Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri
s Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri Näkymä vuoteen 2030 Helsinki Aalto-yliopiston ja Siemens AG:n tutkimusprojekti Helsingin kestävän kehityksen urbaania infrastruktuuria koskevan tutkimusprojektin lopuksi Siemens kiittää yhteistyökumppaneita ja paikallishallintoa osallistumisesta projektiin. Haluamme erityisesti kiittää: • Aalto-yliopistoa tutkimukseen osallistumisesta sekä skenaarioiden ja tietojen täsmentämisestä • Helsingin kaupunkia kannustavasta yhteistyöstä sekä tutkimuksen havaintoja ja ideoita koskevista keskusteluista • Helsingin Energiaa energian tuotantoa, sähkön jakelua ja rakennuksia koskevista arvokkaista neuvoista sekä osallistumisesta ryhmätöihin ja keskusteluihin • HKL:ää osallistumisesta ryhmätöihin ja keskusteluihin sekä paikallisliikenteen suunnittelua koskevista kiinnostavista näkemyksistä • HSL:ää osallistumisesta ryhmätöihin ja keskusteluihin sekä kaupunkiliikenteen suunnittelua koskevista kiinnostavista näkemyksistä • Palmiaa rakentamiseen liittyvistä suunnitelmista sekä rakentamiseen liittyviä tekniikoita ja keinoja koskevista neuvoista • HKR:ää osallistumisesta ryhmätöihin ja keskusteluihin sekä kaupunkirakentamisen suunnittelua koskevista kiinnostavista näkemyksistä Sujuva yhteistyö paikallishallinnon, Aalto-yliopiston ja muiden osallistujien kanssa mahdollisti sen, että tämä tutkimus Helsingin ympäristövaikutuksista voitiin toteuttaa laajasti ja monipuolisesti sekä saada valmiiksi suunnitellusti. Kiitämme kaikkia projektissa mukana olleita arvokkaista neuvoista ja aktiivisesta osallistumisesta hankkeeseemme. Siemens toivoo, että ehdotettujen toimenpiteiden mahdollinen toteuttaminen lisää hyvinvointia Helsingissä. 2 Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki Sisältö Tiivistelmä 5 Johdanto Nykytilanne ja kehityksen arviointi Strategioita ja suunnitelmia Helsinki ja Itämeri 11 12 14 15 Rakennukset Helsingin hiilidioksidiprofiili Tärkeimmät mahdollisuudet ja skenaariot Esimerkkejä muista kaupungeista Toteutusmalli Tulevaisuudennäkymiä Haastattelu 19 20 23 24 25 26 27 Lämmön- ja energian tuotanto Helsingin hiilidioksidiprofiili Kehityssuunnat ja haasteet EU-lainsäädännön vaikutus päästöjen vähentämiseen Esimerkkejä muista kaupungeista Toteutusmallit Haastattelu Tulevaisuudennäkymiä 29 30 34 38 40 41 42 43 Energian jakelu Jakelu Pohjoismaissa ja Helsingissä Tärkeimmät mahdollisuudet ja skenaariot Esimerkkejä muista kaupungeista Toteutusmallit Tulevaisuudennäkymiä 45 46 48 50 51 56 Liikenne Helsingin hiilidioksidiprofiili Katuvalaistus Top-down: mahdollisuudet ja skenaariot Toteutusmalli Esimerkkejä muista kaupungeista Tulevaisuudennäkymiä Haastattelu 59 60 66 67 73 74 76 77 Tapaustutkimus: Vuosaaren vihreä satama Nykytilanne ja perusskenaario Strategioita ja suunnitelmia Keinot ja suositukset CO 2 -päästöjen vähentämiseksi Esimerkkejä muista satamista Johtopäätös 79 80 83 83 86 87 Rahoitus 89 Menetelmät Tietojen keräys ja nykyisen energiankäytön arvio Hiilijalanjälki Perusskenaarion ja optimiskenaarion laskelma Toteutusmallien laskelmat 93 94 94 95 97 Liitteet Luettelo keinoista Tiedot Lähteet 99 100 101 104 Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki 3 4 Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki Tiivistelmä Helsingin hiilidioksidipäästöjä voidaan vähentää 60 % vuoteen 2030 mennessä. Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki 5 Tiivistelmä H elsingin kaupunki tähtää hiilidioksidipäästöjen merkittävään vähentämiseen lähitulevaisuudessa: pääkaupunki haluaa vähentää hiilidioksidipäästöjään yli 20 prosentilla vuoden 1990 määriin nähden vuoteen 2020 mennessä. Tämän tutkimuksen avulla Siemens ja Aalto-yliopisto arvioivat teknisiä ratkaisuja, joilla päästäisiin vähintäänkin asetettuihin tavoitteisiin. Raportissa esitetään 26 keinoa päästöjen vähentämiseksi infrastruktuurin neljällä pääalueella (rakennuksissa, liikenteessä, energiantuotannossa ja energian jakelussa) ja Vuosaaren satamassa. Tutkimuksen laajuus määritettiin niin, että alueellisen luonteensa vuoksi liikennettä analysoitiin alueella, joka sisältää myös Espoon, Kauniaisen ja Vantaan, kun taas infrastruktuurin kolmen muun pääalueen parantamismahdollisuudet kohdistuivat ainoastaan Helsinkiin. Helsinki on jo alkanut toteuttaa vähennystavoitteita aikataulun mukaisesti. Kaupungin tähänastista edistymistä kuvaa ehkäpä parhaiten se, miten Helsinki on pystynyt erottamaan energiankulutuksensa siihen liittyvistä hiilidioksidipäästöistä viime vuosikymmenellä: kulutus ja päästöjen kasvu eivät enää ole sidoksissa toisiinsa. Analyysimme perusteella voidaan päätellä, että tämä kehityssuunta todennäköisesti jatkuu ja voimistuu tulevaisuudessa. Raportissa käytetyssä perusskenaariossa Helsingin hiilidioksidipäästöjen oletetaan vähenevän vuoden 2010 määristä 13 % vuoteen 2030 mennessä siitä huolimatta, että kokonaiskulutus hieman kasvaa kaupungin ja liikennemäärien kasvun takia. Perusskenaario perustuu laskelmiin, joissa käytettiin Helsingin aiempaa päästöjen kasvunopeutta. Laskelmissa otettiin huomioon tekniikan kehityksen vaikutukset sekä muuttuneiden säännösten jo toteutetut vaikutukset ja vaikutukset, joiden toteutuksesta on tehty sitova päätös. Tulokset tukevat näkemystä, että Helsinki on jo hyvällä alulla vaativien vähennystavoitteiden toteuttamisessa. Raportin tavoitteena on arvioida käytössä olevia tekniikoita ja ratkaisuja sekä muutamia täysin uusia toteutusmalleja, joilla kaupunki voi päästä vähennystavoitteisiinsa ja ylittää ne. Perusskenaario vuoden 2003 päästöistä Perusskenaario vuoden 2030 kulutuksesta Liikenne CO2-päästöt (Mt/vuosi) 2,5 Asuinkiinteistöt 1,0 0,0 Liikekiinteistöt 18 14 1,0 Asuinkiinteistöt 0,9 0,9 2010 2030 perusskenaario 5 6,1 6,1 6,0 5,7 2010 2030 perusskenaario 8 6 4 0,7 4,1 12 10 1,0 1,0 0,5 Liikenne 16 2,0 1,5 Tutkimuksessa selvitettiin ja arvioitiin 26 keinoa, joilla voidaan vähentää Helsingin hiilidioksidipäästöjä. Keinoihin sisältyy toimia, joiden toteutuksesta Helsinki on jo päättänyt tai joiden toteutusta vasta harkitaan. Niihin sisältyy myös uusia malleja, joita on kehitelty Siemensillä, Aalto-yliopistossa sekä työryhmissä ja haastatteluissa yli kolmenkymmenen Helsingin kaupungin ja aluehallinnon, Helsingin Energian ja Helsingin seudun liikenteen edustajien kanssa. Aalto-yliopistosta Kulutus (TWh/vuosi) Liikekiinteistöt 3,0 Raportissa esitetään 26 keinoa päästöjen vähentämiseen 2 0 Perusskenaariossa hiilidioksidipäästöt vähenevät 13 % kaupungin kasvamisesta johtuvan