Erillispientalon lämmitysjärjestelmän uusiminen : Uusiutuvia energiamuotoja käyttävät vaihtoehdot, niiden kustannukset ja päästötarkastelu

Abstract

Opinnäytetyössä kartoitettiin vuonna 1982 valmistuneen erillispientalon halko-lämmitysjärjestelmän vaihtamisen uusiutuvia energiamuotoja käyttäviä vaihtoehtoja, niiden kustannuksia ja päästöjä ilmaan. Tavoitteena oli rajata asukkaiden tarpeita nykyistä järjestelmää paremmin vastaavat, uusiutuvia energiamuotoja käyttävät sekä pitkällä tähtäimellä kustannustehokkaat kohteeseen soveltuvat ratkaisut. Tavoitteena oli myös kehittää opiskelijoiden ammattiosaamista yhdistämällä ympäristöteknologian alan teoriaa ja käytäntöä.

Tiedot kerättiin haastattelemalla talon omistajia, havainnoimalla kohteessa sekä työn aihepiirien kirjallisiin ja sähköisiin lähteisiin perehtymällä. Työ aloitettiin tutustumalla työn tavoitteita vastaavien lämmitysjärjestelmävaihtoehtojen soveltuvuuteen, mitoitusperusteisiin sekä kustannuksiin. Haastattelujen, havainnoinnin sekä valittujen lähteiden ohjaamana rajattiin sopivat vaihtoehdot, laskettiin niiden kustannukset sekä sähkön hinnan muutosten vaikutukset kannattavuuteen. Lopuksi vertailtiin vaihtoehtojen hiilidioksidiekvivalentti-päästöjä.

Sopiviksi lämmitysjärjestelmiksi rajautuivat pellettilämmitysjärjestelmä, 18 000 euroa, sekä täysteholle mitoitettu maalämpöjärjestelmä, 18 521 euroa. Energian hinnat ja takaisinmaksuajat olivat 5,7 snt/kWh ja 32 vuotta sekä 3,6 snt/kWh ja 23 vuotta. Kun sähkön hinta nostettiin arvoon 26,8 snt/kWh, pelletin takaisinmaksuaika laski 32 vuodesta 8 vuoteen. Maalämpöjärjestelmällä takaisinmaksuaika lyheni 23 vuodesta 10 vuoteen.

Tulevaisuudessa sähkön hinnan tunneittainen vaihtelu tulee lisääntymään. Sähkön hinnan noustessa ennusteiden mukaan, energian hinnasta tulee lämmitysjärjestelmän valintaa ohjaava tekijä, erityisesti paljon lämmitysenergiaa kuluttavissa kohteissa. Päästökertoimia laskettaessa on hyvä huomioida energiamuotojen energiaketjun aikana syntyvät kokonaispäästöt. Sähköntuotannon välittömät päästökertoimet vaihtelevat merkittävästi energiamuodosta riippuen. Osateholle mitoitetut lämpöpumput vähentävät sähkönkulutusta, mutta lisäävät päästöjä aiheuttavan säätövoiman tarvetta.

The purpose of the thesis was to survey heating system options for the detached house, built in 1982, utilizing renewable forms of energy, their costs and emissions into the air. The objective was to define systems that meet residents’ requirements beyond the present system, take advantage of renewable forms of energy and are, in the long run, cost efficient solutions suitable for the subject. Students’ objective was to develop their expertise by combining environmental engineering theory and practice.

The theory basis was gathered by interviewing the house owners, observing the object and reading electronic sources of information and literature on the theme. The thesis was started with exploration of the heating system alternatives that meet the objective, their dimensioning basis and costs. With the help of the interviews, observations and appointed literature, the suited options were outlined and the costs and an impact of fluctuating electricity price on the investment’s profitability were found out.

The pellet heating system and the full-scale geothermal heating system, investment costs €18,000 and €18,521, were found out to be suitable for the detached house. Energy costs and repayment periods were calculated to be 5.7 cents/kWh and 32 years with the pellet system and correspondingly, 3.6 cents/kWh and 23 years with the geothermal heating. If the electricity price runs from 10.5 cents/kWh to 26.8 cents/kWh, the pellet system’s repayment time will go down from 32 years to 8 years, and with the geothermal heating system from 23 years to 10 years.

The electricity price will vary hourly more in future. The electricity price will be a noteworthy factor when choosing the heating system, especially with houses consuming a lot of heating energy. When counting emission coefficients, the entire greenhouse gas emissions during the life cycle should be taken into consideration. Instant emission coefficients depend substantially on the energy form. Heat pumps that have been sized up to a partial capacity, reduce the consumption of electricity but increase a need for regulation power supply.