Teollisuuden hukkalämmöstä merkittävä osa Kotkan kaukolämmöntuotantoa

• Calefan Kotkan Energialle toimittama 10 megawatin lämpöpumppulaitos hyödyntää teollisuuden hukkalämpöä ja tuottaa noin viidenneksen Kotkan kaukolämmöstä.
• Laitos ottaa lämpöä talteen puhdistetusta jätevedestä ja teollisuuden jäähdytysvesistä, jotka jäisivät muuten hyödyntämättä.
• Laitoksen arvioitu vuosituotanto on 50–65 gigawattituntia, mikä vähentää polttamiseen perustuvan lämmöntuotannon sekä fossiilisten polttoaineiden tarvetta.
• Kotkan Energia näkee hukkalämmön merkittävänä osana tulevaisuuden kaukolämmöntuotantoa ja kehitti sen pohjalta myös asiakkaille suunnatun Hukka-kaukolämpötuotteen.

Kotkan Energia on etsinyt keinoja vähentää polttamiseen perustuvaa lämmöntuotantoa ja lisätä energiatehokkaiden ja vähäpäästöisten ratkaisujen osuutta. Yhtiö kartoitti Kotkan alueella syntyviä matalalämpöisiä hukkalämpövirtoja ja selvitti, voisiko niitä hyödyntää lämpöpumpputeknologian avulla kaukolämmöntuotannossa. Tarkastelussa oli useita mahdollisia kohteita, joista valittiin teknisesti ja kaukolämpöverkon kannalta soveltuvin kokonaisuus.

Useista tarkastelluista vaihtoehdoista valinta kohdistui teollisuusalueelle, jossa syntyy kaukolämmön tuotantoon soveltuvaa hukkalämpöä. Sijainti lähellä Kotkansaaren suurinta kaukolämmön kulutuskeskittymää toi hankkeelle merkittävän lisäedun. Kun lämpö tuotetaan lähellä sen käyttäjiä, sitä ei tarvitse siirtää pitkiä matkoja. Tämä vähentää siirtohäviöitä ja parantaa koko järjestelmän energiatehokkuutta.

Kotkan Energian tuotantojohtajan Jari Mäkelän mukaan sijainti lähellä suurimpia kulutuskohteita on yksi hankkeen keskeisistä eduista.

”Lämpöpumppulaitos sijaitsee lähellä ensimmäisiä lämmitettäviä kohteita. Lämpö tuotetaan siellä, missä sille on paljon käyttöä”, hän sanoo.

Lämpöä kahdesta teollisuuden energiavirrasta

Lämpöpumppulaitos hyödyntää kahta matalalämpöistä energianlähdettä: käsiteltyä ja puhdistettua jätevettä sekä teollisuuden jäähdytysvesiä. Niiden sisältämä lämpöenergia olisi ilman talteenottoa jäänyt hyödyntämättä.

Matalalämpöinen energia jalostetaan laitoksessa kaukolämpöverkkoon sopivaksi lämmöksi. Laitoksen mitoitettu lämpöteho on 10 megawattia, ja se pystyy tuottamaan verkkoon jopa 90-asteista vettä. Arvioitu vuosituotanto on noin 50–65 gigawattituntia, mikä vastaa noin viidennestä Kotkan kaukolämmön tarpeesta. Laitos toimii siten Kotkan Energian uutena peruskuormalaitoksena.

Tekninen kokonaisuus muodostuu kahdesta matalalämpöpumpusta ja kuudesta korkealämpöpumpusta. Laitteet on sijoitettu noin 800 neliömetrin laitosrakennukseen. Laitos muuttaa tehdasalueella käsiteltyjen jätevesien ja jäähdytysvesien matalalämpöistä energiaa kaukolämmöksi.

Kokonaistoimitus helpotti projektinhallintaa

Kyseessä oli Kotkan Energian ensimmäinen teollisen mittakaavan hukkalämpöä hyödyntävä lämpöpumppulaitos. Yhtiöllä oli vahvaa kokemusta energiantuotannosta, mutta lämpöpumpputeknologian rooli tässä mittakaavassa oli uusi.