ennustetun kokonaiskulutuksen kasvusta huolimatta 6 Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki projektiin on osallistunut kaksi opiskelijaa, jotka tekivät diplomityönsä projektin aikana. Keinojen mahdollisia vaikutuksia infrastruktuurin kullakin alueella analysoitiin investoinnin arvioitujen (suurten tai pienten) kustannusten ja toteutettavuuden (helppo, keskitasoinen tai vaikea) yhteydessä. Lisäksi esitettiin Siemensin ydinosaamiseen perustuvia yksityiskohtaisia toteutusmalleja. Päästöjen 13 prosentin vähennys perusskenaariossa vuoteen 2010 nähden verrattuna optimiskenaarion 61 prosentin vähennykseen 26 keinon vaikutukset ryhmiteltiin kahteen skenaarioon. Skenaarioiden muodostuksessa käytettyjä menetelmiä esitellään raportissa tarkemmin omassa luvussaan. Perusskenaariossa arvioidaan Helsingin hiilidioksidipäästöjä vuonna 2030. Tämä skenaario perustuu laskelmiin, joissa käytettiin Helsingin aiempaa päästöjen kasvunopeutta. Laskelmissa otettiin huomioon tekniikan kehityksen ja säännösten toteutettavien muutosten vaikutukset (eli toteutus on jo aloitettu tai toteutukseen on sitouduttu tai lakisääteisestä muutoksesta on jo tehty päätös). Näitä parannuksia kutsutaan keinoiksi, ja ne koostuvat esimerkiksi jo rakenteilla olevista raideliikenteen parannuksista sekä uusien rakennusmääräysten ja EU:n ekologista suunnittelua koskevan direktiivin vaikutuksista. Pelkästään perusskenaarion mukaan vuosittaisia hiilidioksidipäästöjä vähennetään 13 prosentilla eli 0,4 megatonnilla vuoden 2010 kolmesta megatonnista 2,6 megatonniin vuoteen 2030 mennessä. Optimiskenaariossa arvioidaan Helsingin hiilidioksidipäästöjä vuonna 2030, kun päästöjä edelleen vähentävät lisäkeinotkin on toteutettu (lisäkeinot). Esimerkkejä niistä ovat uudet innovatiiviset ratkaisut ja toteutusmallit, kuten sähkönjakeluverkon kysyntään vastaamiseen perustuva järjestelmä, uusiutuvien luonnonvarojen suurempi osuus energiantuotannosta ja sähköautojen voimakkaasti yleistynyt käyttö vuoteen 2030 mennessä. Tässä skenaariossa on otettu käyttöön kaikki tässä tutkimuksessa esitetyt mallit. Optimiskenaarion perusteella vuosittaisia hiilidioksidipäästöjä vähennetään edelleen 1,4 megatonnilla vuoteen 2010 nähden, ja sen tuloksena kokonaisvähennys on 61 % vuoden 2010 kolmesta megatonnista vuoden 2030 1,2 megatonniin eli optimimäärään. Päästöjä voidaan vähentää lyhyellä aikavälillä (vuoteen 2015 mennessä) jo 18 % ja pitkällä aikavälillä (vuoteen 2030 mennessä) lisäksi 43 %, jos kaikki keinot toteutetaan. Tutkimuksessa arvioitiin perus- ja lisäkeinojen realistista toteutusaikataulua, jossa otettiin huomioon seuraavat seikat: CO2-päästöjen potentiaalinen vähennys 61 prosentilla vuoteen 2030 mennessä 18 prosentin vähennyspotentiaali lyhyellä aikavälillä, 43 prosentin pitkällä aikavälillä Vuosittaiset CO2-päästöt (Mt) 3,0 2,5 2,0 2,0 1,4 3,0 0,1 3,0 0,4 2,5 1,5 2,6 0,4 0,3 1,0 3,0 2,4 1,0 1,0 1,2 0,5 0,0 Keinot 3,5 3,5 1,5 Lisäkeinot CO2 emissions 2010 Keinot Vuoden 2030 (jo päätettyjen perusskenaario parannusten historiallinen nettokasvunopeus) Perusskenaarion ja optimiskenaarion yleiskuvaus Lisäkeinot Vuoden 2030 optimiskenaario 1,2 0,5 0,0 2010 Keinot Lisäkeinot (lyhyellä aikavälillä) (pitkällä aikavälillä) 2015 Keinot Lisäkeinot (lyhyellä