Huipputeknologia mahdollistaa ylijäämälämmön hyötykäytön

Mäntsäläläisen Nivos Oy:n hanke datakeskuksen hukkalämmön kierrättämisestä kunnan kaukolämpöverkkoon valittiin keväällä Vuoden ilmastoteoksi. Nivoksen yhdessä kumppaniensa Yandexin ja hollolaisen Calefan kanssa kehittämä toteutusmalli on mittakaavassaan tällä hetkellä ainoa maailmassa.

pIMG_0376

Datakeskuksen katon muodot mukailevat lentokoneen siiven muotoja, jotta ilmaa saadaan sisään mahdollisimman tehokkaasti.

Energiateollisuuden kestävän kehityksen foorumin palkitsemassa hankkeessa venäläisen Yandexin Mäntsälässä sijaitsevan datakeskuksen hukkalämpö kierrätetään kunnan kaukolämpöverkkoon.

Saatu lämpömäärä vastaa puolta Mäntsälän keskustan vuotuisesta kaukolämpötarpeesta, ja vähentää siten Mäntsälän keskustan kaukolämmön hiilidioksidipäästöjä 40 prosentilla. 

Mäntsälän Sähkön ja Mäntsälän Veden muodostama yhtiö Nivos on kehittänyt toteutusmallin yhdessä Yandexin sekä teollisen hukkalämmön hyödyntämiseen erikoistuneen Calefan kanssa. Mäntsälässä pian vuoden toiminut toteutusmalli on monistettavissa myös muihin datakeskuksiin sekä lämpöä tuottaviin laitoksiin.

Datakeskuksen tuottama hukkalämpö kierrätetään Calefan lämpöpumpputeknologialla uusiokäyttöön puhtaaksi ja edulliseksi kaukolämmöksi.

– Datakeskuksen hukkaenergiaa hyödyntämällä korvataan Venäjältä tuodun maakaasun käyttöä ja vähennetään hiilidioksidipäästöjä merkittävästi. Täyteen kokoonsa kasvettuaan Mäntsälän laitos tuottaa kaukolämpöä jopa 4 000 - 5 000 omakotitalon tarpeisiin, kertoo Calefa Oy:n toimitusjohtaja Vesa Tamminen.

Poliittisissa puheissa hukkalämmön muuttaminen kaukolämpökelpoiseksi on ikivanha asia, mutta toteutuksia on olemassa todella vähän.

– Asia on kuitenkin tärkeä ja kiinnostava. Kuluttajien intressi pitäisi olla se, että lämpö, jonka he kotiinsa saavat, olisi mahdollisimman ympäristöystävällistä ja edullista. Toteuttamamme tekniikan lämmön hyödyntäminen on asia, josta hyötyvät niin datakeskus, energiayhtiö, kuluttajat kuin luontokin, Tamminen toteaa.

pIMG_0353

Datakeskuksen Ari Kurvi sekä Calefan toimitusketjun päällikkö Petri Vuori tarkastelevat lämmöntalteenottokierron lämpötiloja datakeskuksessa.

Hukkalämmössä on mahdollisuus

Suomessa on tavoitteena, että vuoteen 2020 mennessä 38 prosenttia energiankulutuksesta on uusiutuvaa energiaa. Tavoite on vielä kaukana, siihen päästäkseen olisi uusiutuvien energialähteiden kasvutahdin jopa kaksinkertaistuttava nykytilaan nähden.

Motiva Oy :n koordinoiman kaksivuotisen ylijäämälämpöprojektin selvitysten perusteella teollisen ylijäämälämmön hyödyntäminen vähentäisi Suomen vuosittaista lämpöenergian tarvetta arviolta neljä terawattituntia, joka on yli kymmenen prosenttia Suomessa käytettävästä kaukolämmöstä. 

Omakotiasumisessa se vastaa noin 200 000 omakotitalon vuosittaista lämmitystarvetta. Ja vielä rahaksi muutettuna harakoille heitetyn energian hinta on jopa 200 – 300 miljoonaa euroa vuodessa.

Useissa kaukolämpölaitoksissa tunnutaan kuitenkin ajattelevan vieläkin melko perinteisesti ja muutoksen rattaat pyörivät siksi hitaasti.

– Hyötyluvut ja mahdollisuudet ovat isoja, mutta kestää vielä vuosikymmeniä ennen kuin päästään merkittävään lämmön hyötykäyttöön hukkalämmön kautta. Tie on pitkä, mutta siinä on valtavan hyvä mahdollisuus, Tamminen toteaa.

Uraauurtava ratkaisu

Kymmenen megawatin tehoisen datakeskuksen rakennusvaiheessa datakeskuksen sisään rakennettiin lämmöntalteenottokennosto, joka toimii kuten auton syylari. Yandexin lämmöntalteenottopiirin eli ”syylarin” kokonaispituus on 60,5 metriä ja se on vajaat kolme metriä korkea. 

