin, jonka tavoitteena on muun muassa löytää joukkoliikenteeseen uusia sähköratkaisuja. Ratkaisuja voisivat olla esimerkiksi
sähköbussien lataaminen pikalatauksella tai akkujen vaihto.
Tässä tutkimuksessa oletuksena on, että 8 % bussien kaikista kilometreistä matkustetaan maakaasua käyttävillä kaasubusseilla ja 92 %
tavallista dieseliä käyttävillä dieselbusseilla. Oletus perustuu pääkaupunkiseudun bussityyppien osuuteen koko bussimäärästä. Tavallisen
dieselin bio-osuus oli 2,8 % vuonna 2009. Maakaasua käyttävä kaasubussi kuluttaa dieselbussia enemmän polttoainetta, mutta sen hiilidioksidipäästöt ovat lähellä dieselbussin CO2-päästöjä, koska maakaasun
hiilipitoisuus on pienempi kuin dieselin. Noin 300 Helsingin seudun
bussia osallistui biodieselkokeiluun vuonna 2009, mutta sitä ei otettu
huomioon laskelmissa, jotka perustuvat VTT:n tilastoimaan polttoaineiden kulutukseen.
Pääkaupunkiseudun raideliikenne koostuu metrosta, raitiovaunuista ja lähijunista. Jos matkustajaliikennettä tarkastellaan ottamatta huomioon rahtiliikenteen vaikutusta, raideliikenne kuluttaa
6 % kokonaisenergiasta ja aiheuttaa 2 % matkustajaliikenteen hiilidioksidipäästöistä. Lähijunien sähkö tuotetaan vesivoimalaitoksissa,
jotka oletettavasti eivät tuota lainkaan hiilidioksidipäästöjä, mutta
raitiovaunujen ja metrojunien sähkö on peräisin Heleniltä, joka ostaa suurimman osan (94 %) sähköstään pohjolan yhteisiltä sähkömarkkinoilta. Näissä laskelmissa käytetty hiilidioksidi-intensiteetti oli
103 kg CO2 / kWh. HKL käytti samaa lukemaa omissa hiilidioksidilaskelmissaan vuonna 2009. HKL:n hiilidioksidipäästöjen laskentatapa
on vaihdellut vuosittain.
Helsinki seudun liikenteellä (HSL) on tällä hetkellä yksi metrolinja,
jossa on kaksi haararataa. Metrolinjan pituus on yhteensä 21,1 km, ja
asemia on 17. Metro kulkee kantakaupungissa maan alla.
Länteen eli Espooseen on rakenteilla Ruoholahdesta Matinkylään
kulkeva laajennus. Kauttaaltaan maan alla kulkeva uusi linja tulee käyttöön vuonna 2015. Länsimetroprojektin sivuilla (http://www.lansimetro.fi) uuden metrolinjan pituudeksi ilmoitetaan 13,9 km. Metromatka
Ruoholahdesta Matinkylään kestää 16 minuuttia. Lauttasaareen, Tapiolaan ja Matinkylään rakennetaan bussiasema liityntälinjoja varten.
63
Lauttasaari ja Koivusaari kuuluvat Helsinkiin ja muut uudet asemat Espooseen. Tapiolaan rakennetaan ylimääräinen sivuraide kääntymistä varten. Sen ansiosta jotkin metrolinjat voivat päättyä Tapiolaan.
Metron uuteen linjakarttaan tulee kaksi metrolinjaa. Ensimmäinen linja liikennöi Tapiolan ja Mellunmäen välillä ja toinen Matinkylän ja Vuosaaren välillä. Suunniteltu vuoroväli on 5 minuuttia, paitsi
Tapiolan ja Itäkeskuksen välillä 2,5 minuuttia. Metrojunan enimmäispituudeksi tulee kaksi yksikköä (neljä vaunua). Nykyinen enimmäispituus on kolme yksikköä (kuusi vaunua).
Mellunmäki
Kontula
Myllypuro
Itäkeskus
Kalasatama
Sörnäinen
Kulosaari
Puotila
Siilitie
Herttoniemi
Rastila Vuosaari
Hakaniemi
Kaisaniemi
Rautatientori
Tällä hetkellä käytössä on kahdenlaisia metrojunia: M100 ja M200.
M100-metrojunia valmistettiin vuosina 1977–1984 ja M200-metrojunia 2000–2001. Vuonna 2009 HSL:llä oli päivittäisessä käytössä 45
metrojunaa. 80 % linjojen kilometrimäärästä ajettiin M100-junilla ja
20 % M200-junilla. Ruoholahden ja Matinkylän välistä metroliikennettä varten on hankittava uusia metrojunia. Nykyisessä verkossa
metrojunan enimmäispituus on kuusi vaunua, ja Helsingin pisimpään
mahdolliseen metrojunaan mahtuu 900 matkustajaa. Yhteen metrojunaan mahtuu siis yhtä monta matkustajaa kuin 700 yksityisautoon.
Vuonna 2009 metrojunan keskimääräinen matkustajamäärä oli 20 %
junan koko kapasiteetista. Metroissa on silti ruuhka-aikoina tungosta. Helsingin metrojunia ajaa nykyisin vielä kuljettaja, mutta HSL on
asettanut tavoitteeksi metroliikenteen automatisoinnin.
Pääkaupungin raitiovaunuverkko ulottuu koko kantakaupunkiin.
Vuonna 2011 matkustajaliikenteen käytössä olevan raitiovaunuverkoston kokonaispituus oli 91,3 km. Jätkäsaareen kulkeva pikaraitiotie
otettiin käyttöön vuoden 2012 tammikuussa. Suunnitteilla on rakentaa uusia raiteita ja lisätä uusia asemia. Helsingin seudun liikenteellä
on kolme pääasiallista raitiovaunumallia: Nrv I, MLNrv ja Variotram.
Käytössä on yhteensä 82 Nrv I- ja MLNrv-mallista raitiovanua sekä 40
Variotram-mallista raitiovaunua. MLNrv-raitiovaunuja on hiljattain
pidennetty lisäämällä vanhojen vaunujen väliin pidennysosa. 6,5
metrin pituisen pidennysosan madallettu lattia helpottaa vaunuun
nousua. HSL on päättänyt hankkia paikalliselta tuottajalta 40 uutta
energiatehokasta raitiovaunua. Kahta ensimmäistä testataan vuonna
2013.
HSL liikennöi myös lähijunia. Helsinki ja Pasila ovat päärautatieasemia, joilla pysähtyvät kaikki lähijunat. Pasilan jälkeen lähijunaverkko jatkuu kolmeen suuntaan: Karjaalle, Vantaankoskelle ja Riihimäelle. Uusi kehärata on rakenteilla, ja valmistuttuaan se yhdistää
toisiinsa kaksi näistä haararadoista.
Kamppi
Ruoholahti
2005
4500
2006
2007
2008
2009
2011
2010
4000
Helsingin metroasemat.
3500
3000
2500
Otaniemi
10 000
2000
Keilaniemi
10 000
1500
Koivusaari
10 000
Helsinki
Uudet metroasemat ja niiden arvioidut
päivittäiset matkustajamäärät
64
Espoo
Kauniainen
Vantaa
Helsingin
seutu
Asuntojen neliöhinnat Suomessa 2005–2011
Tampere
Kerrostalot
Rivitalot
Kerrostalot
Rivitalot
Kerrostalot
Rivitalot
Kerrostalot
Rivitalot
Ruoholahti
0
Kerrostalot
Matinkylä
30 000
500
Rivitalot
Niittykumpu
Lauttasaari
20 000
Kerrostalot
Tapiola
30 000
1000
Rivitalot
Jousenpuisto
10 000
Turku
1980
1985
1990
2000
2005
2009
2010
Espoo
137 409
156 778
172 629
213 271
231 704
244 330
247 970
Helsinki
483 036
485 795
492 400
555 474
560 905
583 350
588 549
Kauniainen
7 203
7 746
7 889
8 532
8 457
8 617
8 689
Vantaa
132 050
143 844
154 933
178 471
187 281
197 636
200 055
Total
759 698
794 163
827 851
955 748
988 347
1 033 933
1 045 263
Taulukko 7: Pääkaupunkiseudun asukasluku 1980–2010.
Haasteet ja kehityssuunnat
Joukkoliikenteen käyttöä vertailtaessa voidaan havaita, että Helsingin metroasemat sisältävällä alueella joukkoliikenteen osuus oli 60 %
koko aamuruuhkan moottoriliikenteestä vuonna 2005, kun sen osuus
Espoon ja Vantaan pohjoisosissa kaukana metro- ja juna-asemista oli
vain 22–35 % (LVM 55/2007). Pääkaupunkialueen lähijunista, metrosta ja raitiovaunuista koostuvan raideliikennejärjestelmän palvelu on
hyvää tasoa, sillä se on yksityisautoiluun verrattuna nopea matkustustapa erityisesti ruuhka-aikoina. Silti kantakaupungissa on edelleen
ongelmia, jotka liittyvät aikataulujen pitävyyteen, riittämättömään kapasiteettiin, kuljettajien vähyyteen, turvallisuuteen ja siisteyteen. Joka
tapauksessa joukkoliikenteen hyvä palvelutaso lisää joukkoliikennepalveluiden kysyntää.
Yksityisautoilu on lisääntynyt alueella noin 350 % vuosina 1966–
2008. Samalla aikavälillä joukkoliikenteen käyttö on kasvanut vain
noin 35 %. Vuonna 1966 Helsingissä, Espoossa ja Vantaalla tehtiin yhteensä 320 miljoonaa matkaa vuodessa. Niistä 34 % tehtiin yksityisautolla ja noin 66 joukkoliikennevälineillä. Sen jälkeen joukkoliikenteen
osuus on pienentynyt, kun taas yksityisautoilun osuus on kasvanut.
Kehityksen perussyynä on lisääntynyt liikenne pääkaupunkiseudun
reuna-alueille, missä yksityisautoilu on paljon suositumpaa kuin lä-
30%
hempänä keskustaa. Viimeisten 20 vuoden aikana pääkaupunkiseudun
asukasluku on kasvanut 38 %. Väestönkasvun mukanaan tuomasta
yksityisautojen kasvavasta määrästä aiheutuu yksityisautoilun lisääntymiseen liittyviä ongelmia, kuten liikenneruuhkia ja hiilidioksidipäästöjä,
vaikka joukkoliikenteen osuus ei enää pienentyisikään.
Kaupunkitutkimus TA Oy tutkii metropolialueiden ominaisuuksia.
Sen tutkimusaloihin kuuluu työpaikkojen määrä. Helsingin seudun
työpaikkojen määrä on kasvanut 10 % vuodesta 2000 vuoteen 2010.
55 % työpaikoista sijaitsee Helsingissä, 16 % Espoossa ja Vantaalla ja
14 % niitä ympäröivillä alueilla. Työpaikkojen määrä on kasvanut viime
vuosina etenkin Espoossa ja Vantaalla. Työ on yksi tärkeimmistä syistä
matkustamiseen ja liikenneverkon käyttöön. Vuonna 2008 työmatkan
keskimääräinen pituus oli pääkaupunkiseudulla 12 km ja sen lähialueilla
25 km. Muualta maasta päivittäin pääkaupunkiseudulle töihin matkaavien määrä on myös ollut selvässä kasvussa viime vuosikymmeninä.
Tilastokeskus kerää Suomen asumisen hintatietoja. Asuntojen hinnat
ovat nousseet viime vuosina Helsingin seudulla. Vuonna 2009 neliömetri maksoi Helsingissä rivitalossa noin 2 900 euroa ja kerrostalossa noin
3 500 euroa. Vuodesta 2005 vuoteen 2009 kerrostaloneliön nimellishinta on noussut Helsingissä noin 27 %. Helsingin seudulla pääkaupunkialueen ulkopuolella neliömetrin hinta oli rivitalossa noin 2 100 € ja kerros-
Helsingin seutu
Keskusta
25%
20%
Paljon työpaikkoja
15%
Hyvä
joukkoliikenne
Erittäin kalliit
asunnot
Pääkaupunkiseutu
10%
5%
Helsinki
Espoo
Kauniainen
Vantaa
Helsingin
seutu
Asuntojen nimellishinnat Suomessa 2005–2009
Tampere
Kerrostalot
Rivitalot
Kerrostalot
Rivitalot
Kerrostalot
Rivitalot
Kerrostalot
Rivitalot
Kerrostalot
Rivitalot
Kerrostalot
Rivitalot
Työpaikkoja
Turku
Toimiva
joukkoliikenne
Kalliit asunnot
Ympäryskunnat
Vähän työpaikkoja
Puutteellinen
joukkoliikenne
Asuntojen hinnat
keskitasoa
Helsingin seudun haasteet
65
talossa noin 1 800 €. Kysyntä ja tarjonta vaikuttavat asuntojen hintoihin.
Kerros- ja rivitaloasunnoista on Helsingin seu dulla enemmän kysyntää
kuin muualla maassa, koska työpaikat keskittyvätpääkaupunkiseudulle
ja Helsingin seudulle muutetaan työn perässä.
Helsingin seudun asukasluku on kasvanut samalla, kun väestö vähenee muualla Suomessa. Kerros- ja rivitaloasuntojen tarjonta ei riitä
vastaamaan kysyntään. Ihmiset hakeutuvat kauemmas keskustasta
asuntojen kalleuden takia. Tähän voitaisiin vaikuttaa kaupunkisuunnittelussa lisäämällä asukastiheyttä. Joukkoliikennepalvelujen järjestäminen kaukana keskustasta asuville ei ole helppoa. Hinnat eivät koske uusia taloja. Helsingin seudulla tarkoitetaan Helsingin, Espoon, Vantaan
ja Kauniaisten lähikuntia.
Pääkaupunkiseudun suurimpiin ongelmiin lukeutuvat asuntojen
korkea hintataso sekä joukkoliikennepalvelujen järjestäminen kauempana keskustasta asuville. Yksityisauto on yhä usein paras vaihtoehto
esikaupunkien ja maaseudun asukkaille, joilla on työpaikka Helsingissä. Yksityisautoilu aiheuttaa liikenteestä eniten hiilidioksidipäästöjä ja
on suurin syy Helsingin seudun liikenneruuhkiin.
Kunta
Osuus
työntekijöistä (%)
Tuusula
Etäisyys
Helsinkiin (km)
50
28
koko pääkaupunkiseudulta. Mutta edullisen asuinpaikan lisäksi haetaan
myös tilaa ja rauhaa. Siksi hyvin suurituloisetkin muuttavat pääkaupunkiseudun lähialueille. Tästä aiheutuu hallinnollisia ongelmia, sillä kaupunki menettää hyviä veronmaksajia. Joukkoliikenteen järjestäminen
kauempana sijaitseville alueille ei ole helppoa ja tietyissä oloissa voidaankin kysyä, tarvitaanko etäisimmille alueille ja haja-asutusalueille
joukkoliikennettä lainkaan. Kuvassa 46 esitellään Helsingin seudun eri
alueiden ominaisuuksia ja haasteita. Hyvän tilanteen taustaväri on vihreä, tavanomaisen tilanteen keltainen ja ongelmallisen punainen.
Katuvalaistus
Katuvalaistus on olennainen osa liikenneturvaa ja kaupunkikuvaa.
Se on kaupungin tärkeä vastuualue, mutta samalla energiansäästöön liittyvät vaatimukset tiukentuvat. Uusissa säädöksissä kielletään ympäristövalaistus, joka tuhlaa energiaa ja häiritsee sekä asukkaita että luontoa.
Valaistuksessa käytetään tavanomaisesti hehkulamppuja ja kaasupurkauslamppuja. Viime vuosiin asti hehkulamput olivat talouksissa
yleisimpiä, mutta useimpia niistä ei enää ole myynnissä uusien EUsäädösten takia. Niitä ei ole käytetty ulkovalaistuksessa. Katuvalaistuksessa vakiotekniikkana on ollut kaasupurkauslamppu. Niihin kuuluvat
esimerkiksi loistelamput, pien- ja suurpainenatriumlamput, suurpaineelohopealamput ja monimetallilamput.
Kerava
54
31
Kirkkonummi
61
31
Sipoo
51
35
Järvenpää
45
36
Nurmijärvi
53
37
Elohopea
Vihti
44
49
Teho (w)
Porvoo
23
50
50
406
35
902
50
906
Siuntio
44
51
80
1 619
70
1 613
70
7 529
Pornainen
40
54
125
27 105
100
12
100
12 444
Hyvinkää
25
56
250
3736
150
527
150
9 971
Lohja
23
57
400
420
250
154
250
10 748
Inkoo
33
58
Yhteensä
33 286
400
14
400
2 362
Mäntsälä
30
61
72
121
600
35
Riihimäki
19
69
Yhteensä
3 343
110
337
Orimattila
8
93
210
92
Kouvola
2,4
134
350
231
Tampere
2,6
176
Yhteensä
44 655
Taulukko 8: Päivittäinen työmatkaliikenne pääkaupunkiseudulle
ja työmatkojen pituus.
Keskustaan suuntautuvan joukkoliikenteen järjestäminen kannattaa, sillä sen liikennemäärät ovat suurimpia. Tilastoitu hintataso on keskustassa korkea, joten siellä asuu enimmäkseen varakkaita ja suurituloisia. Pääkaupunkiseudun yksin asuvat ovat suurperheitä paremmassa
asemassa kalliiden neliöhintojen suhteen. Joukkoliikenteen järjestäminen vaikeutuu sitä mukaa, mitä kauemmaksi keskustasta edetään. Myös
keskimääräinen neliöhinta laskee etäisyyden kasvaessa. Siksi lapsiperheet ja pienituloiset asettuvat asumaan kauemmaksi keskustasta ja jopa
66
Määrä
Monimetalli
Suurpainenatrium
Teho (w)
Teho (w)
Määrä
Määrä
Taulukko 9: Helsingin lamppujen teho vuonna 2010 (Sarvaranta)
Vuonna 2010 Helsingin katuvalaistuksen kokonaiskulutus oli
55 GWh, ja se tuotti 12 100 tonnia hiilidioksidipäästöjä, jos käytettiin
Suomen sähkön hiilidioksidi-intensiteettiä 0,22 kg CO2 / kWh. Helsingin katuvalaistuksessa käytettiin yhteensä 81 000 lamppua. Yhden lampun käyttöaika oli noin 4 000 tuntia vuodessa (Sarvaranta).
Valaistun katuosuuden pituus oli 1 050 km vuonna 2009. Energian
kulutus valaistuspistettä kohti on ollut laskusuunnassa 1997–2009,
mutta valaistuspisteiden määrä on samalla kasvanut. Vuosittain
asennetaan 1 000 uutta valaistuspistettä ja uudistetaan 2 500 valais-
tuspistettä. Valaistuspistettä uudistettaessa koko valaisin vaihdetaan
yleensä uuteen.
Valotehokkuuden mittayksikkö on lm/W (lumenia wattia kohti).
Se mittaa tehokkuutta, jolla sähkö muutetaan näkyväksi valoksi. Lumen on valonvoimakkuuden yksikkö. Elohopealampun valotehokkuus on 50 lm/W. Suurpainenatrium- ja monimetallilamppujen valotehokkuus on parempi: 100 lm/W. Vuonna 2010 suurin osa Helsingin
katuvaloista oli suurtehonatrium- ja elohopealamppuja (Sarvaranta).
Helsingin jäljellä olevat elohopealamput vaihdetaan suurpainenatriumlampuiksi vuoteen 2016 mennessä. Uusien EU-säädösten seurauksena elohopealamppuja ei enää ole myynnissä vuoden 2015
jälkeen (Sandström).