Tämän vuoksi Kotkan Energia päätyi hankkimaan laitoksen kokonaistoimituksena Calefalta. Ratkaisu helpotti projektinhallintaa ja vähensi eri toimijoiden välisiä rajapintoja.

”Emme halunneet hankkia vain laitteita, vaan kokonaisen toimivan ratkaisun. Yksi toimittaja ja selkeä toimitusraja vähensivät eri toimijoiden välisiä rajapintoja ja helpottivat projektinhallintaa”, Mäkelä sanoo.

Myös automaatio sovitettiin osaksi Kotkan Energian olemassa olevaa tuotantojärjestelmää. Miehittämätöntä lämpöpumppulaitosta ohjataan etänä Hovinsaaren voimalaitoksen valvomosta. Käyttäjille se näkyy samanlaisena järjestelmänä kuin yhtiön muutkin tuotantolaitokset.

Lämpöpumppulaitos korvaa polttamiseen perustuvaa tuotantoa

Lämpöpumppulaitoksen lämmöntuotanto vähentää tarvetta tuottaa lämpöä polttamalla. Kotkan Energian mukaan laitos pienentää puupolttoaineiden ja turpeen käyttöä sekä vähentää tarvetta käyttää maakaasua ja kevyttä polttoainetta huippukulutuksen aikana.

Maakaasua ja öljyä käytetään Kotkassa erityisesti kovilla pakkasilla ja muissa huipputuotantotilanteissa. Kun hukkalämpö kattaa ison osan peruskuormasta, polttoon perustuvan lämmöntuotannon ja samalla fossiilisten polttoaineiden tarve vähenee.

Mäkelä pitää hanketta yhtenä Kotkan Energian merkittävimmistä yksittäisistä askelista kohti vähäpäästöisempää kaukolämmöntuotantoa.

”Aiemmin hyödyntämättä jäänyt energia on saatu muutettua merkittäväksi osaksi Kotkan kaukolämmöntuotantoa.”

Jari Mäkelä
Tuotantojohtaja, Kotkan Energia

”Samalla hanke osoittaa, että teollisuuden hukkalämpöä voidaan hyödyntää suuressa mittakaavassa”, Mäkelä jatkaa.

Kuluttajille tuotteistetun hukkalämmön kysyntä ylitti odotukset

Hankkeen aikana hukkalämmön hyödyntäminen vietiin laitostasolta myös kuluttajille asti. Kotkan Energia kehitti paikallisen teollisuuden hukkalämpöön perustuvan Hukka-kaukolämpötuotteen.

Tuotetta varten aiemmin hyödyntämättä jäänyt energia muutetaan kotien ja muiden kiinteistöjen lämmöksi. Mäkelän mukaan Hukka-tuotteen kysyntä ylitti odotukset, ja ensimmäinen myyntiin varattu erä myytiin nopeasti loppuun.

Hukkalämpö ohjaa myös tulevia investointeja

Kotkan hanke ei ole yhtiölle vain yksittäinen investointi, vaan osa lämmöntuotannon laajempaa muutosta. Kotkan Energia kartoittaa jatkuvasti uusia hukkalämmön lähteitä ja arvioi niiden soveltuvuutta kaukolämmön tuotantoon. Tulevaisuudessa mahdollisuuksia voivat tarjota esimerkiksi teolliset investoinnit ja datakeskukset.

Keskeisiä oppeja Kotkan hankkeessa olivat, että hukkalämmön lämpötila, puhtaus, laatu, saatavuus ja vaihtelu on tunnettava mahdollisimman tarkasti ennen teknisen ratkaisun suunnittelua. Myös talteenottoprosessi on sovitettava yhteen lämpöpumppulaitoksen vaatimusten kanssa.

Kun nämä lähtökohdat huomioidaan, paikalliset energiavirrat voivat korvata merkittävän osan erikseen tuotettavasta lämmöstä.

”Mitä enemmän pystymme tuottamaan lämpöä energiatehokkaasti olemassa olevista sivuvirroista, sitä kilpailukykyisemmäksi ja vähäpäästöisemmäksi kaukolämpöjärjestelmä tulevaisuudessa muuttuu”, Mäkelä tiivistää.