Kaukolämpöakun liittäminen Tornion alueen kaukolämpöverkkoon

Abstract

Suomessa on suunnitteilla useita vetyhankkeita, jotka voivat tukea vihreää siirtymää. Vedyn tuotannossa syntyy paljon hukkalämpöä, jolla voidaan korvata esimerkiksi fossiilisen polttoaineen käyttöä kaukolämmön tuotannossa. Hukkalämpöä voi kuitenkin olla tarjolla enemmän, kuin kaukolämpöverkkoon tarvitaan, jolloin lämpöä on tarve myös varastoida.

Opinnäytetyön tavoitteena oli selvittää, miten kaukolämpöakku toimisi Tornion kaupungin alueella. Tarkoituksena oli tarkastella erilaisia lämmön varastointiin liittyviä teknologioita ja mitoittaa Tornion kaukolämpöverkkoon sopiva akku. Teknologioista selvitettiin useita tuntuvan lämmön varastointimenetelmiä, sekä tarkasteltiin lyhyesti faasimuutosmateriaalivarastoja ja termokemiallisen lämmön varastointia. Tunnetuin ja käytetyin menetelmä on lämmön varastointi veteen.

Työssä mitoitettiin karkeasti vesiterässäiliö sekä suuruusluokan tasolla lisäksi faasimuutosvarasto materiaalinaan magnesiumkloridiheksahydraatti. Akun lataus- ja purkaustehoksi valittiin 40 MW, joka on lähellä Tornion Energian omaa varalämmöntuotantokapasiteettia ja hieman suurempi kuin Tornion kaukolämmön yhden tunnin huipputehontarve oli vuonna 2023. Mitoitus tehtiin yhden vuorokauden lämmöntarpeeseen.

Vesiterässäiliön tilavuudeksi saatiin 20 000 m3. Korkeudeksi saatiin 46 metriä ja halkaisijaksi 24 metriä, jolloin korkeuden ja halkaisijan suhde oli 1,9. Vastaavan kokoisia säiliöitä on Suomessa jo jonkin verran. Säiliö voidaan liittää kaukolämpöverkkoon suoralla kytkennällä. Faasimuutosvaraston tilavuudeksi saatiin 22 000 m3. Varasto liitetään kaukolämpöverkkoon epäsuoralla kytkennällä. Faasimuutosvarastoja ei ole tällä mittakaavalla toteutettu tai tutkittu. Tulevaisuudessa faasimuutosvarastot voivat yleistyä, mutta tällä hetkellä vesiakut ovat järkevämpiä toteuttaa.