Jos valonvoimakkuus (lumen) jäisi nykyiselleen, elohopealamppujen vaihtaminen suurpainenatriumlamppuihin vähentäisi katuvalaistuksen aiheuttamat hiilidioksidipäästöt puoleen. Näin ei käy, koska
teho ei vähene merkittävästi, kun lamput vaihdetaan tehokkaampiin,
vaan katuvalaistus kirkastuu. Toisin kuin elohopealamppuja, suurpainenatriumlamppuja voidaan kuitenkin himmentää. Himmentämällä voidaan vähentää niiden energian kulutusta. Taulukko 10 sisältää
Helsingin lampputyyppien tyypilliset ominaisuudet ja arvioidut vuosittaiset hiilidioksidipäästöt
Elohopea
Moni
metalli
Suurpaine
natrium
Kaikki
lamput
139
83
159
148
50
100
100
80
6 970
8 302
15 905
11 933
Energian kulutus
(kWh / lamppu)
558
332
636
592
CO2-päästöt
(kg / lamppu)
123
73
140
130
Keskimääräinen teho
(W)
Valotehokkuus
(lm / W)
Valon voimakkuus
(lm / lamppu)
Taulukko 10: Helsingin katulamppujen keskimääräiset ominaisuudet vuonna
2010. Lampun arvioitu käyttöaika on 4 000 tuntia vuodessa.
Puolijohdevalot (SSL) ovat valaistuksen uuttaa tekniikkaa, joissa
käytetään LED-, OLED- tai LEP-lamppuja. Tässä tutkimuksessa keskitytään pääasiassa LED-tekniikkaan. LED-tekniikka on ympäristöystävällistä, koska se tuottaa valoa vanhoja tekniikoita energiatehokkaammin. Puolijohdevalojen emitterit ovat myös kestäviä. Lisäksi
LED-valaistuksen päästöominaisuuksia voidaan mukauttaa. LED-lampuilla ei ole välkkymis- eikä lämpenemisaikaa. Ne valmistetaan myrkyttömistä aineista, joten ne voidaan kierrättää. LED-lamppujen
valotehokkuus on tällä hetkellä keskitasoa eli 60 lm/W (Sandström),
mutta sen arvioidaan kasvavan merkittävästi (Sarvaranta).
Lampun käyttöikä vaihtelee lampputyypin mukaan. Lampputyyppien ominaisuuksia esitellään taulukossa 11. Valaisimen käyttöikä on
noin 30 vuotta, mutta uusimmat saattavat kestää kauemminkin.
Lampputyyppi
Velotehokkuus
(lm/W)
10
Hehkulamppu (hyvin pieni)
Lampun
käyttöikä
AsennusKäyttökustannukset kustannukset
3 kuukautta
(ei käytetä katuvalaistuksessa)
Vähäiset
Erittäin suuret
Elohopea
50
(pieni)
3-4 vuotta
Keskitasoa
Keskitasoa
Suurpainenatrium
100
(suuri)
4 vuotta
Suuret
Vähäiset
Monimetalli
100
(suuri)
2-3 vuotta
Suuret
Vähäiset
60
(keskitasoa)
12 vuotta
Erittäin suuret
Vähäiset
LED
Taulukko 11. Lampputyyppien arvioidut ominaisuudet
(perustuvat Sarvarannan ja Sandströmin tutkimukseen). Arvioitu käyttöaika 4
000 tuntia vuodessa.
Energiaa voidaan säästää sammuttamalla valot vähäisen liikenteen ajaksi. Yleinen tapa säästää energiaa on sammuttaa joka toinen valaisin iltakymmenen ja aamukuuden väliseksi ajaksi. Toinen
energiansäästötapa on himmennyksen säätö. Elohopealamppuihin
ei ole saatavissa himmennyksen säätöä, mutta suurpainenatriumja monimetallilamput voidaan himmentää. Valaistusta himmennetään pienentämällä jännitettä. Joka neljänteen Helsingin valaistuspisteeseen on asennettu himmennyksen säätö. Katuvalaistuksen
kirkkautta voidaan säätää liikennemäärien, säätilan ja luonnonvalon mukaan.
Suomen ensimmäinen LED-katuvalaistus otettiin käyttöön Levin laskettelukeskuksessa. Levin LED-valaistus kuluttaa vain noin
41 wattia valaisinta kohti ja toimii hyvin 35 asteen pakkaseen asti.
Valaisimia on yhteensä 64. Tehokkuudestaan huolimatta valo tuntuu mukavalta silmille. Vuonna 2009 useimmat kunnat eivät kuitenkaan osoittaneet kiinnostusta laajamittaisiin LED-asennuksiin
(Sarvaranta). Pääasiallisia syitä kiinnostuksen puutteeseen olivat
kallis hinta, valotehokkuus, luotettavuus, standardien puuttuminen ja vähäinen käyttökokemus. Johtopäätöksenä voidaan todeta,
että LED-valaistus vähentäisi kaluvalaistuksen energian kulutusta
merkittävästi, mutta tekniikka on vielä keskeneräistä ja vähäinen
kokemus LED-valaistuksesta lisää kuntien epäröintiä. LED-valaistusta
voidaan pitää erittäin lupaavana uutena tekniikkana, ja LED-katuvalaistuksen uusia testausalueita tulisi edistää.
Top-down:
mahdollisuudet ja skenaariot
Tässä tutkimuksessa arvioidaan kolme vaihtoehtoista tulevaisuudenskenaariota.
1. Henkilöliikenneskenaario
Ensimmäinen skenaario kattaa siirtymän bensiinin ja dieselin käytöstä
sähköautoihin. Liikenteen CO2-jalanjäljen pieneneminen on jatkossa
sähköautojen energiatehokkuuden ansiota.
67
Sähköautot eivät ole ainoa tapa parantaa energiatehokkuutta ja
vähentää ajoneuvojen CO2-päästöjä. Muita nykyisin huomioon otettavia keinoja ovat hybridiautot, vetyautot, flexifuel-autot ja bifuel-autot.
Hybridiautot voivat käyttää sähköä tai perinteisiä polttoaineita. Vetyautojen vety voidaan tuottaa eri tavoilla, joilla jokaisella on omat ympäristövaikutuksensa. Flexifuel-autot voivat käyttää joko erityistä runsaasti
bioetanolia sisältävää polttoainetta tai tavallista bensiiniä. Bifuel-autoissa on kaksi tankkia, yksi bensiinille ja yksi kaasulle. Jos biokaasua on
saatavilla, bifuel-autot voivat käyttää ainoastaan uusiutuvaa energiaa.
Muussa tapauksessa se voi käyttää joko maakaasua tai perinteistä bensiiniä. Perinteisille bensiini- ja diesel-autoille on myös kehitetty ympäristöystävällisempiä polttoaineita, mutta niiden käyttöönotto on ollut
tähän saakka hidasta ja asteittaista. Osana tätä skenaariota arvioidaan
myös vaikutuksia, joita syntyy, kun perinteisiin polttoaineisiin lisätään
biopohjaisia osia.
Tässä skenaariossa keskitytään vaikutuksiin, joita syntyy, kun
bensiini- ja dieselautot korvataan sähköautoilla. Sähköntuotantoon
käytettävät energianlähteet vaikuttavat niiden päästöihin ja ympäristövaikutuksiin. Suomessa kuluttajalla on vapaus valita kotitaloutensa
sähköntoimittaja. Kun sähköauto on ladattu käyttämällä autonomistajan talon sähköpistoketta, yksittäisen sähköauton todelliset päästöt ja
ympäristövaikutukset riippuvat vahvasti autonomistajan valinnoista.
2. Raideliikenneskenaario
Toinen skenaario kattaa laajan raideliikenteen käytön. Tämä skenaario
vaatii tehokkaita liittymälinjoja metro- ja raitiovaunuasemille. Muutoin
asuin- ja kauppa-alueet, jotka eivät ole suoraan yhteydessä rautatieasemiin, ovat vaarassa menettää arvonsa ja aiheuttaa sekä yhteiskunnallisia että taloudellisia ongelmia. Kun nykyinen metrorata rakennettiin Itä-Helsinkiin, esimerkiksi Laajasalon asuntojen hinnat laskivat, kun
suora linja-autoyhteys Helsingin keskustaan katosi.
3. Älykkäiden liikenneratkaisujen skenaario
Kolmas skenaario kattaa edistyneiden teknisten ratkaisujen laajan
käytön. Se lisää etuja julkiselle liikenteelle ja sisältää kattavan reaaliaikaisen tiedotusjärjestelmän. Metro- ja rautatieasemien läheisyyteen
asennetaan teknisesti edistyneitä pysäköintijärjestelmiä, ja kiireisimpinä aikoina peritään ruuhkamaksu. Nykyisin ainoa autonomistajalle
kilometreittäin aiheutuva kulu on bensiinin hinta. Polttoaineen hinta
68
sisältää Suomessa polttoaineveron, mutta liikenne- ja viestintäministeriön tekemän selvityksen mukaan nykyinen hintapolitiikka ei pysty
estämään ruuhkia Helsingin metropolialueella seuraavien vuosikymmenten aikana. Tämän lisäksi omaa autoa voidaan pitää ainoana
vaihtoehtona monille Keski- ja Pohjois-Suomen syrjäseuduilla asuville ihmisille. Liian korkea polttoainevero voi vaikuttaa negatiivisesti
maaseudun asukkaisiin. Tiivistetysti voidaan ajatella, että kilometrin
ajamisen Helsingin keskustassa tulisi olla kalliimpaa kuin kilometrin
ajaminen maaseudulla Keski- tai Pohjois-Suomessa. Jos ihmiset maksaisivat kohtuullisen hinnan omalla autolla ajamistaan kilometreistä,
tämä kannustaisi heitä jättämään autonsa kotiin ja käyttämään julkista
liikennettä alueilla, joilla se toimii hyvin.
Yksityisautojen energiatehokkuutta voidaan parantaa käyttämällä
sähkö- tai hybridiautoja tai valitsemalla vähän polttoainetta kuluttava
bensiini- tai dieselmoottori. Valitettavasti ihmiset ovat siirtyneet tehokkaampiin, mutta samalla suurempiin autoihin. Liikenneturvallisuus on
Yksityisen liikenteen ja rahtiliikenteen
päästöjen arvioidaan pysyvän samoina
CO2
Mt/vuosi
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
2010
Yksityisen liikenteen ja rahtiliikenteen päästöt
vuosina 2010 ja 2030 (BAU)
2030
perusskenaario
ollut yksi syy tällaiseen kehitykseen: isojen autojen on yleensä havaittu olevan turvallisempia onnettomuuksissa. Ajoneuvon turvallisuuden
parantaminen kasvattamalla sen painoa on näin ollen suuri haaste.
Kävely ja pyöräily ovat ympäristölle ystävällisimpiä liikkumistapoja
lyhyillä välimatkoilla. Kävely ja pyöräily eivät aiheuta CO2-päästöjä, ja
ne vaativat huomattavasti vähemmän tilaa kuin moottoroidut kulkuvälineet. Arvioiden mukaan ruuhkaisessa kaupungissa pyöräily on nopein
tapa liikkua, jos matkan pituus on alle seitsemän kilometriä. Jotta kävelyä
ja pyöräilyä voitaisiin lisätä huomattavasti, kotien, työpaikkojen ja opiskelupaikkojen sekä palveluiden välisten välimatkojen tulee olla tarpeeksi
lyhyitä. Suomessa kaupunkisuunnittelu on tärkeä tapa vaikuttaa pyöräilyn suosioon. Talvisin lumen poisto ja liukkauden esto on olennaisen
tärkeää. Polkupyörille tarvitaan myös huolella mietittyjä parkkipaikkoja
ja varastotiloja. Pyöräilyreittien tulee olla turvallisia, katkeamattomia ja
hyvässä kunnossa. Poljin-verkosto (Internetissä http://www.poljin.fi) on
kerännyt tietoa pyöräilystä Suomessa. Pyöräilymatkan keskipituus koko
maassa on kolme kilometriä. Samaan aikaan Helsingin alueella 43 % kaikista matkoista on alle kolme kilometriä. Lisäksi noin 25 % näistä alle kolmen kilometrin matkoista tehdään pääkaupunkiseudulla autolla. Auton
ensimmäiset kilometrit kylmällä moottorilla ovat erityisen kriittiset, sillä
ensimmäiset kilometrit kuluttavat enemmän polttoainetta ja aiheuttavat
huomattavasti enemmän paikallisia päästöjä kuin myöhemmät kilometrit. Etenkin bensiiniautojen katalysaattorit toimivat huonosti kylmänä
käynnistetyn auton ensimmäisillä kilometreillä.
Useimmat pääkaupunkiseudun linja-autot käyttävät nykyään dieseliä, mutta käytössä on myös noin sata kaasulinja-autoa. Dieselbussien
energiatehokkuutta voidaan parantaa hybriditekniikalla, mutta hybridibussit ovat ostettaessa kalliimpia kuin tavalliset dieselbussit. Yksi mahdollisuus parantaa bussien energiatehokkuutta on korvata dieselbussit
johdinbusseilla. Johdinbussit käyttävät fossiilisten polttoaineiden sijaan
sähköä, joten ne ovat energiatehokkaampia kuin dieselbussit. Johdinbussit eivät myöskään aiheuta paikallisia päästöjä, mikä on erityisen
tärkeää kaupunkien keskustoissa. Nykyaikaiset johdinbussit voivat myös
kulkea lyhyitä matkoja ilman vaijereita, mikä on yksi niiden eduista
raitiovaunuihin verrattuna. Tällä hetkellä suunnitelmissa ei ole ottaa
johdinbusseja käyttöön Helsingin alueella. Kaasubussit voivat käyttää
maakaasua tai puhdistettua biokaasua. Maakaasu tuodaan ulkomailta,
mutta biokaasua voidaan kerätä suomalaisista lähteistä. Puhdistamattoman biokaasun lähteitä ovat kaatopaikat ja jätevedenpuhdistamot. Las-
kelmien mukaan noin 600 bussia (noin puolet kaikista Helsingin seudun
busseista) voisi toimia Ämmässuon kaatopaikalta kerätyllä biokaasulla.
Nykyisin Ämmässuolta saatua biokaasua käytetään sähköntuotantoon,
mutta tämä ei ole sen energiatehokkain käyttötapa. HSL aloittaa biokaasun käytön noin 50 bussissa vuoden 2012 aikana. Biokaasua kerätään
Suomenojan jätevedenpuhdistamosta, joka sijaitsee Espoossa.
Raideliikenne, johon kuuluvat metrojunat, raitiovaunut ja lähijunat, on energiantehokkain valinta matkustajaliikenteelle. Raidejärjestelmien todellinen energiatehokkuus riippuu yhä kuljetusyksiköiden
tehokkuudesta, ja raideliikenteen energiatehokkuus voidaan maksimoida korvaamalla vanhat metrojunat, raitiovaunut ja lähijunat uusilla. Raideliikennejärjestelmien aiheuttama CO2-jalanjälki riippuu viime
kädessä sähköntuotannon tehokkuudesta ja menetelmistä.
1. Henkilöliikenneskenaario
Sähköllä liikkuminen
Vaikutus
perusskenaariossa:
160 000 t CO2:a vuodessa
(polttoaineista 20 % biopolttoaineita)
Vaikutus optimiskenaariossa:
590 000 t CO2:a vuodessa
(100 % sähköautoja)
Lisävaikutus:
vähentyneet paikalliset päästöt
Toteutusaikataulu:
Toteutuksen vaikeusaste: Vaikea
Kustannukset:
Suuret
Peruste:
Kun bensiini- ja dieselautoja korvataan sähköautoilla, suurimpia haasteita ovat sähköisten kulkuneuvojen hinta, asenteet, nopeiden latauspisteiden verkosto, sähköautojen soveltuvuus kylmään ilmastoon ja
akkukapasiteetti. Sähköautoja tulee testata kylmässä ilmastossa, ennen kuin ne ovat valmiita massakäyttöön Suomessa ja muissa pohjoisissa maissa. Massatuotantoa ja poliittisia aloitteita tarvitaan, jotta
hinta saadaan kohtuulliseksi bensiini- ja dieselautoihin verrattuna.
Käytettävissä on oltava nopeiden latauspisteiden verkosto, ennen kuin
sähköautoja voidaan käyttää pitkillä matkoilla lyhyiden, kaupunkien
sisäisten matkojen sijaan.
69
Tässä skenaariossa oletetaan, että vuonna 2020 käytössä on 560 000
yksityisautoa ja vuonna 2030 käytössä on 670 000 yksityisautoa
Vuonna 2009 pääkaupunkiseudulla oli 430 000 yksityisautoa, ja
vuodessa ne aiheuttivat 590 000 tonnin CO2-päästöt. Yksityisauton keskimääräinen matkapituus oli 10 500 km ja keskimääräinen CO2-tuotto
1,3 tonnia vuodessa.
Kaupallisen ladattavan sähköauton enimmäisvaraus on 16 kWh,
ja yhdellä latauksella voi ajaa 140 km, mikä tarkoittaa 0,11 kWh/km
keskimääräistä kulutusta. Jos sähköautojen osuus kasvaa, kuten tässä
Autojen lukumäärä pääkaupunkiseudulla
Yhteensä
Sähköautot
1000
700
skenaariossa odotetaan, yksityisautojen CO2-päästöt vastaavat kuvan
46 arvoja. Mallissa käytetään Suomen energiateollisuuden suunnitelmaa kaavoittamaan sähkön hiili-intensiteetin odotettua nousua
kaudella 2010–2030.
Kaikki keinot perustuvat yksityisautojen odotettuihin matkoihin ja
kehitykseen vuoteen 2030 mennessä. Ensimmäisessä ja toisessa vaihtoehdossa kaikki autot toimivat perinteisillä bensiinillä ja dieselillä, kun
taas kolmannessa vaihtoehdossa kaikki autot ovat sähköisiä vuonna
2030. Ensimmäistä vaihtoehtoa voi myös kutsua huonoimmaksi vaihtoehdoksi, sillä polttoaineiden bio-osuuden oletetaan pysyvän vuoden
2009 tasolla. Ensimmäisessä vaihtoehdossa autojen CO2-päästöt ovat
kokonaisuudessaan 780 000 tonnia vuonna 2030. Toisessa vaihtoehdossa biopolttoaineiden 20 prosentin osuus saavutetaan vuonna 2020,
ja autojen CO2-päästöt vuonna 2030 ovat yhteensä 630 000 tonnia,
mikä on 20 % vähemmän kuin huonoimmassa vaihtoehdossa. Kolmannessa skenaariossa kaikki autot ovat sähköisiä kauden lopussa, ja ne
aiheuttavat kokonaisuudessaan 40 000 tonnia CO2-päästöjä, mikä on
95 % vähemmän kuin huonoimmassa skenaariossa.
600
2. Raideliikenneskenaario
500
Ratainfrastruktuurin projektit – pitkäaikainen
400
300
200
2030
2028
2026
2024
2022
2020
2018
2016
2014
2012
2010
2008
2006
2004
2002
2000
100
Vaikutus:
16 500 t lisää CO2:a vuodessa
Lisävaikutus:
Tehokkaampi, ennustettavampi ja
mukava kuljetusjärjestelmä
Toteutusaikataulu:
Helppo - keskitaso
Kustannukset:
Suuret
Peruste:
Autojen kokonaismäärä pääkaupunkiseudulla
Sähköautot pienentäisivät merkittävästi
yksityisautoilusta johtuvia päästöjä
CO2 päästöt
(Mt/vuosi)
Perusskenaario
(ei sähköautoja)
Optimiskenaario
(100 % sähköautoja)
CO2
Mt/vuosi
0,7
0,7
0,6
0,6
0,5
0,5
0,4
0,4
0,3
0,3
0,2
0,2
0,1
0,1
0,0
0,0
2030
2028
2026
2024
2022
2020
2018
2016
2014
2012
2010
0,59
CO2-päästöt käytettäessä perinteisiä autoja (bensiini ja diesel) ja vaihtoehtoisia skenaarioita
70
0,59
0,63
0,04
2010 taso
2030
perusskenaario
Sähköautot
Sähköautojen 100 prosentin osuuden potentiaaliset säästöt
(20 % bioperäistä ainesta bensiinissä ja dieselissä)
2030
optimiskenaario
Ratainfrastruktuurin projektit – lyhytaikainen
Vaikutus:
Lisävaikutus:
tehokkaampi ja ennustettavampi
kuljetusjärjestelmä
Toteutusaikataulu:
Helppo - keskitaso
Kustannukset:
Suuret
Peruste:
Tällä hetkellä rakennetaan kahta raideliikennehanketta, länsimetroa
ja kehärataa. Länsimetro pidentää metrolinjan Ruoholahdesta Matinkylään. Se lisää sähkönkulutusta, mutta vähentää dieselinkulutusta,
sillä monet suorat bussilinjat Etelä-Espoosta Helsingin keskustaan korvataan metrolinjalla ja syöttölinjoilla metroasemille. Suunnitelmissa on
myös jatkaa metroverkkoa Matinkylästä Kivenlahteen.