aikavälillä) (pitkällä aikavälillä) 2030 Eri keinotyyppien toteutusaikataulun yleiskuvaus Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki 7 Lyhyen aikavälin keinot voidaan toteuttaa 3–5 vuodessa. Jos kaikki lyhyen aikavälin keinot toteutettaisiin, hiilidioksidipäästöjä voitaisiin vähentää 2,4 megatonniin eli 0,6 megatonnia. Vähennys olisi 18 % verrattuna vuoden 2010 kolmeen megatonniin. Lyhyen aikavälin keinojen vaikutukset, toteutuksen monimutkaisuus ja investointikustannukset vaihtelevat keinoittain. Esimerkiksi kahdesta Helsingin Energian suunnittelemasta merituulivoimalasta saatavalla tuulivoimalla, ruuhkamaksuilla ja rakennusten energiatehokkaalla valaistuksella on suurin hiilidioksidipäästöjen vähennyspotentiaali. Suurempien investointikustannusten ja säännösten takia tuulivoima- ja ruuhkamaksuprojektien toteutus on kuitenkin monimutkaisempaa valaistukseen verrattuna. Pitkän aikavälin keinojen toteutus on monimutkaisempaa ja edellyttää pitkän aikavälin suunnittelua tai pitkäkestoisia investointeja. Jos kaikki nämä keinot toteutetaan, jäljellä olevia hiilidioksidipäästöjä voidaan vähentää edelleen 1,3 megatonnia eli 43 % vuoteen 2030 mennessä. Tällöin optimihiilidioksidimäärä olisi vuoteen 2030 mennessä 1,2 megatonnia ja kokonaisvähennys olisi 61 % tämänhetkiseen määrään verrattuna. 49,841 -4% 27,506 22,335 84 890 21,361 CO2 -kokonaispäästöt Laivat Perustaso Valaistus Vuosaaren sataman päästöjen vähennyspotentiaali 8 Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki Liikenne Optimi perustaso Pitkän aikavälin pääkeinot perustuvat sähköautojen käytön voimakkaaseen yleistymiseen, rakennusten lämmityksen huomattavaan tehostumiseen ja biomassan laajaan käyttöön energiantuotannossa. Raportin oletuksena on, että vuodesta 2020 lähtien sähköautot tulevat laajassa mittakaavassa tavanomaisten autojen tilalle ja vuonna 2030 niiden yleisyys on 100 %. Lämmityksen optimointiin sisältyy useita toimia, kuten eristyksen, ikkunoiden ja lämmityksen säädön parantaminen. Biomassan muuttaminen kaasuksi on kolmanneksi suurin pitkän aikavälin keino. Siinä Suomen metsistä saatu biomassa muutetaan kaasuksi kaupungin ulkopuolella ja kuljetetaan jo käytössä olevia putkia pitkin kaupunkiin, missä sitä käytetään tavanomaisissa kaasuvoimaloissa. Näiden toimien toteuttaminen ei ole yksinkertaista, ja ne edellyttävät pitkäkestoisia investointeja. Vuosaaren sataman tehokkuus on jo hyvällä mallilla, vähennyspotentiaalia vielä 4 % Tässä raportissa arvioitiin infrastruktuurin neljän pääalueen ohella myös Vuosaaren sataman parannusmahdollisuuksia. Satama otettiin käyttöön vuonna 2008, ja nuoreen ikäänsä nähden sataman tilanne on jo erittäin hyvä. Tutkimuksessa havaittiin vain vähän parantamisen varaa hiilidioksidin vähentämiseksi. Pääkeinoihin yhdistettäisiin kulunvalvonnan ja operaattorin porttialueet. Niillä voitaisiin vähentää satamaan saapuvan rekkaliikenteen tarvittavien pysähtymisten määrää, ja hiilidioksidisäästöt olisivat vuosittain yli 860 tonnia. Vuosaaren sataman päästöjen vähennyspotentiaaliksi arvioitiin kaiken kaikkiaan 4 %. Kestävän kehityksen ja infrastruktuurin investointien rahoituskeinojen analysointi Johtopäätökset: hiilidioksidipäästöjä voidaan vähentää 61 % vuoteen 2030 mennessä Kaupungistuminen