– Rakennuksessa on myös jonkin verran 250 – 300 mm paksuista putkitusta, jolla lämpö siirretään täältä rakennuksesta samalla tontilla sijaitsevaan Nivos Oy:n lämpöpumppaamoon. Omat puhaltimemme joutuvat kuluttamaan sähköä muutaman prosentin enemmän, että saamme puhallettua ilman lämmöntalteenottopiirin läpi. Käytännössä puhumme 5 – 10 kilowatin ylimääräisestä energiankulutuksesta. Eli se on hyvin pieni saatuun hyötyyn nähden, kertoo datakeskus Yandexin tietokonesalin päällikkö Ari Kurvi.

mantsala-koneet

Nivos Oy:n lämmöntalteenottokeskuksen yksiköt eivät tarvitse paljon tilaa.

Eniten tyytyväisyyttä tuottaa tietysti järjestelmän tuoma taloudellinen vaikutus.

– Saamme merkittävän operatiivisten kustannusten aleneman aikaiseksi energiakustannuksissa muutaman vuoden kuluttua, kun olemme täydessä mittakaavassa ja investoinnitkin ovat maksaneet itsensä pois. Sinänsä tämä on ollut ihan kannattava investointi. Olemme laskeneet, että investoinnin takaisinmaksuaika on kahden, kolmen vuoden luokkaa. Takaisinmaksuaika on lähinnä kiinni siitä, kuinka hyvin ja tehokkaasti lämpöpumppulaitos saa siirrettyä lämmön kaukolämpöverkkoon. Meidän kapasiteettimme antaa kyllä myöten, Kurvi toteaa.

Ari Kurvi näkee asialla myös toisen puolen.

– Nykyisin yritykset haluavat kehittää uusia asioita. Tässä mittakaavassa toteutettu lämmöntalteenotto on uraauurtava ja kokonaisuuttakin edesauttava ratkaisu.

Vaikutus hiilijalanjäljen pienenemiseen

Ari Kurvi haluaa nostaa esille energiayhtiöiden roolin vastaavissa projekteissa.

– On äärimmäisen tärkeää, että energiayhtiöt ymmärtävät, ettei tämä energia häviä mihinkään. Kun me tuotamme lämpöenergiaa, niin se on se lämpöenergia, mitä voidaan uudelleen käyttää. Ei niin, että myydään kaukokylmää, vaan että ostetaan ylijäämälämpöä. Kun sähköenergia on kerran muutettu lämmöksi, niin sitä lämpöä kannattaa hyödyntää ja käyttää edelleen. Se on iso asia, sillä kerran tuotetun lämmön käyttämisellä on merkittävä vaikutus hiilijalanjäljen pienenemiseen. Tämä on maailmaa syleilevää vihreää ideologiaa, mutta niin se vain näissä mittakaavoissa on, Kurvi muistuttaa.

Jotta datakeskusten hukkalämmöt voitaisiin uudelleen käyttää, tulisi datakeskukset pitää inhimillisissä kokoluokissa, että ne voidaan sijoittaa yhdyskuntien läheisyyteen.

– Ei ole mitään järkeä rakentaa valtavia datakeskuksia keskelle metsää, jossa lämpö hukataan tai sitä ei pystytä uudelleenkäyttämään.

Nivos saa ansaitsemansa kiitokset Yandexilta.

– Keskusteluissa pääsimme nopeasti yhteisymmärrykseen, että tämä on sekä meille että heille liiketaloudellisesti kannattava ratkaisu. Löysimme helposti myös oikean reaalihinnan energialle, joka on jo kerran tuotettu. On muutamia lämpöyhtiöitä, jotka ovat tämän oivaltaneet. Niissä tällaiset projektit on helpompi toteuttaa, kun on oivallettu, että se lämpö on tämän asian arvo.

Suursäästöt teollisuudelle

Motiva Oy:n muutaman vuoden takaisessa yhteistyöhankkeessa koottiin tietoa teollisen ylijäämälämmön hyödyntämismahdollisuuksista ja niiden kannattavuudesta. Hankkeeseen osallistui Suomen suurimpia teollisuusyrityksiä, jotka ovat jo vuosia tehneet työtä tehokkaamman energiankäytön eteen. Lisäksi mukana oli joukko ylijäämälämmön hyödyntämiseen vihkiytyneitä laitevalmistajia.

Motiva Oy:n yksikönpäällikkö Hille Hyytiän mukaan teollisuuden ylijäämälämmön hyödyntämiseen on tartuttu hyvin, mutta tehtävää vielä riittää. Keskisuuressa teollisuudessa on jo lukuisia hyviä esimerkkitapauksia.