Länsimetron lisäksi tässä skenaariossa on viisi muuta tutkittavaa
hanketta
• Kehärataa rakennetaan jo, ja se yhdistää kaksi jo aiemmin valmistunutta raidehaaraa Vantaankoskella ja Riihimäellä. Siitä tulee
tärkeä myös kansainvälisille liikennetarpeille, koska sillä on asema
Helsinki-Vantaan lentokentällä.
• Jokeri on tärkeä bussilinja, joka yhdistää pääkaupunkiseudun
alueita vaakasuunnassa. Jokerin siirtäminen raiteille vähentäisi
dieselbussien energian kulutusta. Suunnitelmissa on korvata Jokeribussit pikaraitiotiellä.
Hanke
Rautatie
• Pisara-ympyrärata rakennetaan Helsingin keskustaan, ja se yhdistää
Espooseen suuntautuvan raideliikenteen Helsingin pohjoisosiin
kulkeviin ratoihin. Se mahdollistaa aiempaa tiheämmän lähijunaliikenteen ja vähentää myöhästymisten mahdollisuutta. Joka
asemalla pysähtyvät lähijunat siirretään uudelle Pisararadalle, mikä
vapauttaa tilaa keskipitkien ja pitkien matkojen junille Helsingin
päärautatieasemalla.
• Metroverkostoa jatketaan Mellunkylästä Majvikiin. Majvik sijaitsee
Sipoossa, Helsingin itäisen rajan läheisyydessä. Se on tällä hetkellä
maaseutua, mutta suunnitelmissa on muuttaa se uudeksi, melko
tiiviiksi asuinalueeksi noin 12 000 ihmiselle.
• Laajasaloon rakennetaan uusi pikaraitiotie. Laajasalo sijaitsee
Helsingin keskustan kaakkoispuolella. Suunnitelmissa on rakentaa
uusi 10 000 hengen asuinalue Kruunuvuorenrantaan, joka on osa
Laajasaloa
VR-yhtiö käyttää nykyisin vesivoimalla tuotettua sähköä, jonka
CO2-intensiteetti on nolla, ja HSL käyttää Nordpool-energiaa, jonka
CO2-intensiteetti on 103 g CO2 / kWh. Näin ollen kaikki tässä luvussa
esitellyt raideliikenneprojektit vaikuttavat energiankulutukseen (esitetty taulukoissa 12 ja 14) sekä CO2-päästöihin (esitetty taulukoissa 13 ja
15). Myös arviot ylittävät energiansäästöt ovat mahdollisia, sillä uusien
raiteiden lisäämistä nykyiseen verkostoon tai toiminnallisten muutosten tekemistä ei ole otettu huomioon tässä skenaariossa. Lisäksi myös
energiantuotannon CO2-intensiteetillä on vaikutusta raideliikenteen
CO2-päästöihin.
Dieselbussit
Liikenne
Yksityisautot
Asemat
Yhteenveto
Kokonaisvaikutukset
Tilanne
vuonna 2011
Länsimetro
+10 GWh
+5 GWh
-45 GWh
+2 GWh
-28 GWh
Rakennusvaiheessa
Kehärata
+6 GWh
-
-2 GWh
-31 GWh
-27 GWh
Rakennusvaiheessa
Laajasalon
pikaraitiotie
+5 GWh
-
-1 GWh
-13 GWh
-9 GWh
Suunniteltu
Yhteensä
+21 GWh
+5 GWh
-48 GWh
-42 GWh
-64 GWh
Taulukko12: Lyhyen aikavälin (vuoteen 2015 mennessä) raideliikennehankkeiden energiavaikutukset.
Hanke
Rautatie
Dieselbussit
Liikenne
Yksityisautot
Yhteensä
Asemat
Länsimetro
+1 000 tonnia
+520 tonnia
-12 000 tonnia
-530 tonnia
-11 000 tonnia
Kehärata
0
-
-6 900 tonnia
-8 200 tonnia
-15 000 tonnia
Laajasalon pikaraitiotie
+520 tonnia
-
-270 tonnia
-3 400 tonnia
-3 200 tonnia
Yhteensä
+1 520 tonnia
+520 tonnia
-19 170 tonnia
-12 130 tonnia
-29 200 tonnia
Taulukko13: Lyhyen aikavälin hankkeiden (vuoteen 2015 mennessä) vaikutukset CO2-päästöihin.
71
Hanke
Dieselbussit
Rautatie
Liikenne
Yksityisautot
Yhteenveto
Asemat
Kokonaisvaikutukset
Tilanne vuonna
2011
Metro Matinkylä-Kivenlahti +10 GWh
+5 GWh
-15 GWh
-
0
Suunniteltu
Metro Mellunmäki-Majvik
+45 GWh
+6 GWh
-45 GWh
-
+6 GWh
Suunniteltu
Pisara-ympyrärata
-1 GWh
-
-5 GWh
-9 GWh
-15 GWh
Suunniteltu
Jokeri-pikaraitiotie
+9 GWh
-
-17 GWh
-
-8 GWh
Suunniteltu
Yhteensä
+63 GWh
+11 GWh
-82 GWh
-9 GWh
-17 GWh
Taulukko14: Pitkän aikavälin raideliikennehankkeiden energiavaikutukset (vuoteen 2030 mennessä).
Hanke
Dieselbussit
Rautatie
Liikenne
Yksityisautot
Yhteensä
Asemat
Metro Matinkylä-Kivenlahti +1 000 tonnia
+520 tonnia
-4 000 tonnia
-
-2 480 tonnia
Metro Mellunmäki-Majvik
+4 600 tonnia
+620 tonnia
-12 000 tonnia
-
-6 700 tonnia
Pisara-ympyrärata
0
-
-1 300 tonnia
-2 400 tonnia
-3 700 tonnia
Jokeri-pikaraitiotie
+930 tonnia
-
-4 500 tonnia
-
-3 600 tonnia
Yhteensä
+6 530 tonnia
+1 140 tonnia
-21 800 tonnia
-2 400 tonnia
-16 480 tonnia
Taulukko15: Pitkän aikavälin hankkeiden (vuoteen 2030 mennessä) vaikutukset CO2-päästöihin.
Vuonna 2009 henkilöliikenteen CO2-päästöt olivat 670 000 tonnia.
Raideliikenneskenaario vähentää kokonaisuudessaan CO2-päästöjä
45 000 tonnia, mikä vastaa 7 % henkilöliikenteen CO2-päästöistä. Joka
tapauksessa 85 % kaikista henkilöliikenteen päästöistä oli yksityisautojen aiheuttamaa, ja vain 15 % julkisen liikenteen aiheuttamaa.
3. Älykkäitä liikenneratkaisuja -skenaario
4. Katuvalaistus
Ruuhkamaksut
Vaikutus:
Lisävaikutus:
Lisätulot
Toteutusaikataulu:
Vaikea
Kustannukset:
Keskitasoa
Peruste:
Liikenne- ja viestintäministeriö on tehnyt tutkimuksen ruuhkamaksumalleista Helsingin alueella. Tutkimus julkaistiin 17.6.2009, ja sen
mukaan tehokkain maksumalli Helsingin seudulla olisi niin kutsuttu
aluemalli, jossa kuljettajaa laskutetaan ajettujen kilometrien mukaan
(LVM 30/2009). Sisempi vyöhyke sisältäisi kehä III:n sisäiset alueet, ja
ulompi vyöhyke kattaisi muut alueet Helsingin seudulla. Ruuhka-aikoina sisemmän vyöhykkeen maksu olisi 10 senttiä / kilometri ja ulomman
vyöhykkeen maksu 5 senttiä/km. Ruuhka-aikojen välillä sisemmän
vyöhykkeen maksu olisi 5 senttiä/km, eikä ulommalta vyöhykkeeltä
perittäisi maksua. Ruuhkamaksua ei perittäisi iltaisin, öisin eikä viikonloppuisin. Tämä malli leikkaisi liikenteen CO2-päästöjä 21 % Helsingin
72
alueella vuoden 2017 aikana. Tästä huolimatta mallia ei ole sisällytetty
nykyiseen liikennepolitiikkaan.
Ruuhkamaksut eivät ainoastaan vähentäisi liikenteen CO2-päästöjä,
vaan myös tekisivät matkustamisesta helpompaa vähentämällä ruuhkia ja lyhentämällä matkustusaikoja. Julkisen liikenteen osuus kasvaisi,
ja sen palvelutasoa voitaisiin parantaa tarjoamalla enemmän lähtöjä ja
lyhyempiä vuorovälejä.
Katuvalaistus - pitkäaikainen
Vaikutus:
Lisävaikutus:
Valaistuksen laatu parantunut ja
kaupungin käyttökulut alentuneet
Toteutusaikataulu:
Helppo
Kustannukset:
Keskitasoa
Peruste:
Mikäli katuvalaistuksen nykyinen kehitys jatkuu eli vuosittain asennetaan 1 000 uutta valaisinta, Helsingissä on vuoteen 2030 mennessä
100 000 katuvalaisinta. Yksi valaisin kulutti vuonna 2010 noin 680 kWh
vuodessa, mikä tarkoittaa, että käyttämällä nykyistä tekniikkaa ja sähköntuotannon CO2-intensiteettiä katuvalaistus kuluttaisi 70 GWh energiaa ja aiheuttaisi 15 000 tonnin CO2-päästöt vuonna 2030. Arvion
mukaan (Sarvaranta) LED-lamppujen valotehokkuus paranee huomattavasti ja saavuttaisi keskimääräisen arvon 140 lm/W vuoteen 2020
mennessä. Tässä tutkimuksessa oletetaan, että LED-lamppujen valotehokkuus on 140 lm/W myös vuonna 2030. Käyttämällä LED-teknologiaa
vuonna 2030 kulutettaisiin 40 GWh energiaa, ja tuotetut CO2-päästöt
olisivat 8 600 tonnia. Tämä tarkoittaa, että ottaen huomioon nykyisen
CO2-intensiteetin tiheyden LED-tekniikan tuottamat päästövähennykset olisivat 43 % katuvalaistuksesta eli 6 400 tonnia.
lellisesti, jotta kapasiteettiongelmat vältetään ja järjestelmän luotettavuus säilyy. Muutoin ihmiset saattavat vaihtaa takaisin yksityisautoihin, eivätkä ruuhkaongelmat katoa.
.
Toteutusmalli
Yhteenveto ja johtopäätöksiä
Ruuhkien oletetaan olevan kasvava ongelma tulevaisuudessa. Mikäli
autojen määrää teillä ja kaduilla ei vähennetä, matkat Helsingin keskustaan seudun muilta alueilta tulevat olemaan paljon pidempiä kuin
nykyisin. Ruuhkat lisäävät myös yksittäisten matkustajien CO2-päästöjä
lisäämällä kokonaismatka-aikaa, hidastuksia ja kiihdytyksiä. Helsinki
pyrkii CO2-neutraaliuteen, ja näin ollen olisi erityisen hyödyllistä vähentää paljon hiilidioksidipäästöjä aiheuttavien yksityisautojen määrää. Tämän vuoksi korkeapäästöisille autoille voitaisiin ottaa käyttöön melko
suuret ruuhkamaksut ja vain alhaiset CO2-päästöt aiheuttaville autoille pienemmät ruuhkamaksut. CO2-päästöt eivät kuitenkaan ole ainoa
huomioon otettava vaikutus. Kulkuneuvon tarvitseman tilan vaikutuksia tulee myös tarkastella. Näin ollen mikään kulkuneuvo ei ole täysin
maksuton ruuhkaisella pääkaupunkiseudulla.
Lyhyiden matkojen taittamista jalan tai pyörällä tulisi yrittää lisätä. Ihmisiä tulisi myös kannustaa jättämään yksityisautonsa metro- ja
rautatieasemien läheisille parkkipaikoille ja jatkamaan matkaansa julkisilla liikennevälineillä. Metro- ja rautatieasemilla tulisi olla pysäköintipaikat myös polkupyörille. Mahdollisuutta kuljettaa pyörää metrossa
ruuhka-aikoina tulisi tarkastella. Pyörän kuljettaminen metrojunassa
on ollut maksutonta 1.1.2010 lähtien, mutta se ei ole vielä sallittua
ruuhka-aikoina maanantaista perjantaihin kello 7–9 ja 15–18.
Älykästä liikennejärjestelmää suunnitellessa tulisi suosia julkista
liikennettä ja alhaiset CO2-päästöt aiheuttavia autoja. Tätä voidaan
edistää antamalla erikoisetuja ja lupia julkiselle liikenteelle sekä ympäristöystävällisille pienipäästöisille autoille. Alhaiset CO2-päästöt
aiheuttavien autojen pysäköintimaksut voivat olla alhaisempia kuin
muiden autojen, ja käyttöön voidaan ottaa alhaiset ruuhkamaksut
pienipäästöisille autoille ja korkeammat maksut suuret CO2-päästöt
aiheuttaville autoille. Helsingin kaupunki antaa jo nyt pienipäästöisille
autoille 50 % alennuksen pysäköintimaksuista.
Julkista liikennettä suositaan jo yksityisautoihin verrattuna esimerkiksi antamalla julkisen liikenteen kulkuneuvoille etuoikeus liikennevaloissa ja varaamalla kaistoja busseille ja takseille. Tila on kuitenkin
rajallista etenkin kaupunkien keskustoissa, ja priorisointia tarvitaan lisää. Jotkin kadut voidaan varata täysin pyöräilijöille ja jalankulkijoille,
ja jotkin kadut voidaan sallia vain ympäristöystävällisille ajoneuvoille.
CO2-päästöjen vaikutukset ovat maailmanlaajuiset, mutta bensiini- ja
dieselautoilla on myös paikallinen vaikutus ilmanlaatuun. Tästä syystä
jotkin keskustan kaduista tulisi varata vain ympäristöystävällisille ajoneuvoille. Tämä kannustaisi ihmisiä ostamaan ympäristöystävällisiä
autoja ja vähentämään pakokaasujen aiheuttamia paikallisia päästöjä.
Jos uuhkamaksut otetaan käyttöön, julkisen liikenteen palvelutaso ja ruuhkamaksuilla kerättyjen varojen käyttö ovat jatkossa kriittisiä
kysymyksiä päätöksentekijöille. Ruuhkamaksuilla kerätyn rahan käyttö tulee suunnitella huolellisesti erimielisyyksien välttämiseksi. Jos se
on vain uusi maksu, sitä ei todennäköisesti hyväksytä yleisesti. Lisäksi
julkisen liikennejärjestelmän tulee varautua kasvavaan kysyntään huo-
Metrojärjestelmän jarrutusenergian talteenottojärjestelmä
Vaikutus:
Lisävaikutus:
kaupungin energiakulujen väheneminen
Toteutusaikataulu:
Toteutuksen vaikeusaste: Helppo
Kustannukset:
Vähäiset
Peruste:
Kuten aikaisemmin mainittiin, Helsingillä on nykyään käytössään kahdentyyppisiä metrojunia metrojärjestelmässään. Metrojärjestelmä kuluttaa 43 GWh sähköä vuodessa. Kaikki tämä kulutettu energia ei tosin
ole tarpeellista. Uudenaikaistamalla metrojunat voidaan ottaa talteen
jarrutuksista saatava energia ja käyttää se muiden junien kiihdytykseen tai tukiprosesseihin.
Vuosina 1977 - 1984 rakennetut vanhemmat M100-tyypin metrojunat ovat toimineet hakkuri-tasavirtakäytöllä, ja ne ovat todennäköisesti käytössä vielä 10 - 15 vuotta. M100-junatyyppi ei voi ottaa energiaa talteen jarrutuksista ilman teknisiä päivityksiä ja se reagoi herkästi
ylijännitteeseen. Vuosina 2000 - 2001 rakennetuissa M200-junissa on
jo taajuusmuuttajat ja asynkroniset koneet. Nämä koneet ovat yhä uusinta tekniikkaa, ja ne sopivat jarrutusenergian talteenottoon.
Vaikka M200-junat periaatteessa soveltuvat jarrutusenergian keräykseen, haasteena on näiden junien käyttö yhdessä vanhempien
M100-junien kanssa. Jarrutusprosessin aikana jakeluverkon jännite
saattaa nousta liian korkeaksi M100-junille. Vuonna 2008 Siemens
suoritti simulaatioita löytääkseen ihanteellisen ratkaisun myöhemmille laajennuksille. Sivutuloksena jarrutusenergian talteenoton yhteydessä havaittiin merkittävä energiansäästöpotentiaali.
Useat tekijät, kuten raideverkosto ja sen topografia, juna-aikataulut
sekä tiedot ratayksiköistä ja sähköverkosta syötetään ensin simulointityökaluun. Jokaisen ratayksikön energiantarve lasketaan. Tehonsyötön
tulee vastata tähän tarpeeseen. Yhdistetty simulaatio antaa tuloksia
järjestelmän dynaamisesta sähkövirrasta. Laskemalla on saatu järjestelmän tehonjako ja junan liikkeistä vetoyksiköille sekä sähköverkolle
lähetetyt tiedot.
Helsingin metrojärjestelmän erikoistapauksessa simulaatiolle on
määritetty seuraavat ehdot:
• kahden minuutin vuoroväli sisemmässä järjestelmässä ja neljä
minuuttia uloimmissa haaroissa.
• kaksi M205-junaa, joiden täysi lasti on 60 tonnia ja apujärjestelmän
teho 120 kW.
• Täysi ajotila, jossa junien aikatauluille ei jää aikavarauksia.
Simulaation tulokset ovat hyvin lupaavia. Sähkönkulutusta voi-
73
Guangzhou, Malmö, Tukholma
Puhdasta liikkumista sähköautoilla ja polkupyörillä
L
iikkuminen on haaste kaupungeissa. Jo nyt yli 50 % väestöstä asuu
kaupunkialueilla, ja osuus on jatkuvassa kasvussa. Seurauksia ovat
ruuhkat, saasteet ja ajanhukka yksityis- ja ammattiautoilijoille. Julkinen
liikenne toimii äärirajoilla. Ilmanlaadun ja terveellisten elinolosuhteiden
kehittäminen sekä melusaasteen rajoittaminen edellyttävät pikaisia toimenpiteitä.
Tukholmassa tehdään yli neljä miljoonaa matkaa joka päivä. Lisäksi
kaupunkiin tuodaan, sieltä lähtee tai sen läpi kulkee 10 miljoonaa tonnia tavaraa vuosittain. Ajossa olevien yksityisautojen määrä lisääntyy
koko ajan. Tieliikenne aiheuttaa suurimman osan saasteista, 70-80 %
CO2 -päästöistä. Liikennesektori on kaupungin suurin energiankuluttaja, jonka osuus on 20 % energian kokonaiskulutuksesta. 1990-luvun
puolivälistä lähtien kaupunki on edistänyt puhtaiden autojen määrää
ja uusiutuvien polttoaineiden käyttöä. Nämä toimenpiteet toteutetaan
läheisessä yhteistyössä uusiutuvien polttoaineiden ja puhtaiden ajoneuvojen valmistajien ja jälleenmyyjien kanssa. Kaupunki on alusta lähtien
yrittänyt tehdä tiivistä yhteistyötä myös erilaisten sidosryhmien kanssa
antaakseen sopivia kannustimia, tietoa ja tukea.
