Yhteistuotanto

Kaukolämmitys ja siihen kiinteästi liittyvä sähkön ja lämmön yhteistuotanto on taloudellinen ja ilman laadun kannalta hyvä tapa hoitaa kaupunkien ja taajamien energiahuoltoa. Kaukolämmitys vähentää merkittävästi paikallisia päästöjä ja lisää siten myös asuinympäristön viihtyvyyttä. Yli 2,6 miljoonaa suomalaista asuu kaukolämpötaloissa. Kaukolämmityksen osuus lämmitysmarkkinoista on lähes 50 prosenttia. Suurimmissa kaupungeissa kaukolämmön markkinaosuus on yli 90 prosenttia.
Yksinkertainen voimalaitos
Lähes 80 prosenttia kaukolämmön tuotannosta perustuu sähkön ja lämmön yhteistuotantoon. Sähkön ja lämmön yhteistuotannolla (eng. Combined Heat and Power, CHP) tarkoitetaan yleensä paikallisen lämmöntarpeen tyydyttämistä siten, että sekundäärituotteena tuotetaan sähköä joko myytäväksi sähkömarkkinoille tai omaan käyttöön. Yhteistuotanto mahdollistaa uusiutuvan energian käytön suuressa mittakaavassa mahdollisimman tehokkaasti. Yhteistuotanto on yksi merkittävimmistä keinoista vähentää kasvihuonekaasuja, sekä terveydelle haitallisten päästöjen, kuten rikin, typen ja pienhiukkasten määrää. Yhteistuotannon tehokkuuden ansiosta päästöt ympäristöön ovat noin 30 prosenttia pienempiä kuin tuotettaessa energia vastaavissa erillisissä lämmön ja sähkön tuotantolaitoksissa.


Kaukolämmön tuotanto tapahtuu sähköä ja lämpöä tuottavissa voimalaitoksissa tai pelkästään lämmön tuotantoon keskittyvissä lämpökeskuksissa. Kaukolämmön yhteistuotannon ylivoimainen energiatehokkuus ja ympäristömyötäisyys perustuvat erityisesti siihen, että kaukolämmitys hyödyntää muuten hukkaan menevää lämpöenergiaa, joka syntyy sähköntuotannon yhteydessä, teollisuus- yms. prosessien jätelämpönä jne. Yhteistuotantoon tarkoitetulla vastapainevoimalaitoksella voidaan saavuttaa parhaimmillaan noin 90 prosentin hyötysuhde polttoaineen käytössä. Perinteisellä lauhdevoimalaitoksella, jolla tuotetaan vain sähköä, päästään polttoaineen hyödyntämisessä maksimissaan 44–46 prosentin hyötysuhteeseen. Näin ollen yhteistuotannon hyödyntäminen tulee taloudellisemmaksi korkeamman kokonaishyötysuhteen ansiosta. Lämmitysvoimalaitos pyritäänkin rakentamaan aina kun lämpökuorma on niin suuri, että pääomakustannukset tuotettua energiayksikköä kohti eivät muodostu liian suuriksi.

Yhteistuotanto voimalaitosten polttoaineita ovat maakaasu, kivihiili, turve, öljy sekä enenevässä määrin puu ja muut uusiutuvat energialähteet, kuten biokaasu. Maailmanlaajuisesti Suomi on lämmön ja sähkön yhteistuotannon johtava maa, ja lähes 40 prosenttia sähkön tuotannosta perustuu yhteistuotantoon (EU:n keskiarvo on noin 10 prosenttia). Lisäksi lähes 80 % Suomen kaukolämmöstä saadaan lämmitysvoimalaitoksista yhteistuotantona, teollisuuden ylijäämälämpönä tai kaatopaikkojen biokaasujen poltosta. Muu osuus katetaan lämmön erillistuotannolla, pääasiassa kaukolämpökeskuksissa, joita käytetään korkeimpien kulutushuippujen tasaamiseen tai tehollisesti pienempien alueellisten kaukolämmöntarpeiden tyydyttämiseen. Kaukolämpökeskuksissa käytetään polttoaineena yleensä jotakin helposti syttyvää polttoainetta, kuten maakaasua tai öljyä, jolloin lämpökeskus saadaan nopeasti käyttöön. Yhteistuotantolaitoksella pystytään tuottamaan kaukolämpöä asiakkaille edullisesti tiettyyn tehoon asti. Tällöin loput tarvittavasta lämmöntarpeesta joudutaan tuottamaan korkeammilla muuttuvilla kustannuksilla. Kaukolämmöntuotantoon tarkoitettujen yhteistuotantovoimalaitosten lämmitysteho vaihtelee rakennuskannan mukaan yleensä 10 – 250 MW välillä.

Tulevaisuudenenergiantuotannossa yhteistuotanto on entistä tärkeämpää, koska sen muita hyötyjä ovat muun muassa paikallisten energialähteiden käyttö, energiatehokkuus ja päästöjen väheneminen. Kansainvälisellä tasolla muun muassa EU on vuonna 2004 asettanut erityisen yhteistuotantodirektiivin, jonka tarkoituksena on tarjota kannustimia yhdistetyn sähkön- ja lämmöntuotannon kehittämiseen kansainvälisten päästötavoitteiden saavuttamiseksi.