Hyytiä uskoo, että yrityksistä löytyy osaamista ja tahtoakin viedä asioita eteenpäin. Ongelmana on kuitenkin investointirahojen puutteen lisäksi myös aika.

– Organisaatiot on höylätty niin ohkaisiksi, että vaikka yrityksistä löytyisikin osaamista, niin siellä ei ole aikaa paneutua asioihin oikeasti. Kannattavuutta ei tulisi katsoa pelkästään takaisinmaksuajan kautta, vaan myös siitä, mikä energiatehokkuuteen sijoitetun pääoman tuottoprosentti oikeasti on. Asioita tulisi tarkkailla myös rahan vinkkelistä, Hyytiä toteaa.

Calefa-yleinen-lyhyt

Kokemuksen mukaan hukkalämmön hyödyntämisen tulee olla yrityksen ylimmän johdon mielenkiintona. Jokainen säästetty euro päätyy suoraan voittoriville. Tämä ei ole kunnossapidon asia, vaan sijoittajien sekä ylimmän johdon asia.

Teksti ja kuvat: Soili Kaivosoja, tekstipuu(at)gmail.com

Uusimmat artikkelit

27.10.2020 | Alan Uutiset

Valmetin Q3 tulos vakaa – vahva kehitys Papereissa jatkui

Konepajayhtiö Valmetin tilausmäärät laskivat odotetusti kolmannella kvartaalilla, mutta vertailukelpoinen liiketulos nousi edellisvuoden vastaavaan ajankohtaan nähden. 

Liikenteen päästöt puoleen 2030 mennessä – laaja keinovalikoima avuksi

Liikenne- ja viestintäministeriön johtama fossiilittoman liikenteen työryhmä on antanut suosituksensa siitä, miten kotimaan liikenteen kasvihuonekaasupäästöt voidaan puolittaa vuoteen 2030 mennessä ja pudottaa nollaan vuoteen 2045 mennessä. Työryhmä on tarkastellut myös keinoja, joiden avulla kansainvälisen meri- ja lentoliikenteen päästöjä voitaisiin vähentää Suomessa.

22.10.2020 | Tutkimus ja koulutus

LUT: Uutta rakennusmateriaalia teollisuuden sivuainevirroista

Teollisuuden sivuainevirroista on kehitetty Urban Infra Revolution -hankkeessa rakentamiseen soveltuvia, ekologisia ja 3D-tulostettavia geopolymeerikomposiitteja. Materiaaleja testataan Lappeenrannassa junaradan meluesteessä. Hankekonsortio pyrkii luomaan materiaaleille kannattavan liiketoimintaekosysteemin.

HSY: Häiriöttömämpää viemäröintiä pumppaamosaneerauksilla

Helsingin seudun ympäristöpalvelut HSY:n jätevedenpumppaamo Vantaan Ylästöntiellä uusitaan. Pumppaamon kapasiteetti nousee ja samalla se uudistuu teknisesti. Pumppaamojen ja viemäreiden saneerauksella parannetaan toimintavarmuutta ja vähennetään häiriöitä, joista pahimmillaan voi syntyä jäteveden ylivuoto maastoon tai vesistöön.

SSAB:n Raahen-tehtaalla kokeiltiin lisätyn todellisuuden hyödyntämistä asennustyön valvonnassa

SSAB:n Raahen-tehtaan nauhavalssaamon vuosihuollossa otettiin kesällä digiloikka, kun asennustyön valvonnassa hyödynnettiin ensimmäistä kertaa lisättyä todellisuutta (AR). Tämä mahdollisti sen, että kyseistä asennustyötä yleensä valvovan asiantuntijan ei tarvinnut matkustaa Saksasta SSAB:n tehtaalle Raaheen, vaan hän pystyi seuraamaan ja ohjaamaan työtä AR-lasien kautta, jotka oli kiinnitetty tehtaan oman asennusvalvojan kypärään.

20.9.2020 | Kumppaniartikkeli

Somotec: Lisää kulumiskestävyyttä tuotantoprosessiin

Teollisuuden kasvavat kilpailukyky- ja tehokkuusvaatimukset sekä usein raskaat käyttöolosuhteet edellyttävät laitteiden kulutuksen- ja korroosionkestävyyden jatkuvaa parantamista.

OL3 EPR:n sähköntuotanto alkaa helmikuussa 2022

Teollisuuden Voima Oyj (TVO) on saanut laitostoimittaja Areva-Siemens -konsortiolta päivitetyn aikataulun OL3 EPR -laitosyksikön käyttöönotosta. Sen mukaan polttoaine ladataan reaktoriin maaliskuussa 2021, laitosyksikkö liitetään valtakunnan sähköverkkoon saman vuoden lokakuussa ja säännöllinen sähköntuotanto alkaa helmikuussa 2022.