Tukholma toimii yhteistyössä polttoaineyhtiöiden kanssa pystyttääkseen latausasemia etanolille, biokaasulle ja sähkölle. Kaupunki oli myös
mukana yhteishankkeessa, jossa hankittiin sähköautoja yhdessä muiden
kaupunkien kanssa. Kannustimia olivat maksuttomat testiautot, valtionapu, kuluarviopalvelu kaupungin verkkosivuilla sekä sähköautojen
ilmainen pysäköinti ja latauspisteet. Tavoitteena on, että Tukholman autokanta on sataprosenttisen puhdas vuoteen 2011 mennessä. Kaikessa
Tukholmassa myydyssä bensiinissä on 5 % etanolia. Vuonna 2008 puolet
kaupungissa käytetystä uusiutuvasta polttoaineesta oli matalaseosteista. Se ei kuitenkaan riitä, sillä Tukholman tavoitteena on luopua fossiilisten polttoaineiden käytöstä vuoteen 2050 mennessä. Vuodesta 2008
alkaen Tukholma on etupäässä luonut infrastruktuuria sähköautojen
käyttöönottoa varten ja testannut plug-in-hybridiautoja, jotka toimivat
sekä ladattavilla akuilla että erilaisilla polttoaineilla.
Helmikuussa 2010 Guangzhoussa, Kiinan eteläosassa noin 120 km:n
päässä Hong Kongista, avattiin nopea bussilinja, BRT-järjestelmä. Vuotta
myöhemmin se voitti ekologisesti kestävän liikennejärjestelyn palkinnon, jonka myönsi Institute for Transportation and Development Policy
(ITDP). Guangzhoussa on 11 miljoonaa asukasta. Nopeaa bussilinjaa
käyttää 800 000 matkustajaa päivittäin. Tämän mahdollistavat 22,5 kilometrin verkosto ja 26 asemaa. Guangzhoun BRT-järjestelmä on edelleen
Aasian ylivoimaisesti suurin, mutta Kolumbian pääkaupungissa Bogotas74
sa oleva Transmilenio-järjestelmä on sitäkin laajempi. Sekä Guangzhoun
että Bogotan BRT-järjestelmissä on kestävät asemat ja laaja tienkäyttöoikeus, joka on suunniteltu toimimaan yhdessä muiden liikennemuotojen
kanssa. Guangzhoussa BRT-asemiin on yhdistetty muun muassa kolme
metroasemaa, yhteiskäyttöisiä polkupyöräasemia sekä polkupyöräparkkeja. Vahvat yhteydet olivat yksi hankkeen tavoitteista. Lähiliikenteen
matkustajat ostavat lippunsa etukäteen, jolloin bussi pääsee asemalta
liikkeelle nopeammin. Maksamista on yksinkertaistettu. Samaa korttia
käytetään myös julkisissa liikennevälineissä, ja se käy myös ostoksiin.
BRT-järjestelmän tarkoituksena on vähentää tiheästi asutun kaupungin hiilidioksidipäästöjä, vähentää ruuhkia ja parantaa ilman laatua.
Guangdongin provinssissa esiintyy syksyisin säännöllisesti happosateita.
Ne huolestuttavat Kiinan viranomaisia ja provinssin ympäristönsuojelutoimea. Kaupungissa esiintyy laajalti myös sairauksia, jotka aiheuttavat
hengenahdistusta, yskää, huimausta ja pahoinvointia. Ilmiö on yleinen
Guangzhoun lisäksi koko Pearl River -joen suistoalueella. Bussia käyttävien määrän arvioidaan nousevan suunnitteilla olevien laajennusten ansiosta. Tarkoituksena on vähentää ilmansaasteita ja terveysongelmia sekä
suojella ympäristöä.
Malmössä halutaan vaikuttaa asukkaiden toimintatapoihin vihreän
liikkumisen edistämiseksi. Viisi vuotta sitten kaupunki käynnisti kampanjan, jonka nimi oli ”Tehdään loppu älyttömistä autoajeluista Malmössä!”
Sen tarkoituksena oli lisätä pyöräilyä. Kampanja oli menestys, ja se on
käytössä edelleen. Erityisesti lyhyet ajomatkat voidaan helposti pyöräillä.
Vuonna 2003 jopa 50 % Malmössä autolla ajetuista matkoista oli alle viiden kilometrin pituisia. Kampanjassa luotetaan huumoriin. Siinä pyydetään ihmisiä vastaamaan omakohtaisin esimerkein kysymykseen, millaista
on älytön autoajelu. Oudoimmat vastaukset palkitaan polkupyörin.
Pyöräilyn helppoutta ja nopeutta esitellään oransseihin liiveihin pukeutuneiden pyöräilijöiden avulla. He ajavat tavanomaisia reittejä ja kirjaavat ylös matka-ajan. Vuonna 1995 pyöräilyn osuus liikenteestä oli 20 %,
nykyään se on 30 %. Pyöräily on lisääntynyt vuosittain 1-2 %. Lisääntynyt
pyöräily on seurausta myös merkittävästä panostuksesta pyöräilyinfrastruktuuriin. Kaupunki on esimerkiksi rakentanut suojattuja pyöräteitä,
asennuttanut pyöräilijöille tärkeitä kaiteita, joihin he voivat nojata vihreää
valoa odotellessaan, ja asentanut pyöräliikenteen määrää seuraavia laskureita. Pyöräteitä on tällä hetkellä noin 420 km.
Kaupungit ympäri maailmaa työskentelevät kestävän kehityksen
eteen. Kaupungit voivat oppia toisiltaan ratkaistakseen ongelmiaan tehokkaimmin mahdollisin keinoin.
daan vähentää jopa 24 %, jos jarrutuksista otetaan talteen energiaa.
Koko metroverkolle tämä tarkoittaisi 10,3 GWh säästöjä vuodessa,
joka vastaa 1 060 tonnia hiilidioksidia.
Käyttääkseen tätä säästöpotentiaalia vanhat M100-junat tulee
kunnostaa nykyisellä moottoritekniikalla ja talteenotto tulee aktivoida
M200-junissa. Metrolinjat tulisi varustaa kolmannella alumiiniraiteella, ja niille tulisi rakentaa lisäasemia. Jarrutusenergian talteenoton
mahdollisuuden lisäksi lisäsäästöjä voidaan saada inverttereistä,
energiavarastoista ja järjestelmäparametrien optimoinnista. Näiden
osien optimointi voisi lisätä säästöjä vielä 10 %.
Helsingin metrojärjestelmällä on mahdollisuus suuriin energiansäästötoimiin. Pienellä vaivalla voidaan säästää jo 24 % kulutuksesta,
ja muutamilla lisätoimilla voidaan säästää toiset 10 %. Toisin sanoen
luotettavan, energiatehokkaan ja ympäristöystävällisen metrojärjestelmän luonti Helsinkiin on helposti toteutettavissa.
Syöttölohko
Etelä- ja länsisatama – liikennejärjestelyjen parantaminen
Rataverkko,
topografia
Aikataulu
Vetoyksikkö
Sähköverkko
Tehtävät,
ajokäyrät
Laskentalohko
Vetoyksiköiden
tehontarve
Staattinen
verkko
Dynaaminen sähköverkko
Kuormituslaskenta
Tulostuslohko
Junan liike
käytettävissä
olevalla teholla
Syöttötietojen
graafinen hallinta
Vetoyksikön tulokset
-mekaaniset
-sähköiset
Sähköverkko
tulokset
Simulaatiomalli energian talteenotolle jarrutuksessa
Liikenteenhallintaa saapuville ja lähteville lauttamatkustajille
Vaikutus:
Lisävaikutus:
Parantunut liikenteen sujuminen
matkustajalautoille ja niiltä pois
Toteutusaikataulu:
Keskitasoa
Kustannukset:
Vähäiset
Peruste:
konsepti
Helsingissä on satamatoimintaa kolmessa paikassa: Eteläsatamassa ja Länsisatamassa kaupungin keskustassa sekä Vuosaaren
satamassa. Kahden ensimmäisen sataman keskeinen sijainti voi
aiheuttaa liikenneruuhkia lauttojen ja risteilyalusten saapuessa satamaan. Vuonna 2010 Helsingin satamien kautta kulki
9 765 000 matkustajaa ja 1 111 100 matkustaja-autoa (lähinnä
keskustan satamien kautta; Vuosaaren kautta kulki vuonna 2010
vain 332 000 matkustajaa).
Kaupungin liikennevalojen optimointi ja liikenteenhallintajärjestelmän
käyttöönotto voisivat sujuvoittaa liikennettä huomattavasti. Periaatteena
olisi ottaa käyttöön erityinen signaalisuunnitelma suurten ajoneuvovirtojen varalta, esimerkiksi lauttojen saapuessa tai lähtiessä Helsingin
satamista. Tällainen liikennevalojen optimointi yhdessä asianmukaisen
liikenteenhallintajärjestelmän kanssa voisi säästää arviolta 1 400 000 kg
eli 1 400 tonnia hiilidioksidia vuodessa.
Kaupungin liikenteenhallinta
10
42
32
Energiansäästö ilman
jarrutusta (MWh/v)
Säästöpotentiaali
(MWh/v)
Energiansäästö
jarrutuksella (MWh/v)
Energiansäästöpotentiaali jarrutusenergian talteenotossa
Vaikutus:
Lisävaikutus:
Parantunut liikenteen sujuminen kaupungissa
Toteutusaikataulu:
Keskitasoa
Kustannukset:
Keskitasoa
Peruste:
konsepti
Optimoitu liikenteenhallintajärjestelmä on käyttökelpoinen keino
alentamaan liikennetiheyttä ja sujuvoittamaan Helsingin liikennettä.
Tällainen järjestelmä sisältäisi seuraavat osat:
75
Liikenteenohjaus:
• koordinoidut kiinteät ajat
• eli vihreä aalto, jolloin autoille on esimerkiksi pääteillä useita vihreitä valoja peräkkäin, mikä mahdollistaa ajamisen pysähtymättä tien
päähän asti
• sääntöihin perustuva signaalisuunnitelmavalinta.
• tällöin etuajo-oikeus myönnetään edellä määriteltyjen tekijöiden
mukaan liikennesuunnitelman määräisesti. Esimerkki: jos stadionilla on jalkapallo-ottelu, kyseiselle tielle johtavien katujen liikennevalot säädetään näyttämään vihreää.
Liikenteenohjaus, johon sisältyy
• vaihtelevia opasteita: liikennetiedot ovat näkyvissä reaaliaikaisesti
teillä sijaitsevilla sähköisillä viestitauluilla
• pysäköinninohjausjärjestelmä: antaa tietoa pysäköintimahdollisuuksista
• liikennetietoja internetin/mobiililaitteiden välityksellä
Optimoidun liikenteenhallintajärjestelmän käyttöönotto tuottaa
monia etuja. Ensinnäkin se vähentää asukkaiden matkustusaikoja. Tällöin säästettäisiin 900 000 tuntia vuodessa, mikä jättäisi työntekijöille
enemmän aikaa muuhun toimintaan. Toiseksi se vähentää liikennettä
ja käytetyn polttoaineen määrää, säästää matkalaisilta rahaa ja parantaa kaupunkiympäristöä melun ja saasteiden vähentyessä. Jos kaikki
yllä mainitut liikenteenhallintaratkaisut otettaisiin käyttöön, CO2-päästöt vähenisivät 10 400 tonnilla vuodessa.
Bussien etuajo-oikeus ja liityntäpysäköinnin hallintajärjestelmä
Bussien etuajo-oikeus ja liityntäpysäköintijärjestelmä
Vaikutus:
Lisävaikutus:
Julkisen liikenteen parempi houkuttelevuus
Toteutusaikataulu:
Keskitasoa - helppo
Kustannukset:
Vähäiset
Peruste:
konsepti
76
Tämä ratkaisu koostuu kahdesta osasta:
• julkisen liikenteen suosimisesta, jolloin annetaan vihreä valo ensisijaisesti julkisille liikennevälineille, kuten raitiovaunuille tai busseille
• liityntäpysäköintilaitokset, jotka koostuvat keskustan liepeillä
olevista pysäköintijärjestelmistä, antavat keskustaan suuntaaville
autoilijoille mahdollisuuden pysäköidä autonsa muutaman kilometrin päähän ja jatkaa matkaa julkisilla kulkuvälineillä.
Tällaisen busseja suosivan liityntäpysäköintiratkaisun suurin etu
olisi suosia siirtymää autoista julkiseen liikenteeseen, vähentää liikenneruuhkia ja näin myös yksityisten ajoneuvojen aiheuttamia saasteita.
Hiilidioksidipäästöjen kokonaisvähennykset olisivat 2 000 tonnia, ja
saavutetut hyödyt kattaisivat ohjauskustannukset
Kaupungissa liikkuminen ei ole koskaan ollut helpompaa. Nykyisin
suurimpana haasteena on matkustustavan valinta. Seutuliikenneviranomaisen perustamisen jälkeen julkisen liikenteen infrastruktuuri on
parantunut huomattavasti, mutta tärkein muutos on ollut erilaisten liikennevälineiden yhdistäminen tietylle reitille.
Ennen vanhaan matkustustapaan ei kiinnitetty juurikaan huomiota. Kuljettiin autolla, junalla tai raitiovaunulla, kunhan päästiin
keskustaan. En ikinä kyseenalaistanut matkani tarpeellisuutta, mutta
nykyään voin arvioida, onko minun pakko matkustaa, ja jos matkustan, suunnittelen matkani päästäkseni määränpäähäni nopeasti ja
tehokkaasti.
Helsingin julkinen liikenne on aina toiminut hyvin, mutta yksityisautoilu oli selvästi valtaamassa alaa. Kun sähköautot yleistyivät
vuonna 2013, ilman laatu parani, mutta liikenneruuhkat pysyivät
entisellään. 2010-luvun lopussa julkinen liikenne kattoi alle 45 %
tehdyistä matkoista, vaikka maksoimme kaikki edelleen julkisen
liikenneverkoston ylläpidosta ja kaikesta siitä hukkaan menneestä
ajasta, jonka käytimme matkustamiseen tai liikenneruuhkissa istumiseen. Tämä kaikki maksoi kaupungille noin 4,5 miljardia euroa
vuosittain, eli kaupunkiliikenteen radikaali uudistaminen oli selvästi
tarpeen.
Läpimurto tapahtui, kun päätettiin yhdistää integroitu matkustaminen toimenpiteisiin, joiden tarkoituksena oli rohkaista matkustajia tekemään oikeita päätöksiä. Tällöin parannettiin ruuhkanhallintaa ja sijoitettiin turvalliseen, puhtaaseen ja tehokkaaseen
julkiseen liikenteeseen. Tietopalveluiden avulla matkustajat saattoivat luoda räätälöityjä matkasuunnitelmia, jotka optimoitiin automaattisesti odotusajan ja ruuhkien vähentämiseksi. Nämä tiedot annettiin käyttöön julkisissa langattomissa verkoissa, jolloin
matkustajia voitiin ohjata jatkoyhteyksien suhteen, ja liikenteen
tarjoajat saattoivat muuttaa ja synkronoida saapumis- ja lähtöaikojaan. Tiedonsiirtoverkko mahdollisti etäyhteydet, joiden avulla
voitiin toteuttaa asioita, jotka ennen edellyttivät siirtymistä paikasta toiseen. Matkustaminen oli siis helpompaa, mutta lisäksi
myös maksaminen oli huomattavasti yksinkertaisempaa. Älypuhelimella saattoi maksaa ennalta tai käyttää etälukukorttia. Suurin
ero oli siinä, että matka maksettiin alusta loppuun kerralla eikä
erikseen esimerkiksi auton vuokrasta, raitiovaunusta ja junasta.
Kuukauden lopussa tuli yks lasku, joka myös osoitti, että matkat
on suunniteltu halvimman mahdollisen reitin mukaisesti.
Vuonna 2030 matkustaminen on kokonaan toisenlaista. Pitkien
matkojen sijasta pysytään samalla alueella. Liiketoiminnasta huolehditaan etäyhteyksien avulla ja paikallisten yhteistyökumppaneiden kanssa.
Tärkeitä matkoja tehdään edelleen. Niillä on tarkoitus, ja ne on
suunniteltu asianmukaisesti. Yhteisautoilupalvelut ja julkinen liikenne ovat käytössä. Tapaamiset ovat kaupungin keskusasemilla. Päiväohjelmat suunnitellaan pikemminkin lopputuloksen kuin matkasuunnitelmien mukaisesti.
Vuonna 2030 omaa autoa ei tarvita, eikä autosta siis tarvitse
maksaa silloin, kun sitä ei käytetä. Plug-in-hybridiauto varataan
kaupungin vuokrapalvelun kautta. Myös pakettiautot tai vaikkapa
sähköpyörät voidaan vuokrata tarpeen mukaan ja säästää samalla
rahaa. Eniten muutokset näkyvät elämänlaadussa: kaupunki on
puhtaampi, ilma on raikkaampaa ja monia autojen pysäköintialueita on muutettu takaisin puistoiksi ja leikkikentiksi. Kaikkein
parasta on kuitenkin se, että ruuhkien sijasta aikaa voi käyttää johonkin mielekkääseen.
Haastattelu
Tulevaisuudessa Helsinki keskittyy enemmän älykkäisiin liikenneratkaisuihin liikenneympäristön parantamiseksi. Myös liikenneratkaisujen kehittäminen uusille keskusta-alueille, kuten Jätkäsaareen,
Kalasatamaan, Hernesaareen ja Pasilan keskustaan, on tärkeä asia.
Lisääntyvistä liikennevirroista huolehditaan monin tavoin, esimerkiksi uusia tietunneleita tarvitaan. Pyöräily- ja kävelyolosuhteiden
kehittäminen on myös olennainen osa mukavampaa liikenneympäristöä, sillä kaupunginvaltuuston tavoite on kaksinkertaistaa pyöräilyn osuus. Lisäksi Helsingin yleisten pysäköintiratkaisujen konsepti
uudistuu. Tarpeet ja tulevaisuuden pysäköintivaatimukset otetaan
huomioon, kun tämänkaltainen kattava politiikka kehitetään kaupungissa ensimmäistä kertaa. Julkisella liikenteellä on jatkossa hyvin tärkeä rooli Helsingin liikennepolitiikassa, kuten tähän astikin
1970-luvulta saakka.
Ville Lehmuskoski,
liikennesuunnitteluosaston johtaja, HSL
Kestävän
kehityksenurbaani
Helsinki
77
78
80
83
Keinot ja suositukset
CO2-päästöjen vähentämiseksi
83
86
Johtopäätös
87
Tapaustutkimus:
Vuosaaren vihreä satama
Vuosaaren satama voi vähentää
hiilidioksidipäästöjä noin 2 %.
Se säästäisi 1 060 tonnia
hiilidioksidia vuodessa.
79
Tapaustutkimus:
Vuosaaren vihreä satama
M
eriliikenteen taloudellinen paino on lisääntynyt, ja meriliikenteen
infrastruktuuriin onkin alettu vähitellen sijoittaa. Meriliikenne on
lisääntynyt valtavasti Itämeren alueella 1990-luvun puolivälistä vuoteen
2007. Vuosien 1997 ja 2007 välillä käsiteltyjen lastien yhdistetty määrä kasvoi 42 %, keskimäärin 3,6 % vuodessa. Vuonna 2010 neljännes
maan tavaraliikenteestä kulki Helsingin satamien kautta, lukuun ottamatta nestemäistä ja kiinteää bulkkilastia. Tuolloin Helsingin satamien
markkinaosuus oli 33 % konttiliikenteestä, 57 % kumipyöräliikenteestä
(kuorma-autot ja perävaunut) ja 75 % matkustajaliikenteestä. Tämä
kasvu korosti maailmanlaajuisena trendinä satamien ja niiden infrastruktuurin kasvavaa ympäristövaikutusta. Samanaikaisesti kestävyyden
painottaminen on tuonut esiin satamien tärkeän roolin tulevaisuudessa
ilmastonmuutoksen selättämiseksi.
Tässä tapaustutkimuksessa Vuosaaren satamasta pyritään luomaan
lähestymistapa kestävään satamanhallintaan. Siinä tarkastellaan neljän avainalueen (rakennusten, valaistuksen, kuljetuslogistiikan ja konttiterminaalien) optimointikeinoja ja pyritään esittämään potentiaaliset
vähennykset näille alueille. Vuosaaren satamaa käyttävät seuraavanlaiset alukset:
• Tankkialukset: nestemäisen massan kuljetukseen suunniteltuja
aluksia. Tankkialusten päätyyppejä ovat öljytankkerit, kemikaalitankkerit ja nesteytetyn maakaasun tankkerit
27,506
49,841
11,031
11,305
Yhteensä
Laivat
Sataman vuosittaiset CO2-päästöt (tonneina)
80
Liikenne
Rahdin
käsittelykoneisto
• Bulkkilasti: tavaralasti, joka kuljetetaan paketoimattomana
suurissa erissä.
• Rahtilaivat: mikä tahansa laiva tai alus, joka kuljettaa rahtitavaraa, hyödykkeitä ja materiaaleja satamasta toiseen.
• Ro-ro: nimi tulee lyhenteestä Roll-on/roll-off. Laiva tai alus, jota
käytetään pyöräajoneuvojen kuljetukseen.
• Risteilyalus: matkustaja-alus, jota käytetään huvimatkoilla, joilla
itse matkustus ja laivan huvitukset ovat osa kokemusta yhdessä
matkakohteiden kanssa.
• Konttialus: rahtialus, joka kuljettaa kuorma-autojen kokoluokkaa
olevia kontteja konttijärjestelmä-tekniikan avulla.
• Lautta: kulkuväline, yleensä vene tai joskus laiva, jota käytetään
lähinnä matkustajien sekä toisinaan ajoneuvojen ja rahdin
kuljettamiseen vesiteitse.
Vuosaaren satama sijaitsee Suomenlahden pohjoisrannikolla, Vuosaaren 40 000 asukkaan lähiössä 14 kilometriä Helsingin keskustasta itään. Satama avattiin marraskuussa 2008, ja se keskittyy
rahtitoimintoihin, jotka aiemmin käsiteltiin keskustan läheisissä
satamissa (länsi- ja pohjoissatamissa). Ne on siirretty antamaan
rakennustilaa uusille asuinalueille. Vuosaaren hanke on Suomen
satamasektorin suurin koskaan tehty investointi, ja se loi alueelle
7 000 työpaikkaa. Investointikulut olivat väylä- ja takamaayhteydet
mukaan lukien lähes 700 miljoonaa euroa.
Vuosaaren 240 hehtaarin satama tarjoaa satamien perusinfrastruktuurin, johon kuuluu satamalaitureita, varastoalueita, teitä, verkostoja
ja valaistusta. Kolme terminaalioperaattoria Finnsteve, Steveco ja Multi-Link Terminals tekivät investointinsa vastaavien terminaaliensa mukaisesti sekä huolehtivat rahtien käsittelykoneistosta ja järjestelmistä.
Nykyisin varasto- ja terminaalirakennukset kattavat 140 000 neliömetrin alueen. Sataman vuosittainen konttiliikenne on 403 000 TEU. Satama ja sen logistiikkakeskus on suunniteltu mukautumaan kansainvälisen
kaupan kasvuun ja kehitykseen. Ne on suunniteltu pitkäaikaista käyttöä
varten, ja viime vuosien taloudellisen kehityksen vuoksi sataman rahtikapasiteetti on huomattavasti suurempi kuin mitä tällä hetkellä on käytössä.
Yli 480 000 kuorma-autoa ja puoliperävaunua vaihtavat kuljettamansa tavaran vuosittain. 70 % näistä kuorma-autoista ohjataan automaattisesti oikealle portille ANPR (Automatic Number Plate Recognition) -järjestelmän avulla. 11 kilometrin ratapituudella keskimäärin viisi
junaa saapuu satama-alueelle päivittäin kuljettaen 10 % sataman koko
tavaraliikenteestä.
Vuosaaren satamalla on suuri kasvupotentiaali. Sekä ro-ro että
konttien käsittely vaativat suuria alueita varastoyksiköille. Sataman
infrastruktuurin ro-ro-käsittelyn arvioitu vuosittainen kapasiteetti on
700 000 - 800 000 kuorma-autoa ja perävaunua. Satama on suunniteltu noin 1,3 miljoonan TEU:n vuosittaista konttiliikennettä varten.
Satama pystyy käsittelemään vuosittain 10 miljoona tonnia lastia, josta
ro-ro:n osuus on 60 % ja konttien 40 %. Määrä voidaan siis nostaa kolminkertaiseksi nykyiseen käsittelykapasiteettiin verrattuna lisäten vain
välineistöä tarpeen mukaan. Tulevaisuudessa suunnitellaan kymmenen
junan ja 4 000 ajoneuvon sekä arviolta 450 000 kontin käsittelykykyä.
Vuosaari on toteuttanut erilaisia toimia lisätäkseen ympäristöystävällisyyttään. Se on saanut ympäristöystävällisille satamille myönnettävän ESPO-palkinnon toimintansa (muun muassa tie- ja raidetunneleilla toteutettavan meluntorjunnan sekä vuotaville konteille
tarkoitettujen säiliöiden) ansiosta. Sen jokaisessa satamapaikassa
on suljettavat sadevesikourut, hajunpoistolaitteisto sekä viemäriyhteydet kussakin laiturissa. Vuosaaren satamalla on lisäksi valmiudet
liittää alukset maasähköjärjestelmään. Satama valitsi käyttöönsä valaistusteknologian, joka minimoi valon sironnan ja antaa lähialueen
eläimille rauhaa. Satama on lisäksi luonut valmiin ympäristöntarkkailujärjestelmän pinnan ja pohjaveden, vesiteiden ja kalojen sekä
lintujen ja kasvien tarkkailuun. Satama-alueen suunnittelussa ja rakennuksessa huolehdittiin kestävien rakennusmateriaalien käytöstä.
Vuosaaren satama ei erotu ainoastaan korkealuokkaisen arkkitehtuurinsa ansiosta. Se on myös pitänyt huolta aikaisempien satama-alueiden ympäristöystävällisestä purkamisesta sekä niiden saastuneen
maaperän puhdistamisesta.
Satamalla on kattava energiansäästösuunnitelma, ja se toimii
ISO 14001 -ympäristönhallintastandardin mukaisesti. Se kattaa asianmukaiset ympäristösäädökset ja niiden vaatimukset kaikelle satamatoiminnalle. Valaistuksen energiatehokkuus mitataan, ja sataman
kokonaismatka-ajat ovat matalia. Sataman hallinto myös valmistelee
satamanlaajuisen sarjan CO2-päästöjä ja energiaa säästäviä tavoitteita.
Tiedot näistä toimenpiteistä on välitetty kaikille sataman sidosryhmille.
Parantamisen varaa on edelleen, sillä tätä energian optimointiprosessia
ei ole vielä käsitelty jatkuvana parannusprosessina, vaan sarjana kertaluonteisia toimenpiteitä. Satama ei ole myöskään käyttänyt ESPO:n työkaluja. Satama on laskenut CO2-tavoitteensa ja tiedottanut niistä, mutta
ne eivät ole linjassa sen tulevaisuuden investointien kanssa. Löydöksiä
ja toimenpiteitä ei ole tähän mennessä vahvistettu kestävyysraportissa.
Satama mittaa energian kulutusta, ja se on ottanut käyttöön tarkistusjärjestelmän valvomaan valaistukseen sovellettavien energiatehokkuustoimenpiteiden vaikutusta. Satama on onnistunut vähentämään
energian kulutustaan huomattavasti vuonna 2010 saavuttaen 10 prosentin vähennykset vuosittaisesta tasosta.
Energian kulutusta ei kuitenkaan mitata muista sähköä kuluttavista laitoksista, kuten toimistoista, varastotiloista ja tietullijärjestelmistä.
Näiden alueiden huomattavia energiansäästömahdollisuuksia ei siis ole
otettu huomioon. Käyttöön otettujen energiatoimenpiteiden valvontaan ei ole tarkkailujärjestelmää.
Läpikulku ei myöskään ole tehokasta, koska satama-alueen sisällä
oleva terminaalioperaattoriportti toimii manuaalisesti. Lisäksi vain 10 %
rahdista kuljetetaan junilla. Energian optimointia varten ei ole asennettu geotermisiä lämmitys- tai jäähdytysjärjestelmiä eikä jatkuvia ja standardoituja prosesseja. CO2-päästöjä ei ole analysoitu läpikotaisin.
Yli 40 % kaikesta ostetusta sähköstä perustuu kaasuun ja 8 % uusiutuviin energialähteisiin. Satama käyttää perinteistä energiaa tuulitai aurinkoenergian, biomassan tai geotermisen energian sijaan.
Palveluntuottajien aiheuttamia epäsuoria päästöjä ei myöskään oteta mukaan laskuihin. Se ei käytä jätteestä-energiaksi-järjestelmiä
eikä energiatehokkuuden ohjeita energiaa ostaessaan. Käytetty
sähkö perustuu kaupungin energialaitoksen toimituksiin.
Valaistus
260 hehtaarin ulkoalue on valonlähteiden (tornit) kattama, joista 80 kpl
on 40 m korkuisia ja 40 kpl on 30 m korkuisia. Jokaisen tornin huipulla
on aluevalaisimet. Kunkin tornin huipulla on keskimäärin kahdeksan
aluevalaisinta, joista yhdessä on kaksi HID-lamppua (yksi 600 W suurpainenatriumlamppu (NAV) ja yksi 400 W monimetallilamppu (HQI-T)),
joiden kokonaiskulutus on noin 3,3991 MWh vuodessa. Valaistusta ohjaa SCADA-järjestelmä (Supervisory control and Data Acquisition). Valonlähteitä voidaan ohjata joko manuaalisesti (PC:n tai GSM:n kautta)
tai automaattisesti.
Kunnossapitoalueen kahdeksassa hallissa on yhteensä 31 kpl
1x49 W T5 valonlähdettä (Philips Idman 471 TMS) ECG:illä varustettuna. Näitä hallitaan manuaalisella on/off-katkaisimella. Tiloja
käytetään suhteellisen harvoin ja valaistuksen sammuttaminen voi
helposti unohtua.
Kaksoislaitureilla VC1 ja VC2 on molemmilla puolilla valorampit, jotka on varustettu 300 tyypin 2x58 W + CCG valonlähteellä joissa lisänä T8 FL kylmiin oloihin. Asennettu kokonaisteho on 34,8 kW + CCG-häviöt. Rampit kytketään päälle ja pois
manuaalisesti. VC1:n valonlähteet ovat toiminnassa noin 100
h/kk ja VC2:n noin 150 h/kuukausi, mikä vastaa 21 MW vuodessa VC1:lle (12 kk * 100 h/kk * 17,4 kWh) ja 31 MW VC2:lle
(12 kk * 150 h/kk * 17,4 kWh)
Liikenne
Vuosaaren sataman liikenne on järjestetty seuraavasti: Kuorma-autot
tulevat satamaan sisääntuloportista, jota sataman hallinto ohjaa joko
sähköisillä tai manuaalisilla luvilla. Sisääntuloportilla APRN-kamerat
tunnistavat, onko kuorma-autolla ajolupa satamaan, ja tällöin sähköiset
opasteet näyttävät reitin auton kohdeterminaaliin. Jos kuorma-autoa ei
ole rekisteröity sähköiseen järjestelmään, se pysähtyy sisääntuloportilla
ja hakee lupaa läpikulkuun satamatoimistolta.
Sataman analyysi on tuottanut lupaavia tuloksia. Logistiikassa
Vuosaaren satama tuottaa hyviä tuloksia. Useita tehokkaita toimintoja on käytössä, esimerkiksi täysin automaattinen satama-alueen
porttijärjestelmä. Tällöin kokonaismatka-aika satamassa on lyhyt.
Satama on yhteydessä valtatiehen tunnelin kautta ja liikenneruuhkien aikana kuorma-autot voivat käyttää vaihtoehtoista reittiä. Satama tarvitsee silti yhä parannuksia, sillä terminaaliporttien hallinta
manuaalisesti aiheuttaa viivästyksiä liikenteessä sekä lisääntyneitä
CO2-päästöjä. Kuorma-autoille ei myöskään ole pysäköinninohjausjärjestelmää, ja vain 10 % rahdista kuljetetaan junilla. Satamaajoneuvot eivät toimi sähköllä.
Satamalla on monia haasteita liikenteen suhteen. Koska teiden
määrä satama-alueelle ja sieltä pois on rajoitettu, nämä tiet ovat
usein ruuhkaisia. Kapasiteetin lisääminen suurien kaupunkien lähistöllä on kallista. Konttikierron tulee olla mahdollisimman lyhyt, sillä
81
satama-alueen konttien varastoalue on rajoitettu. Koska tieruuhkat
ovat pullonkaula sataman muille toiminnoille, muiden liikenneyhteyksien kapasiteettia tulisi kasvattaa.
Optimoitu liikennekonsepti parantaa satama-alueen käyttöä kuorma-autojen vaivattoman saapumisen ja poistumisen ansiosta. Se ratkaisee myös sataman lähialueen ruuhkaongelmia. Se luo kilpailukykyetuja,
jotka perustuvat parannuksiin kuljetus- ja varustamoyhtiöiden hyväksynnässä ja näin ollen kasvupotentiaalia tulevissa liiketoiminnoissa.
Näiden kolmen terminaalin operaattoreilla Steveco, Multilink ja
Finnsteve on käytössään kymmenen konttinosturia 1,5 km:n pituisella
konttilaiturilla. Konttilaiturilla on lisäksi 15 ro-ro-laituria, kaksi kaksoisramppia ja huoltoalue raskaalle liikenteelle. Operaattorien toiminta
satamassa on ympärivuorokautista kaikkina viikonpäivinä. Terminaalioperaattorit Steveco ja Multilink eivät omista rakennuksia tai toimitiloja. Finnsteve sen sijaan omistaa kolme terminaalia, joiden 55 000 neliömetrin kokonaispinta-alasta 40 000 kuuluu satama-alueeseen.
Kestävän kehityksen kannalta Finnsteven toiminta on logistiikan
ja energianlähteiden osalta tehokasta. Yhtiön energiankulutuksessa ja energiansäästösuunnitelmissa on kuitenkin parannettavaa.
Finnsteven logistiikkaa on jo tehostettu erilaisilla toimenpiteillä
kuten varustamalla portit automaattisella rekisterikilpien ja konttinumeroiden tunnistuksella sekä automaattisilla säteilymittareilla.
Raskaan liikenteen portit on varustettu valvontakameroilla ja terminaalissa on ratayhteys. Logistiikassa on silti parannettavaa, sillä
portteja ei ole varustettu automaattisilla röntgenskannereilla, automaattivaaoilla tai automaattisella kuljettajan tunnistuksella.
Terminaali julkaisee vuosittain raportin energiasäästöistä
ja hiilidioksidipäästöjen vähennyksistä. Terminaali aikoo ottaa
ISO 14001 -standardin käyttöön, ja kaikille sidosryhmille tiedotetaan energiatavoitteista ja toimenpiteistä.
CO2-päästöjen tai energiankulutuksen vähentämiseksi ei ole
vielä koko terminaalin kattavaa tavoitetta. Ympäristöasioille ei ole
määrättyä budjettia, eikä ilmoitettua hiilijalanjälkeä ole tarkastettu
riippumattoman kolmannen osapuolen toimesta.
Finnsteven terminaalin on yhä parannettava toimintaansa energiankulutuksen osalta. Vaikka sähkökäyttöisiin laitteisiin (nosturit)
on asennettu jatkuva valvonta ja järjestelmä valvoo toteutettujen
energiatehokkuustoimien vaikutusta, valaistusjärjestelmien ja
82
ohjauslaitteiden valvontalaitteistoa ei ole asennettu. Lisäksi yksittäisten alueiden energiatehokkuutta ei mitata eikä päästöjä ole
sisällytetty laskelmiin (polttoaineen-, sähkön- ja lämmönkulutus sisällytetään tulevaisuudessa laskelmiin).
Suurten tilojen energiansäästöpotentiaali tunnetaan. Finnsteven toiminnot ovat uusia ja tehokkaita, koska IT-järjestelmät ovat
vain kaksi vuotta vanhoja ja nosturit kolme vuotta vanhoja. Finnstevellä ei kuitenkaan ole potentiaalia energian talteenottamiseen,
sillä sen energianhallintajärjestelmää ei ole kytketty hallinnan suoritusjärjestelmään. Käytössä ei ole myöskään online-valvontajärjestelmää rakennusten ja laitteiston energiatehokkuuden ja suorituskyvyn tarkkailuun. Terminaalin käyttötehokkuus voidaan optimoida
ja sen päästöjä voidaan vähentää ottamalla käyttöön hallinnan suoritusjärjestelmä. Terminaalin kulkuneuvot esilämmitetään, mikä parantaa päästöjä kylmissä ilmasto-oloissa etenkin moottorien käynnistyksen yhteydessä.
Energianlähteiden optimoimiseksi Finnsteve on investoinut sekä
nostureiden energian talteenottotekniikkaan että energian yhteistuotantoon (yhdistetty lämmitys ja sähkö, CHP) jota käytetään terminaalissa. 43 % kaikesta ostetusta sähköstä perustuu kaasuun ja
8 % uusiutuviin energialähteisiin. Energiaa ostettaessa olisi silti järkevää seurata energiatehokkuuden ohjeistuksia. Valitettavasti näin
ei vielä tehdä. Energian hankinta perustuu sataman tarjontaan.
Tavaroiden ja liikenteen hallinta sataman sisällä ja sen ulkopuolella ovat sataman haasteista tärkeimpiä. Rahdinkäsittely, liikenteenhallinta ja varastotoiminnot vaativat optimaaliset järjestelyt,
jotta hallinta olisi sujuvaa ja tehokasta Vuosaaren satama on tässä
suhteessa ottanut käyttöön huippuluokan prosesseja optimoidakseen ympäristösuojelun ja taloudellisen tehokkuuden. Sataman
liikenteen hallinnassa käytetään sisäänkäynnillä sijaitsevaa hahmontunnistusjärjestelmää, joka tunnistaa satama-alueelle sallitut
ajoneuvot ja mahdollistaa liikenteen tiukan valvonnan. Lisäksi kulkulupa vaaditaan pääsyyn sataman eri porteille. Tämä liikenteenhallintajärjestelmä vähentää toimintokuluja, optimoi turvallisuuden ja
lisää porttien kulkukapasiteettia. Samoin Vuosaaren satama-alueen
ulkopuolelle on suunniteltu tehokas liikenneverkosto. Pääportille
johtaa molempiin suuntiin kaksikaistainen, moottoritiemäinen tie.
Satamasta lähdettäessä kuorma-autot ohjataan suoraan kehätielle,
joka johtaa valtateille, ja satamarata yhdistyy päärataverkkoon Keravalla (30 kilometriä Helsingistä pohjoiseen). Vaunut liitetään juniin satama-alueen ulkopuolella olevalla järjestelyratapihalla ja lähetetään suoraan kohteisiinsa. Tämä liikenneverkko parantaa sekä
tie- että raideliikennettä, ehkäisee liikenneruuhkat ja pullonkaulat
ja minimoi liikenneriskit.
Kestävästä kehityksestä on tullut satamille todellinen huolenaihe,
mutta saavutukset vaihtelevat suuresti satamien välillä. Vuosaaren satama on sitoutunut ympäristöaloitteisiin, kuten julkaisemalla
vuonna 2009 Environmental responsibility and innovation -raportin, joka tarjoaa arvioinnin ympäristövaikutuksista (YVA) ja paljastaa
ympäristön saaman arvon päätöksentekoprosessissa, sekä satamalle
myönnetyllä ympäristönhallinnan ISO 14001 -sertifikaatilla. Vaikka
satama on toteuttanut useita toimenpiteitä vähentääkseen toimiensa ympäristövaikutusta, jotkut näistä ovat erityisen tärkeitä ja niitä
kuvaillaan tarkemmin jäljempänä.
Kuten The ESPO/ecoports port environmental review 2009 -katsaus
paljastaa, melu on ensimmäinen ympäristönsuojelun prioriteetti satamille, etenkin Vuosaaren tapaan asutusta lähellä sijaitseville satamille.
Meluntorjuntaa korostaa lisäksi EU:n ympäristömeludirektiivi vuodelta
2002. Direktiivin tavoitteena on melun haitallisten vaikutusten, mukaan lukien häiriöiden, ehkäiseminen, estäminen tai vähentäminen
priorisoinnin avulla. Direktiivissä on useita alueita, jotka koskevat satamien terveys- ja ympäristöasioista vastaavia virastoja ja laitoksia.
Liikenteen melun aiheuttamia haitallisia seurauksia lieventämään ja
estämään on tehty useita toimenpiteitä, kuten teiden ja raiteiden tunnelointi, nopeusrajoitukset sekä meluaidat. Sataman melun vaimentamiseksi on käytetty uutta ääntä vaimentavaa ja energian kulutusta
vähentävää materiaalia.
Toisenlainen saaste, joka voi häiritä Natura 2000-alueen ekosysteemiä (vaikutuksia lintuihin ja yölajeihin) sekä mahdollisti lähialueen
asukkaita, on valosaaste. Satamaan valittiin tasapainotettu yhdistelmä
kylmän valkoista ja lämpimän oranssia valoa värintuottoa ja turvallisuutta varten, jotta sataman ulkovalaistuksen vaikutukset saataisiin mi-
nimoitua satama pystytti myös 40-metrin valomastot tehokkailla häikäisysuojilla ja hajavalon rajoittimilla, jotka testattiin, sekä mittauksilla,
jotta hajavalon määrä ulkoilu- ja suojelualuilla minimoituisi. Valaistuksen hallintajärjestelmä ohjaa satamavaloja MicroSCADA-järjestelmällä,
joka optimoi valaistusta ja sähkönkulutusta.
Kaikissa sataman laitureissa on talteenotto mustalle ja harmaalle
vedelle ja se on yhdistetty viemärijärjestelmään. Siten rahtialukset
voivat tyhjentää jätevetensä Helsingin kaupungin viemäriverkkoon
puhdistettavaksi.
Keinot ja suositukset
CO2-päästöjen vähentämiseksi
Seuraavassa on yleiskuvaus Vuosaaren sataman tehokkuutta ja
kestävyyttä parantavista keinoista ja ehdotuksista. Ensin esitellään
tärkeimmät rakennustekniikan parannuksiin liittyvät keinot ja ehdotukset, jonka jälkeen esitellään valaistuksen ja liikenteen parannuksiin liittyvät havainnot.
Valaistus
Sataman valaistus
Vaikutus:
80 tonnia hiilidioksidia vuodessa
Lisävaikutus:
Pienemmät käyttökustannukset
Toteutusaikataulu:
Keskitasoa - helppo
Kustannukset:
Vähäiset
Peruste:
konsepti
BAU-lähtötilanteesta sataman energian kulutusta voidaan parantaa
monin eri toimenpitein.
Alueen ulkovalaistukseksi suositellaan kahden HDP-lampun yhdistelmää, sillä HDP-lamppujen tehokkuus on jopa 150 lm/W, mikä
83
on paljon enemmän kuin voimakkaimpien ulkokäyttöön tarkoitettujen LED-valonlähteiden vain 50 lm/W tehokkuus.
Tärkein potentiaali on sataman varastoissa, vaikka valaistusta käytetään harvoin. Jos valot laitetaan päälle ja sammutetaan
vain tarvittaessa, vuosittainen kulutus on noin 4,4 MW. Jos valot
unohdetaan sammuttaa ja jätetään päälle, vuosittainen kulutus on
noin 106 MW. Muuntaja- ja kunnossapitohallit kuluttavat arviolta
4,4-106 MW. Liikkeentunnistimen asentaminen säästäisi jopa 96 %
kulutetusta energiasta, vaikka kunnossapitohallien arviointi oli valaistuksen manuaalisen hallinnan vuoksi melko epätarkkaa.
Laituri C vaatii noin 52 MW (21 MW + 31 MW). Lisäämällä päivänvalotunnistimilla varustetut liikkeentunnistimet voitaisiin päästä jopa 50–70 % säästöihin. Lisäksi jos T8-lamput korvataan OSRAM
LED-valaisimilla, nykyään kulutetusta energiasta voidaan säästää
jopa 80 %.
Toimistojen ja rakennusten sisävalaistus on jo optimoitu. Valonlähteet olivat uudenaikaisia ECG-valaisimia T5 FL- ja CFL-valonlähteillä. Tällä hetkellä ei ole parannustoimenpiteitä, sillä valaistuksen
hallintajärjestelmä on jo optimoitu eikä tarvitse parannuksia.
Sähköautoja satama-autojen tilalle
Vaikutus:
Lisävaikutus:
muiden ilmansaasteiden väheneminen
satamassa
Toteutusaikataulu:
Keskitasoa
Kustannukset:
Keskitasoa
Peruste:
Kaupungin tutkimusyhteistyön määrittämä
Liikenne
Pääasialliset keinot liikenteen parantamiseksi Vuosaaren satamaan ja
sen sisällä ovat optimoida liikennevirrat satamaan ja sieltä pois, toiseksi optimoida odotusajat porteilla ja kolmanneksi optimoida matkustusajat satama-alueelle.
Valtatieverkkoon liitetyt rahtisatamat sekä kuorma-autoliikenne aiheuttavat liikenneruuhkia. Toisaalta näitä ruuhkia voidaan vähentää ja
välttää optimoimalla liikennevirta dynaamisen reitityksen, valtateiden
telemaattisten järjestelmien ja navigointijärjestelmien dynaamisen tiedonsaannin avulla
Liikennevalojen sijainti erityisopastesuunnitelmalla
Liikenne
Porttimaksu manuaalisen luvanmyöntämisen sijaan
Vaikutus:
Lisävaikutus:
tehokkaammat satamatoiminnot
Toteutusaikataulu:
Helppo
Kustannukset:
Vähäiset
Peruste:
konsepti
Satamatoimiston päästöt
1%
Satama-alueella
ajavat rekat
47%
Porttien yhdistelmä
Vaikutus:
Lisävaikutus:
tehokkaammat satamatoiminnot
Toteutusaikataulu:
Helppo
Kustannukset:
Vähäiset
Peruste:
konsepti
84
Sataman kuorma-autojen CO2-päästöt
Toisella portilla
pysähtyvät rekat
53%
-28%
3200
867
Yhteensä
Automaattinen
rekisterikilven tunnistus
Muuttuva
opastintaulu
Liikennevalot
Yksi
automaattinen
porttijärjestelmä
9
18
2306
Erikseen
ostettavan
luvan hinta
Sähköautojen
käyttö
Jäljelle jäävät
CO2-päästöt
Sataman kuorma-autoliikenteen CO2-päästöjen vähennyspotentiaali
Sataman älykäs liikenteenhallinta
Automaattinen
rekisterikilven tunnistus
Lisäksi liittymä radioasemille, vaihtuvat opasteet sekä nykyisen raidekapasiteetin laajentaminen vähentäisivät ruuhkautunutta liikennettä, vaikka viimeisin vaatiikin pitkän aikavälin ponnistuksia.
Satama aiheuttaa vuosittain 3 217 600 kg CO2-päästöt, joista
1 700 000 kg aiheutuu kuorma-autojen joutuessa pysähtymään manuaalisesti ohjatuilla porteilla ja 1 500 000 kg aiheutuu kuorma-autojen
ajaessa satama-alueella.
Porttien lähemmällä tarkastelulla havaitaan parannusmahdollisuuksia. Ensin täytyy tarkastella sisääntuloporttien ja operaattoriporttien eroja. Sataman sisääntuloporttia ohjataan täysin automaattisesti.
Näin ollen vain muutaman kuorma-autonkuljettajan, jolla ei ole sisäänajolupaa, täytyy kävellä satamatoimistoon. Sitä vastoin operaattoriportit toimivat manuaalisesti, mikä johtaa suuriin CO2-päästöihin moottorien käydessä sisäänajolupaa odottaessa.
Eräs mahdollisuus CO2-päästöjen vähentämiseksi on yhdistää sisääntuloportit ja operaattoriportit. Näiden kahden porttityypin yhdistelmä säästää ajoneuvolta kahdesta neljään pysähdystä ja voi johtaa
jopa 860 000 kg vuosittaisiin CO2-vähennyksiin, jos seuraavat oletukset otetaan huomioon:
Muuttuva
opastintaulu
Porttien yhdistämiskartta
Kuorma-autojen CO2-päästöt
Kuorma-autoja päivässä
päiviä vuodessa
pysähdyksiä per ajoneuvo
Satamatoimiston aiheuttamat CO2-päästöt
2 000
2 000
7
7
365
365
365
365
4-8 (keskimäärin 6)
6
3
km per kuorma-auto satama-alueella
6
polttoainetta per pysähdys tai km (litraa)
0,15
0,26
0,03
0,045
CO2 per litra (kg)
2,64
2,64
2,4
2,4
1 700 000
1 500 000
1 100
16 500
CO2-päästöt vuosittain
Taulukko16: Kuorma-autojen CO2-päästöt
85
Hampuri, Portsmouth
Vähemmän melua ja päästöjä
Hampurin satama
Hampurin satama toimii hyvänä esimerkkinä tehokkaiden liikenneratkaisujen suhteen vähennettyään CO2-päästöjä liikennevirran
parannuksilla.
Hampurin satama on ottanut käyttöön ainutlaatuisen geotermisen rautatien pistelämmitysjärjestelmän, joka takaa sataman rautatielle turvallisen ja luotettavan toiminnan talvisaikaan. Melunvaimennustoimenpiteitä on tehty asukkaiden suojelemiseksi.
Altenwerderin konttiterminaalissa Hampurin satama käynnisti
pilottikokeen automaattisesti ohjattujen autojen (AGV, Automated
Guided Vehicle) valmistajan kanssa päästöttömästä, akkukäyttöisestä ajoneuvosta. AGV:t ovat paikallisesti päästöttömiä, ne eivät
tarvitse lähes ollenkaan öljyä ja lisäksi ne ovat luotettavia ja hiljaisia. Akustoissa on 360 kennoa, niiden tilavuus on 3,5 m³ ja käyttöaika 12 h.
Automaattisesti ohjatun kulkuneuvon malli
Portsmouthin satama
Portsmouthin satama on ottanut käyttöön useita toimenpiteitä
energiatehokkuuden parantamiseksi ja halunnut tässä yhteydessä
asentaa lämpöpumppujärjestelmän, sillä meren lämpötila pysyy
melko vakiona ja takaa näin tehokkaan ”lähteen” lämmitykselle ja
jäähdytykselle ympäri vuoden. Asennus sisältää satamanpuoleisen
voimalatilan, jossa on ensimmäisen asteen lämmönvaihtimet. Päävoimalatila sisältää lämpöpumput ja niihin liittyvät hallintalaitteet.
Järjestelmän suorituskykyä tarkkaillaan nykyisin.
Nykyisen järjestelmän COP-arvo on noin 4, eli 1 kW kulutettua
sähköä tuottaa 4 kW lämmitystä tai jäähdytystä.
Portsmouthin satama on silti varustettu varaboilereilla äärimmäisiä talviolosuhteita varten.
Lämpöpumppu Portsmouthin satamassa
86
Kestävän
kehityksenurbaani
Helsinki
Porttien tehokkuutta voidaan edelleen parantaa veloittamalla manuaalisesta luvasta. Kokemuksen mukaan huomattava määrä kuljettajista vaihtaa sähköiseen lupaan välttääkseen hinnan nousun. Tämä
säästää kuorma-autolta noin kolme pysähdystä päivässä vaihtamalla
sähköiseen lupaan ja johtaa yli 8 600 kg vuosittaisiin CO2-vähennyksiin
Kuorma-autoja per päivä:
2 000
Päiviä vuodessa:
365
Säästettyjä pysähdyksiä per ajoneuvo:
Polttoainetta per pysähdys (litraa)
0,15
CO2 per litra (kg)
2,64
Vuosittain säästetyt CO2-päästöt:
860 000 kg
Taulukko17: Porttien yhdistämistiedot
Odotusaika porteilla aiheutuu kuljettajalle tarpeellisen informaation hitaasta käsittelystä, kuten mihin terminaaliin mennä, mille laiturille
purkaa kuorma ja niin edelleen. Jos automaattinen järjestelmä tunnistaa
jokaisen kuorma-auton ja vaihtuvat opasteet osoittavat oikean tie vain
muutamalla liikennevalolla, odotusaika porteilla lyhenisi huomattavasti.
Lisäksi sataman yhdistäminen kevytraitiotie- tai metrojärjestelmään
matkustajalauttojen paikanvaihdoksen kanssa johtaisi ylimääräisiin
CO2-säästöihin sataman ja kaupungin välisen henkilöliikenteen vähentyessä ja näin ollen liikenneruuhkien vähenemiseen kaupungin keskustassa. Näin ollen satama tulee liittää nykyiseen metroon, joka päättyy
muutaman kilometrin päässä satama-alueesta.
Sähköiseen lupaan siirtyneet kuorma-autot per päivä:
10
Päiviä vuodessa:
365
Säästettyjä pysähdyksiä per ajoneuvo:
Polttoainetta per pysähdys (litraa)
0,15
CO2 per litra (kg)
2,64
Vuosittain säästetyt CO2-päästöt:
4 300 kg
Taulukko18: Sähköisen lupakäytännön tiedot
Jos sataman hallinto lisäksi vaihtaisi perinteiset autot sähköautoihin ja
satamaoperaattori ostaisi ympäristöystävällistä CO2-vapaata sähköä,
vuosittain voitaisiin vähentää 16 000 kg CO2-päästöjä.
Johtopäätös
Vuosaaren sataman käytössä on kattava joukko kestävän kehityksen toimenpiteitä ympäristöystävällisyyden parantamiseksi ja resurssien säästämiseksi. Etenkin logistiikassa sekä energiansäästössä ja -käytössä satamalla on käytössään monia keinoja ympäristöystävällisyyden tehostamiseksi,
mutta energiankulutuksessa parannukset ovat vielä mahdolliset.
Ottamalla käyttöön edellä suositellut toimenpiteet Vuosaaren satama voi vähentää CO2-päästöjään noin 2 %, mikä säästäisi arviolta
1 060 tonnia hiilidioksidia vuodessa.
49.841
-4%
27.506
22.335
84
890
21.361
CO2
yhteensä
Laivat
Perustaso
Valaistus
Liikenne
Optimoitu
Vuosaaren sataman kokonaissäästöpotentiaali
87
88
Rahoitus
Ekologisesti kestävän infrastruktuurin
kehittäminen edellyttää yksityisen sektorin
investointeja. Teknologialla on merkittävä
rooli kestävän kehityksen edistämisessä
kaupungeissa. Tarvitaan uusia rahoitusmalleja ja
-vaihtoehtoja kuten teknologiainvestointeja
ja puhtaan teknologian rahoitusta.
89
Rahoitus
P
uolet maailman väestöstä asuu kaupungeissa, ja kaupungistuminen on viimeisimpien ennustuksien valossa lisääntymässä edelleen. Ennustusten mukaan vuoteen 2030 mennessä kaupunkilaisten
määrä on kasvanut kahdella miljardilla ja noin 60 % maapallon väestöstä asuu kaupunkiympäristössä. Kaupunkikeskukset ovat nyt jo
vastuussa valtaosasta kasvihuonekaasupäästöjä, eikä ole yllättävää,
että myös maailmanlaajuinen energian ja resurssien tarve keskittyy
yhä enenevässä määrin näille alueille.
Jatkuvasti kasvavan väestön vaatimusten mukana pysyminen
asettaa valtavat vaatimukset kaupunkien infrastruktuurille. Kaupunkien on jatkuvasti investoitava sekä perusinfrastruktuurin kehittämiseen energian, veden ja liikenteen osalta että parannettava elintasoa
pitääkseen yllä taloudellista kilpailukykyään. Kypsät markkinat, kuten
USA ja Pohjoismaat, investoivat infrastruktuurinsa uudelleenrakentamiseen ja modernisointiin, kun taas maat kuten Kiina ja Intia rakentavat uutta infrastruktuuria talouskasvunsa tukemiseksi.
Kysymys kuuluu: kuka vastaa investoinneista aiheutuvista kuluista? Hallitukset ja julkisen sektorin toimijat ajavat infrastruktuurin kasvua, mutta myös yksityisen sektorin osallistumiselle on selkeä tilaus. Tämä on varmasti osasyy yksityisen ja julkisen sektorin
kumppanuussopimusten eli PPP-sopimusten maailmanlaajuisen lisääntymiseen. Dealogic Projectwaren mukaan vuonna 2010 solmittiin noin 224 PPP-sopimusta joiden arvo oli 75,3 miljardia dollaria,
kun vuonna 2009 vastaavia sopimuksia solmittiin 179 kappaletta
ja niiden arvo oli 56 miljardia dollaria. Tämä tarkoittaa yli 30 prosenttiyksikön kasvua. ”Tasainen kysyntä on tärkeä edellytys PPPmallien menestymiselle”, sanoo Roland Chalons-Browne, Siemens
Financial Servicesin toimitusjohtaja. ”Ottaen huomioon infrastruktuurisijoitusten pitkäikäisyyden, joka monissa tapauksissa on yli 10
vuotta, sijoittajat odottavat luotettavaa ja kauaskantoista suunnittelua infrastruktuurin kysynnän suhteen. Tällainen varma kysyntä
on olemassa esimerkiksi energian ja veden tarjonnan suhteen sekä
liikenneinfrastruktuurin osalta.”
Yksityiset sijoitukset ovat lisääntyneet, sillä infrastruktuuri, jota ei
perinteisesti ole pidetty kypsänä investointiluokkana on investoijien
tasaisesti kasvavassa suosiossa. Deloitten uuden tutkimuksen mukaan Euroopan rahastonhoitajat käsittelevät infrastruktuuria uutena
vaihtoehtoisena investointimuotona. Tutkimuksessa löydettiin myös
todisteita tälle väitteelle: viimeisten 12 kuukauden aikana yksityinen
sektori investoi infrastruktuuriin Euroopassa yli 20 miljardia euroa.
90
Kehittyvän talouden maat, jotka kaupungistuvat nopeasti ja joiden taloudellinen suorituskyky on vahva, herättävät sijoittajien mielenkiinnon. Intia on yksi parhaista esimerkeistä. Sen kaupunkiväestön
määrän odotetaan räjähtävän 590 miljoonaan (joka on melkein kaksi
kertaa USA:n väkiluku) vuoteen 2030 mennessä. Valtion toimenpiteet
yksityisten sijoitusten kannustamiseksi ovat auttaneet kattamaan viime vuonna Dealogic Global Project Finance Review’n mukaan yli viidesosan globaalin projektin rahoituksesta (eli noin 81,4 miljardia dollaria). Tämä on suurempi rahoitusmäärä kuin millään muulla valtiolla.
Myös kypsillä markkinoilla on huomattu, että ekologisesti kestävän infrastruktuurin kehittäminen edellyttää yksityisen sektorin osallistumista. Esimerkkinä voidaan mainita New Yorkin suunnitelmat
infrastruktuurinsa parantamisesta. New Yorkissa on havaittu kasvavan väkimäärän ja heikon infrastruktuurin aiheuttamat haasteet ja
otettu käyttöön PlaNYC 2030, kokonaisvaltainen infrastruktuurin kehittämiseen ja kasvihuonekaasupäästöjen vähentämiseen tähtäävä
suunnitelma. Osana tätä suunnitelmaa New York pyrkii parantamaan
infrastruktuuriaan, liikennettä, vesiteitä, taloja ja kiinteän jätteen
hävitysmenetelmiä sekä vähentämään päästöjään yli 30 % vuoteen
2030 mennessä. Suunnitelmassa on kaavailtu yksityiselle sektorille
tärkeää osaa tavoitteiden saavuttamisessa ja tarkoituksena on vastavuoroisesti tukea uusia ja nykyisiä sijoittajia. PlaNYC 2030 -suunnitelmaa voidaan pitää kunnianhimoisena, mutta se on erinomainen
esimerkki muiden maiden kaupungeille. Esimerkiksi Helsinki pyrkii vähentämään kaupunkialueen hiilidioksidipäästöjä 30 % vuoden 1990
tasosta vuoteen 2030 mennessä. Vaikka Helsinki on sijainniltaan ja
kooltaan erilainen kuin New York, sen kohtaamat haasteet ovat samankaltaisia, kun vanhoja tehdas- ja satama-alueita aletaan muuntaa
uusia käyttötarkoituksia varten.
Kaikki nämä kehitystoimenpiteet ja pyrkimykset kestävän kehityksen kaupunkien luomiseksi lisäävät tarvetta yksityisen sektorin
rahoitukselle. Rahoittajien on kuitenkin toimittava joustavasti, sillä
eri markkinat ja kehittyvät infrastruktuurin tarpeet edellyttävät heiltä
tavallista innovatiivisempaa liiketoimintatapaa. Investoijien on joskus
esimerkiksi muutettava projektien rakennetta tai kehitettävä uusia rahoitusmalleja ja rahoitusvaihtoehtoja kuten teknologiainvestointeja
ja erityisesti puhtaan teknologian rahoitusta. Teknologia on suuressa
osassa kestävän kehityksen kaupunkien luomisessa, olipa sitten kyse
liikenneruuhkien vähentämisestä, vaihtoehtoisten polttoaineteknologioiden laajamittaisesta käyttöönotosta, sähköautoista tai jätteiden
hävitysjärjestelmistä. ”Teknologiaan investoiminen antaa rahoittajille
paitsi mahdollisuuden osallistua kaupungistumiseen, myös tilaisuuden kanavoida teknologian tuomaa tehokkuutta infrastruktuuriprojektien rahoitukseen”, sanoo Roland Chalons-Browne. Itse asiassa infrastruktuurin tarpeisiin sopivat ratkaisut hyödyttävät sekä kaupunkia
että rahoittajaa, kuten Berliinin uuden kansallisgallerian (Neue Nationalgalerie) tapauksessa, jossa gallerian ja kuuden muun kansainvälisesti tunnetun 1960-luvun rakennuksen tekniset laitteet kaipasivat
kipeästi uudistamista. Tarkoitukseen ei kuitenkaan ollut rahoitusta.
Siemensin Financial Services -yksikkö tarjosi projektille energiatehokasta sopimusmallia jolla tarvittavat investoinnit voitiin rahoittaa
budjettiin vaikuttamatta. Näin Siemens kevensi julkisen rahoituksen
osuutta ja paransi rakennuksen energiatehokkuutta vähentäen energia- ja käyttökustannuksia.
SFS tarjoaa taloudellisia ratkaisuja julkisen sektorin lisäksi myös
yrityksille toimijoille investointeja keskittämällä, kuten esimerkiksi
Talvivaaran kaivososakeyhtiön tapauksessa. Tämä kansainvälisesti
merkittävä perusmetallin tuottaja tilasi Siemensiltä useita tuotteita,
esimerkiksi sähköasemia ja muuntajia, jotka SFS rahoitti. Lisäksi SFS
rahoitti osan Siemensin jälleenmyyjän Talvivaaralle toimittamasta
kuljetinprojektista. Yritys sai tarvittavat varat muiden rahoitusvaihtoehtojen, kuten liisauksen avulla. Kuukausittaisten laskuerien lisäksi
voidaan varmistaa käyttövaatimuksiin kohdistuvat muutokset ja tarpeeton pääoman sitouttaminen voidaan välttää.
Kuten näistä esimerkeistä käy ilmi, Siemens Financial Services
käyttää Siemensin tärkeimpien markkina-alueiden tuntemusta esimerkiksi energiantuotannon alalta tarjotakseen rahoitusratkaisuja
erilaisiin tarpeisiin. Tarjottu pääoma voi liittyä alkuvaiheen kehittelyyn
tai rakentamiseen. Tarjolla on rahoitusratkaisuja, lainoja, leasing-sopimuksia ja käyttöpääomaa, jotka on suunnattu yritysten ja instituutioiden tukemiseen, jotta ne saavuttavat pääomavaatimuksensa.
Lisäksi esimerkiksi Euroopan investointipankki (EIB), Euroopan
unionin elin, tarjoaa pitkäaikaisia lainoja. Sen tehtävänä on helpottaa
EU:n jäsenmaiden integraatiota ja tasapainoista kehitystä sekä lisätä
niiden ekonomista ja sosiaalista yhtenäisyyttä tarjoamalla pitkäaikaista rahoitusta järkeviksi katsottaviin investointeihin. EIB:n tärkeimpiä
tavoitteita ovat kestävä kehitys sekä kestävät, kilpailukykyiset ja turvalliset energianlähteet. EIB:n mukaan pankki tarjosi Suomelle lainoja
yhdeksää projektia varten yhteensä 1 miljardin euron edestä vuonna
2010. Yli kaksi kolmasosaa kokonaissummasta kohdistui teollisuu-
teen, liikenteeseen ja energiaan. Yksi EIB:n toimintakohteista vuonna
2010 Suomen teollisuuden osalta oli Rautaruukin päästöjen vähentäminen. Myös liikenneprojektit olivat edustettuina, näistä esimerkkinä mainittakoon suunnitelma junayhteydestä Vantaan lentokentälle.
Energiasektorin osalta EIB tuki innovatiivista Lahti Energy -energiajätevoimalaitosta.
Rahoituksen lisäksi kaupungeilla sekä julkisilla ja yksityisillä infrastruktuuriin sijoittajilla on mahdollisuus hakea projektikohtaista tukea.
EU tarjoaa rahoitusta ja apurahoja erilaisille projekteille ja ohjelmille.
Euroopan komission mukaan rakennerahastot ja koheesiorahasto ovat
rahoitusvälineitä, joiden avulla sovelletaan Euroopan unionin aluepolitiikkaa. Tavoitteena on vähentää tulojen, varallisuuden ja mahdollisuuksien alueellisia eroja. Euroopan aluekehitysrahasto (EAKR) ja Euroopan
sosiaalirahasto (ESR) ovat rakennerahastojen kaksi elementtiä. Nykyinen ohjelmakausi jatkuu 31.12.2013 saakka. 1.1.2007 alkaneen jakson
kokonaisbudjetti on 347 miljardia euroa, josta 201 miljardia on jaettu
Euroopan aluekehitysrahastolle, 76 miljardia Euroopan sosiaalirahastolle ja 70 miljardia koheesiorahastolle. Tukea haettaessa on huomioitava
ohjelmakauden kolme tavoitetta: lähentymistavoite, alueellinen kilpailukyky sekä alueellisen yhteistyön tavoite. Esimerkiksi EAKR tukee ohjelmia joissa on kyse alueellisesta kehityksestä, taloutta koskevista muutoksista, kilpailukyvyn parantamisesta ja alueellisesta yhteistyöstä EU:n
alueella. Ympäristönsuojelu on yksi rahoituksen prioriteeteista.
Kuinka tätä rahoitusta voi saada? Yleisesti ottaen rakennerahastojen tärkeimmät tavoitteet asetetaan EU-tasolla ja ne muunnetaan
kansallisiksi tavoitteiksi jäsenmaiden ja alueiden toimesta. EU-tasolla
tärkeimmät tavoitteet asetetaan yhteisön strategisilla suuntaviivoilla.
Näillä rajataan toimet, joihin rahoitusta voidaan käyttää. Suuntaviivojen puitteissa jokainen jäsenmaa kehittää oman kansallisen strategisen viitekehyksensä. Tämä viitekehys asettaa jäsenmaan prioriteetit,
joissa huomioidaan kansallinen politiikka. Lopuksi jäsenmaan eri alueille laaditaan toimenpideohjelmat kansallisen strategisen viitekehyksen puitteissa alueellisten tarpeiden mukaisesti. Suomessa on useita
toimenpideohjelmia jaksolle 2007-2013. Niistä voidaan mainita esimerkiksi Pohjois-, Etelä-, Itä- ja Länsi-Suomea sekä Ahvenanmaata
koskevat ohjelmat, joiden lisäksi käytössä on Keskisen Itämeren ja Itämeren alueen ohjelmat, jotka keskittyvät monikansallisiin ja alueiden
välisiin aspekteihin. Yksi esimerkki liikennettä koskevista projekteista
on ”Helsinki lähemmäksi Pietaria”, jolla tuettiin Helsinki-Kerava-Lahtioikorataa osana Euroopan laajuista liikenneverkostoa.
91
92
Tietojen keräys ja
nykyisen energiankäytön arvio
94
Hiilijalanjälki
94
Perusskenaarion ja
optimiskenaarion laskelma
95
97
Menetelmät
Raportin lähestymistapa sisältää tietojen
keräyksen ja energiankäytön arvion,
hiilidioksidijalanjäljen, perusskenaariot
ja optimiskenaariot sekä toteutusmallien
laskelmat. Laskelmien tuottamiseen
käytetyt menetelmät on selitetty
tässä kappaleessa.
93
Menetelmät
T
ämä kappale selittää tämän raportin laskelmien tuottamiseen
käytetyt menetelmät ja lähestymistavan. Hanke koostui seuraavista vaiheista:
1. Tietojen keräys ja nykyisen energiankäytön arvio neljällä infrastruktuurialueelle sekä Vuosaaren satamassa;
2. Vaiheen 1 tuloksiin perustuva infrastruktuurialueiden hiilidioksidijalanjäljen laskenta.
3. 26 päästövähennystoimenpiteen tunnistaminen ja arviointi
työpajoissa ja haastatteluissa yhdessä yli 30 Helsingin kaupungin ja alueellisten osastojen, Helsingin Energian, Siemensin ja
Aalto-yliopiston edustajien kanssa.
4. Kunkin toimenpiteen tuottamat päästövähennykset ja näihin
liittyvien investointien hintatason arviointi ja potentiaaliset
käyttöönottoaikataulut.
5. Keinojen luokittelu peruskeinoihin (joiden toimeenpano on
varmaa tai jotka pannaan toimeen hyvin suurella varmuudella)
ja lisäkeinoihin (joiden käyttöönotosta ei ole vielä päätetty /
jotka ovat uusia konsepteja).
6. Perusskenaarion ja optimiskenaarion laskelmat, jotka perustuvat perus- ja lisäkeinojen väliseen erittelyyn
Tietojen keräys ja
nykyisen energiankäytön arvio
Ensimmäiseen vaiheeseen sisältyi tietojen keräystä julkisista lähteistä
(Helsingin kaupunki, suomalaisia ja EU:n tilastoja ja raportteja), jotta
nykyiselle energiankäytölle ja päästöille Helsingin eri infrastruktuurialueilla voidaan muodostaa malli.
Neljästä infrastruktuurialueesta rakennuksia, energian jakelua ja
liikennettä käsiteltiin energiankulutuksen lähteinä. Kulkuneuvoja ja
katuvalaistusta tutkittiin alueellisesti Helsingin seudun liikenteen toimintamallin vuoksi, kun taas muita infrastruktuurialueita analysoitiin
vain Helsinkiin keskittyen. Energian tuotantoa tutkittiin kahdella eri
tasolla: lämmitystä kaupunkitasolla, sillä Helsingin kuluttama lämpö
tulee tuottaa paikallisesti sekä sähköä kansallisella tasolla Suomen
sähkömarkkinoiden ollessa avoimet ja kuluttajat voivat vapaasti valita tuottajansa koko maassa. Lisäksi kerättiin sekalaista tietoa myö-
94
hempiä laskelmia varten, esim. väestötietoja, eri polttoaineiden hiiliintensiteettejä, liikennevälineiden keskimääräisiä kilometrimääriä
Helsingin alueelle jne.
Keräysprosessin jälkeen käytettiin analyysityökalujen sarjaa laskelmaan ja päättelemään analysoitujen infrastruktuurialueiden nykyinen energian kulutustaso, joka perustui arvioituihin tietoihin ja
tilastoihin.
Hiilijalanjälki
Neljän infrastruktuurialueen CO2-päästöt johdettiin vaiheessa 1 lasketusta energiankulutuksesta. Laskelmaprosessi perustui eri polttoaineiden ja sähkönlähteiden CO2 intensiteettiin sekä eri infrastruktuurien
alueilla energiantuotannossa käytettyihin teknologioihin.
Tämän laskentaprosessin aikana tarkasteltiin ja käytettiin erilaisia
muuttujia ja lähestymistapoja.
Esimerkiksi lämmityksentuotannossa käytettävän CHP-teknologian huomioimiseksi lämmityksen päästöihin käytetään
0,4 kerrointa samanaikaisen lämmityksen ja sähköntuotannon
tehokkuuden sisällyttämiseksi. Tämä kerroin on yleisesti hyväksytty laskelma, joka perustuu eurooppalaiseen standardiin
EN 15316-4-5:2007, jota myös Helen käyttää. Sähkönkulutuksen
CO2-päästöt on arvioitu käyttämällä kansallisen energiantuotannon CO2-intensiteettiä. Sähköllä toimivan julkisen liikenteen CO2intensiteetti saatiin palveluntarjoajalta.
Seuraavassa selitetään autojen päästöjä koskevat laskelmat
kulkuneuvojen päästölaskelmia havainnollistavana esimerkkinä:
Dieselin tai bensiinin poltto synnyttää hiilidioksidia, CO2, ja vesihöyryä, kun palamisprosessi on täydellinen. Hiilimonoksidi, CO, jota
syntyy epätäydellisessä palamisprosessissa, muuttuu myös hiilidioksidiksi hieman muodostumisensa jälkeen. Hiilidioksidi ei vaikuta terveyteen, mutta se on suuri tekijä ilmastonmuutoksen kannalta. Nykyään ei ole teknologiaa hiilidioksidin poistamiseksi pakokaasuista.
Muodostuneen hiilidioksidin määrä on suoraan yhteydessä kulutetun
polttoaineen määrään. Yksi bensiinilitra synnyttää 2 350 grammaa
hiilidioksidia ja diesellitrasta muodostuu 2 660 grammaa hiilidioksidia. Taulukossa 19 on esitettynä joitakin dieselin, bensiinin ja maakaasun ominaisuuksia.
Energiasisältö
(kWh / l)
Tiheys
Hiili-intensiteetti
(kg / l)
(kg CO2/kg polttoainetta)
Bensiini
8,96
0,75
3,17
Diesel
10,05
0,845
3,15
Kaasu
10
0,723
2,71
Taulukko19: Dieselin, bensiinin ja maakaasun (nestemäinen) ominaisuuksia
Energiasisältö [kWh/l], tiheys [kg/l] ja hiili-intensiteetti [kg CO2/kg polttoainetta] ovat vakioita jokaiselle polttoainetyypille ja luonteenomaisia
kullekin polttoaineelle. Polttoaineiden ominaisuudet löytyvät helposti
kirjallisuudesta ja noihin ominaisuuksiin perustuen energiasisällöt ja CO2päästöt ovat helposti laskettavissa, jos kulutetun polttoaineen määrä on
tiedossa. Polttoaineiden bioperäisten osien CO2-päästöt on jätetty pois.
Esimerkki dieselauton CO2-päästöjen laskemisesta vuonna 2009:
Dieselautot kuluttivat kokonaisuudessaan 80 607 428 litraa dieseliä ja
diesel sisälsi 2,78 % bioperäisiä osia vuonna 2009. Dieselin energiasisältö on 10,05 [kWh/l], tiheys 0,845 [kg/l] ja hiili-intensiteetti 3,15 [kg
CO2/kg polttoaine].
Energian kulutus =
10,05 kWh/l * 80 607 428 l = 810 104 651 kW]
= 0,81 TWh
CO2 kg =
(1 – 0,0278) * 80 607 428 l * 0,845 kg/l * 3,15 kg CO2/kg
= 208 592 142 kg eli 209 000 tonnia
Perusskenaarion ja
optimiskenaarion laskelma
taulukossa.
Keinojen määrittämisessä haastatteluissa ja työpajoissa keinoille löydettiin kolme luokkaa. Keinon alkuperä on joko lainsäädännön
vaatimuksissa, jotka on toteutettava määräajassa, tai keino sisältyy jo
kaupungin kehittämissuunnitelmaan ja sisältyy siten tuleviin toimenpiteisiin, tai keino määritettiin tämän tutkimuksen kuluessa.
Perusskenaarion laskennassa suoritettiin seuraavat vaiheet:
1. Ensiksi nykyinen vuoden 2010 2,9 Mt hiilidioksidin päästötaso ekstrapoloitiin vuoteen 2030 historiallisen 0,8 prosentin
päästökasvun perusteella vuosilta 2000-2010.
- Tätä historialliseen kasvunopeuteen perustuvaa
menetelmää käytettiin kaikkiin alueisiin liikennettä
lukuunottamatta, jolle käytettiin tarkempaa bottom-up
-arviointimallia. Tätä mallia käytettiin myös aiheeseen
liittyvässä Aalto-yliopistossa tehdyssä diplomityössä.
2. Tämän jälkeen laskettiin keinojen kokonaisvähennyksien vaikutus (toimia joiden käyttöönotosta on jo päätetty ja/ tai jotka
arvioidaan otettavan käyttöönsuurella varmuudella).
3. Perusskenaario vuoden 2030 päästöille laskettiin vähentämällä peruskeinojen kokonaisvaikutus vaiheessa 1 lasketusta
perusversiosta. Tämän vähennyksen perusteella vuoden 2030
hiilidioksidipäästöt perusskenaariossa ovat arviolta 2,5 Mt.
- Energiantuotannon parannuksien säästövaikutukset
otetaan huomioon jakamalla niiden kokonaisvaikutukset
eri kulutusalueiden välille (asuin- ja liikerakennukset
sekä liikenne) niiden vastaavien painoarvojen mukaan.
Tämä tarkoittaa, että vain Helsingissä tehdyt energian
tuotannon parannukset lasketaan mukaan, ja muualla
Suomessa tehdyt energiantuotannon parannukset on
jätetty raportin ulkopuolelle
Optimiskenaario laskettiin sitten vähentämällä kaikkien lisäkeinojen
vaikutus (lisävaikutus yhteensä) perusskenaarion vuoden 2030 päästöjen arviosta. Tämä vähennys antaa optimiskenaariossa vuoden 2030
hiilidioksidipäästöiksi 1,1 Mt.
Seuraavassa esitetään perusskenaarion ja optimiskenaarion laskentamenetelmä. Keinokohtaiset päästövähennyksien vaikutukset sekä lisäkeinojen vaikutusten laskelmat on esitetty erillisessä
95
Perusvaikutus
(Mt CO2)
Lisävaikutus
(Mt CO2)
Asuin- ja liikerakennusten lämmityksen
optimointi
404 700
165 300
Asuin- ja liikerakennusten valaistuksen
optimointi
148 112
64 163
32 300
0
Potentiaali arvioitu Siemens Toolkitilla käyttäen eurooppalaisista
kaupungeista saatavia vertailutietoja
0
114 000
Potentiaali arvioitu Siemens Toolkitilla käyttäen eurooppalaisista
kaupungeista saatavia vertailutietoja
Sääennuste
0
12 070
Potentiaali Siemensin teknologian/sektorin asiantuntijan arvioima
Asiakaspalaute
0
17 600
Potentiaali Siemensin teknologian/sektorin asiantuntijan arvioima –
perustuu sähkönkulutuksen 5 prosentin vähennyksen arvioituun vaikutukseen
Energiatehokkaat muuntajat: tavallisten
muuntajien vaihtaminen
0
8 900
0
2 900
Potentiaali Siemensin teknologian/sektorin asiantuntijan arvioima –
Perustuu oletukseen, että kulutus voidaan kattaa päästövapaalla sähköllä
4 170
37 530
0
5 300
Kotien automaatio
0
12 300
0
132 000
Aalto-yliopiston diplomityön tekijän arvioima
120 000
100 000
0
860
0
18
Porttimaksu manuaalisen luvanmyöntämisen
sijaan
0
4
Keino
Skenaarioiden 1 ja 2 yhdistelmä, 20 % enemmän synteesikaasua
Laskumenetelmä / lähde
Helsingin nykyisen rakennuskannan uusien rakennusstandardien ja
lämmitystehokkuuden analyysin top-down-arvio.
EU:n ekologisen suunnittelun direktiivin ja LED-teknologian arvioidun
käyttöönottonopeuden vaikutuksien analyysiin top-down-arvio.
Potentiaali Siemensin teknologian/sektorin asiantuntijan arvioima – perustuu
alusten keskimääräisen energiankulutukseen satamassa sekä arvioon polttoaineen
korvaamisesta verkkovirralla
Potentiaali Siemensin teknologian/sektorin asiantuntijan arvioima – perustuu oletukseen
etukäteen maksetusta energiasta ja arvioiduista vähennyksistä kulutuksessa
kulutusvähennyksiin energiankäytön hallinnan korkeamman automaatiotason
ansiosta sekä oletuksiin käyttöönottotasosta
Potentiaali Siemensin teknologian/sektorin asiantuntijan arvioima– perustuu päivittäiseen
kuorma-autojen määrään ja niiden porteilla pysähdyksien vähennykseen satama-alueella
satama-autojen arvioituun matkustuskilometrien määrään sekä pysähdyksien
vähentämiseen satama-alueella ja vähennyksiin polttoaineenkulutuksessa
Potentiaali Siemensin teknologian/sektorin asiantuntijan arvioima – perustuu kuormaautojen portilla pysähdysten vähenemiseen manuaalisessa luvanmyöntämisessä
0
80
6 400
0
Sähköllä liikkuminen (perusskenaariossa
polttoaineista 20 % biopolttoaineita, optimiskenaariossa 100 % sähköautoja)
0
591 000
Ratainfrastruktuurin projektit – lyhytaikainen
0
0
Ratainfrastruktuurin projektit – pitkäaikainen
0
5 445
Ruuhkamaksut
0
126 000
0
10 400
Potentiaali Siemensin teknologian/sektorin asiantuntijan arvioima – perustuu liikenteen sujuvuuden parannukseen sekä pysähdyksien ja niiden liikenteessä aiheuttamien päästöjen vähennykseen
Liikenteenhallintaa saapuville ja lähteville
lauttamatkustajille
0
1 400
Potentiaali Siemensin teknologian/sektorin asiantuntijan arvioima – perustuu liikenteen sujuvuuden parannukseen ja autojen arvioituun määrään sekä pysähdyksien vähennykseen
0
1 060
Bussien etuajo-oikeus ja liityntäpysäköintijärjestelmä
0
2 000
Potentiaali Siemensin teknologian/sektorin asiantuntijan arvioima – perustuu arvioituun
oman auton käytön vähenemiseen parantuneen julkisen liikenteen ansiosta
715 682
1 410 330
Sataman valaistus
Yhteensä
96
Potentiaali Siemensin teknologian/sektorin asiantuntijan arvioima – perustuu arvioon, että
yksityisten kulkuneuvojen päästöt vähenisivät 21 % vuoteen 2017 mennessä
Siemensin asiantuntijat ovat laskeneet omilla erikoisaloillaan toteutusmallien vaikutuksen energianvähennykseen ja CO2-vähennyksiin tässä
raportissa esitellyille teknologioille. Laskelmat on tehty sisäisesti kehiteltyjen työkalujen avulla perustuen energia-analyysin ensimmäisen
vaiheen ja kaupungin virastojen Helsingin kaupunkia koskeviin tilastoihin sekä sisäisiin teknisiin laskelmiin. Keinot määritettiin Aalto-yliopiston suorittaman analyysin sekä kaupungin eri osastoilla järjestettyjen
työpajojen avulla. Myös keinojen priorisointi määriteltiin näissä työryhmissä, ja siten tietyt on valittu toteutusmalleiksi.
Jo päätettyjen parannusten nettovaikutus
Vuosittaisten CO2-päästöjen vähennyspotentiaali 63 prosentilla vuoteen 2030
0,4
3,5
0,3
3,0
0,2
0,3
0,3
1,4
2,0
0,0
1,5
-0,1
-0,4
-0,2
-0,3
-0,5
2,6
2,5
0,1
-0,4
3,0
1,2
1,0
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
0,5
Päästöt vuoteen
2030 mennessä
(arvioitu
historiallisen kasvunopeuden avulla)
Jo päätettyjen
toimenpiteiden
vaikutus
Nettovaikutus
perusskenaarioon
0,0
2010
2030
perusskenaario
Lisäkeinot
2030
optimiskenaario
97
98
Luettelo keinoista
100
Tiedot
101
Lähteet
104
Liitteet
99
Liitteet
Luettelo keinoista
Infra
Keino
Vaikutus
CO2 (t)
Aikataulu
Toteutuksen
vaikeusaste:
Kustannukset
Vaikutus-% skenaariossa
CO2 (t)
Pitkä (2030)
/ lyhyt (2015)
(1 = helppo,
5 = vaikea)
Suuri/
keskisuuri/
pieni
Perusskenaario
Optimiskenaario
Rakennukset
Asuin- ja liikerakennusten
lämmityksen optimointi
570 000
P
3
S
71 %
29 %
Rakennukset
Asuin- ja liikerakennusten
valaistuksen optimointi
212 275
L
5
P
70 %
30 %
Rakennukset
Rakennukset
Rakennukset
Jakelu
Jakelu
32 300
L
4
K
100 %
0%
114 000
P
3
K
0%
100 %
Sääennuste
12 070
L
5
P
0%
100 %
Asiakaspalaute
17 600
L
4
P
0%
100 %
Energiatehokkaat muuntajat:
tavallisten muuntajien vaihtaminen
8 900
L
3
P
0%
100 %
Jakelu
2 900
L
2
K
0%
100 %
Jakelu
41 700
L
3
S
10 %
90 %
Jakelu
5 300
L
1
P
0%
100 %
Jakelu
Kotien automaatio
12 300
L
2
S
0%
100 %
Energia
132 000
L
2
S
0%
100 %
Energia
Skenaarioiden 1 ja 2 yhdistelmä,
20 % enemmän synteesikaasua
220 000
P
3
S
43 %
57 %
Satama
860
L
5
P
0%
100 %
Satama
18
L
3
K
0%
100 %
Satama
Porttimaksu manuaalisen
luvanmyöntämisen sijaan
4
L
5
P
0%
100 %
Satama
Sataman valaistus
Liikenne
Liikenne
Sähköllä liikkuminen
(perusskenaariossa polttoaineista
20 % biopolttoaineita, optimoidussa
skenaariossa 100 % sähköautoja)
Liikenne
80
L
3
P
0%
100 %
6 400
P
5
K
100 %
0%
591 000
P
1
S
21 %
79 %
Ratainfrastruktuurin projektit
– lyhytaikainen
0
L
4
S
100 %
0%
Liikenne
Ratainfrastruktuurin projektit
– pitkäaikainen
16 500
P
4
S
67 %
33 %
Liikenne
Ruuhkamaksut
126 000
L
1
K
0%
100 %
Liikenne
10 400
L
3
K
0%
100 %
Liikenne
Liikenteenhallintaa saapuville ja
lähteville lauttamatkustajille
1 400
P
3
P
0%
100 %
Liikenne
Metrojärjestelmän jarrutusenergian
talteenottojärjestelmä
1 060
L
5
P
0%
100 %
Liikenne
Bussien etuajo-oikeus ja
liityntäpysäköintijärjestelmä
2 000
L
4
P
0%
100 %
100
Tiedot
Yleistä
Muuttuja
Kaupungin väestö
Helsingin Bruttokansantuote (BKT)
2010
Kasvunopeus
Yksikkö
Lähde
588 549
0,9 % /v
Asukkaita
Helsingin tilastokeskus
61,85
3 %/v
mrd €
Helsingin tilastokeskus
Energian kulutus
Muuttuja
Rakennukset
Liikenne (sis. katuvalaistuksen)
Yhteensä
2010
12
Perusskenaario 2030
11,8
Yksikkö
Lähde
TWh
Helsingin tilastokeskus, Siemens/Aalto-yliopisto
Helsingin ympäristötilasto, Siemens/Aalto-yliopisto
4
5,2
TWh
16
17,0
TWh
Kasvihuonekaasut
Muuttuja
Yksikkö
Lähde
Rakennukset
2010
1,9
Perusskenaario 2030
1,60
Mt CO2
Liikenne (sis. katuvalaistuksen)
1,0
1,0
Mt CO2
Yhteensä
2,9
3,4
Mt CO2
Rakennukset
Muuttuja
2010
Perusskenaario 2030
Yksikkö
Lähde
Kokonaispäästöt
1,9
2,2
Mt CO2
Liikkeet ja toimistot
1
0,7
Mt CO2
0,9
0,9
Mt CO2
2010
Kasvunopeus
Yksikkö
Lähde
Asunnot
Muuttuja
Lattiapinta-ala
38 952 037
m2
Liikkeet ja toimistot
12 299 423
0,6% /v
m2
Asunnot
26 652 614
0,9 % /v
m
Astepäiväluvut
Jäähdytyksen astepäivät
2
4376
Astepäivät
Ilmatieteenlaitos
16
Astepäivät
Ilmatieteenlaitos
101
Liikenne
Muuttuja
2010
Perusskenaario 2030
Yksikkö
1.
1,0
Mt CO2
Bussit
0,089
0,07
Mt CO2
VTT Siemens/Aalto-yliopisto
Autot
0,59
0,63
Mt CO2
Kokonaispäästöt
Rautatie
Tiekuljetukset
Raitiovaunu
Lähijuna
Lähde
0
0
Mt CO2
0,32
0,31
Mt CO2
0,006
0,003
Mt CO2
HSL Julkisen liikenteen raportit, Siemens/Aalto-yliopisto
0
0
Mt CO2
Kaasubussit
0,009
0,00
Mt CO2
Metro
0,009
0,005
Mt CO2
Energian kulutus/
matkustajakilometri
kWh /
matkustaja /km
Bussit
0,33
kWh /
matkustaja /km
Autot
0,37
kWh /
matkustaja /km
Raitiovaunu
0,24
kWh /
matkustaja /km
Lähijuna
0,23
kWh /
matkustaja /km
Johdinbussi
0,52
kWh /
matkustaja /km
0,1
kWh /
matkustaja /km
Metro
Matkustaja- tai
kuljetuskilometrien
kokonaismäärä
11 497,6
Kuljettujen
matkustajakilometrien
kasvunopeus
Miljoonaa
matkustajakilometriä
Bussit
1008,6
-0,069% /v
Miljoonaa
Autot
6 038,6
1,3% /v
Miljoonaa
22,8
-7,97% /v
Miljoonaa
rahtikilometria
3 405,6
0,79% /v
Miljoonaa
rahtikilometria
114,2
-0,6% /v
Miljoonaa
Lähijuna
402
4,46% /v
Miljoonaa
Johdinbussi
87,7
-0,07% /v
Miljoonaa
418,2
0,54% /v
Miljoonaa
Rautatie
Tiekuljetukset
Raitiovaunu
Metro
102
Energia
Energiantuotannon hiili-intensiteetti
2010
Yksikkö
0,35
kg CO2 / kWh
Suomen viralliset tilastot, Siemens/Aalto-yliopisto
Kaasu
0,2
kg CO2 / kWh
+9 Öljy
0,29
kg CO2 / kWh
Ydinvoima
0
kg CO2 / kWh
Uusiutuva energia
0
kg CO2 / kWh
0,22
kg CO2 / kWh
Bensiini
0,235
kg CO2 / kWh
Lipasto liikenteen päästöt, Siemens/Aalto-yliopisto
Diesel
0,266
kg CO2 / kWh
Lipasto liikenteen päästöt, Siemens/Aalto-yliopisto
2010
Yksikkö
Hiili
18,5
%
Suomen energiateollisuus , Siemens/Aalto-yliopisto
Kaasu
14,2
%
0,7
%
31,4
%
Hiili
Sähkö
Lähde
Sähkön osuus tuotannosta
Muuttuja
Öljy
Uusiutuva energia
Turve
Ydinvoima
Lähde
6,8
%
28,4
%
2010
Yksikkö
Tuotettu lämpö (kaupungin sisällä)
Muuttuja
Lähde
Hiili
3
TWh
Kaasu
4
TWh
Öljy
Uusiutuva energia
Yhteensä
0,1
TWh
0,17
TWh
7,3
TWh
Lämmön osuus tuotannosta
Muuttuja
Hiili
2010
Yksikkö
Lähde
41
%
Helsingin Energia, Siemens/Aalto-yliopisto
Kaasu
54
%
Öljy
1,4
%
Uusiutuva energia
2,2
%
103
Lähteet
Helsingin hiilidioksidi- ja energiatehokkuus
Helsingin tilastollinen vuosikirja 2010
Helsingin seutu tilastoina (www.helsinginseutu.fi)
Energia ja rakennukset
Helsingin kaupungin tilastokeskus
Ilmatieteenlaitos
Helsingin Energia (www.helen.fi)
Helsingin ympäristötilasto (www.helsinginymparistotilasto.fi)
Helsingin ympäristön tila: teemakatsaus 1/2008
Uutta Helsinkiä (www.uuttahelsinkia.fi)
Eurima 2007: Ecofys VII – U-values for Better Energy Performance in Buildings. Annex 1
HSY: Pääkaupunkiseudun Ilmastoraportti, Päästöjen kehitys 2009
Energiateollisuus: kaukolämpötilasto 2010
Helsingin Energia: Energian Yhteistuotanto
Helsingin Energia: Kehityshankkeet
Teollisuuden voima (www.tvo.fi)
Energiateollisuus ry (www.energia.fi)
Energiateollisuus: Haasteista mahdollisuuksia – sähkön ja kaukolämmön hiilineutraali visio vuodelle 2050
European Commission Directorate General Environment Service Contract on Ship Emissions: Assignment, Abatement and Market-based Instruments
Task 2a – Shore-Side Electricity Final Report August 2005 Entec UK Limited
Energy use and CO2 emissions from cruise ships — A discussion of methodological issues, Hans Jakob Walnum
AAPA: Use of Shore-side Power for Ocean-going Vessels, White Paper
Sarvaranta, Anni. 2011. Impacts of new lighting technologies on redu¬cing energy use and CO2 emissions in Finland during 2020-2050. Aalto
University School of Technology Master’s Thesis
Adato Energia Oy: Kotitalouksien sähkönkäyttö 2006
Energian siirto
Wikipedia High voltage direct current (en.wikipedia.org/wiki/File:HVDC_Europe.svg)
European Commission, DG Energy and Transport: Assessment of the electric markets in the Baltic region
Helsingin Energia: District Cooling in Helsinki (www.helen.fi/pdf/kj/en/General_Presentation_January_2011.pdf)
European Commission Communication on next steps for Smart Grids, 12.04.2011
104
Liikenne
HSL - Helsingin seudun liikenne (www.hsl.fi)
Yhteisellä matkalla Vuosiraportti 2009
Suomen Satamaliitto (www.finnports.com)
Tilastokeskus: Ajoneuvokanta
LIPASTO liikenteen päästöt
HSL, Helsingin seudun liikenne: Liikkumistottumukset Helsingin seudun työssäkäyntialueella vuonna 2008
Tilastokeskus: Asuntojen hinnat
HSY, Helsingin seudun ympäristöpalvelut: Pääkaupunkiseudun sukkulointi 2008
HSY, Helsingin seudun ympäristöpalvelut: Työmatkasukkulointi pääkaupunkiseudulle
Liikenne- ja viestintäministeriön julkaisuja, 55/ 2007: Suurten kaupunkiseutujen joukkoliikenteen kilpailukykyinen palvelutaso
HSL, Helsingin seudun liikenne: Joukkoliikenteen yksikkökustannukset 2010
Kaupunkitutkimus TA: Kaupunkitutkimus
HSL, Helsingin seudun liikenne: Johdinautoliikenteen toteutettavuusselvitys
YTV, Helsinki Metropolitan Area Council: Helsinki Metropolitan Area Transport System Plan PLJ 2007
Ympäristöministeriö: Liikenteen ympäristöhaitat
Autoalan tiedotuskeskus: Autoilun verotus
VTT Research Notes 2482: Assessing the sustainability of liquid biofuels from evolving technlogies
Poljin, Pyöräilykuntien verkosto ry (www.poljin.fi/tilastoja)
HKL, Helsingin kaupungin liikennelaitos: HKL-Metroliikenne
Länsimetro Oy (www.lansimetro.fi/)
HSL, Helsingin seudun liikenne: Työmatkan kulkutapaan vaikuttavat tekijät
HSL, Helsingin seudun liikenne: Helsingin seudun liikenteen ympäristöraportti 2010
HKL, Helsingin kaupungin liikennelaitos: Ympäristöraportti 2010
Helen, Helsingin Energia: Sähköautoilu
Center for Climate Change and Sustainable Energy Policy (3CSEP) Central European University Climate Change Mitgation in the building sector:
the findings of the 4th Assessment Report of the IPCC
Diplomityöt
Huuskonen, Maija. 2012. Sustainable Urban Energy Infrastructure Study for Helsinki. Aalto Yliopisto
Liukkonen, Anne. 2012. Alternatives to reduce transportation based greenhouse gases in Helsinki metropolitan area. Aalto Yliopisto
105
106
107
Lisätietoja:
Siemens Osakeyhtiö
Kestävä kehitys
Lars Maura
[email protected]
Kuvat:
Siemens Osakeyhtiö,
Siemens AG,
Vuosaaren sataman ilmakuvat:
Helsingin Satama, Suomen Ilmakuva Oy
Siemens Osakeyhtiö
Viestintä
PL 60
02601 ESPOO
Puh. 010 511 5151
www.siemens.fi
s
Näkymä vuoteen 2030
Helsinki
Aalto-yliopiston ja Siemens AG:n tutkimusprojekti

Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri

Transcription

Similar documents

Markku Elgin - 3T

Kun käytetään hiilidioksidia (CO2) sekundäärisenä kylmäaineena.pdf

CleBox-esite - Cleworks Oy

Tekniset tiedot Sun Sector VT-15-HP

Skeittaajat urakoivat talkoohen

Osta eco PLUS -astianpesukone, niin saat 50

INFO HighBio2 F 3-6 Anaerobisen biohajoavuuden määritys.pdf

TM Rakennusmaailma 1/2015 artikkeli Kivikkokankaalta

Pienet sähkönmyyjät nyt edullisimpia

IDL-kWh autolämmityskotelo