kiihtyy kaikkialla maailmassa, ja infrastruktuurista on nopeasti tulossa suosittu vaihtoehtoinen investointimuoto myös yksityisille sijoittajille. Tähän raporttiin sisältyvässä luvussa käsitellään infrastruktuurin rahoituksen uusia kehityssuuntia ja esitetään Siemens Financial Services -yksikön asiantuntijoiden näkemyksiä. Luvussa käsitellään julkisen ja yksityisen sektorin kumppanuutta ja esimerkkitapauksia Siemens Financial Services -yksikön aiemmista projektirahoituksista. Siinä annetaan myös yleistietoja Euroopan unionin julkisista rahoitusvaihtoehdoista kestävän kehityksen ja infrastruktuurin investointeja varten. Raportin johtopäätöksessä todetaan, että nopeutuvasta kaupungistumisesta, väestönkasvusta, muuttuvista elintavoista ja kaupungin laajentumisesta huolimatta Helsinki on jo hyvällä alulla hiilidioksidipäästöjensä vähentämisessä. Helsingin kaupungilla on myös monia mahdollisuuksia vähentää päästöjään merkittävästi. Jo muutaman seuraavan vuoden aikana päästöjä voitaisiin vähentää jopa 18 %, ja lisäkeinoja toteuttamalla päästöjen kokonaisvähennys olisi 61 % tämänhetkiseen määrään verrattuna vuoteen 2030 mennessä, jolloin optimiskenaarion mukaan hiilidioksidipäästöjä syntyisi vuosittain 1,2 megatonnia. Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki 9 10 Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki Nykytilanne ja kehityksen arviointi 12 Strategioita ja suunnitelmia 14 Helsinki ja Itämeri 15 Johdanto Helsingin energiakulutus vuonna 2030 on 16,8 terawattituntia ja hiilidioksidipäästöt 2,6 megatonnia. Suurimmat energiankäyttäjät ovat rakennukset ja liikenne. Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki 11 Johdanto K aupungit ovat maailman merkittäviä voimatekijöitä. Tällä hetkellä jo yli puolet maapallon väestöstä asuu kaupungeissa, ja heidän osuutensa kasvaa nopeasti erityisesti kehittyvissä maissa. Kaupungit ovat siis useimpien ihmisten asuinpaikkoja, mutta ne ovat myös talousmahteja: yli puolet maailman bruttokansantuotteesta syntyy kaupungeissa, joiden asukasluku on yli 750 000. Ilmaston lämpenemisen aiheuttamien haittojen vuoksi on kuitenkin otettava huomioon, että kaupungit tuottavat yli 80 % maailman kasvihuonekaasupäästöistä, joten niillä on keskeinen asema ilmastonmuutoksen hallinnassa. Tilanteeseen on havahduttu monissa kaupungeissa kaikkialla maailmassa, ja niissä on asetettu kunnianhimoisia tavoitteita kasvihuonekaasupäästöjen vähentämiseksi kaupungin sisällä. München aikoo vähentää päästöjään vuoden 1990 määrästä 50 %, Toronto 80 % ja Lontoo 60 % vuoteen 2030 mennessä. Kööpenhamina on askeleen edellä: tavoitteena on hiilineutraali kaupunki vuoteen 2025 mennessä. Helsinkikin lukeutuu kaupunkeihin, jotka tunnustavat vastuunsa ilmastonmuutoksen hidastamisessa. Vuonna 2007 pääkaupunkiseudun kunnat (Helsinki, Vantaa, Espoo ja Kauniainen) asettivat tavoitteekseen vähentää pääkaupunkialueen hiilidioksidipäästöjä 30 % asukasta kohti vuoteen 2030 mennessä vuoden 1990 päästöihin nähden. Tavoite on osa koko pääkaupunkiseudulle laadittua laajaa ilmastostrategiaa. Hiilidioksidipäästöjen vähennystavoitteesta tulee Helsingin ja koko seudun kehityksen kulmakiviä. Alueella asuu jo yli 23 % koko maan väestöstä, ja kasvun odotetaan jatkuvan. Vaikka Helsingissä asuu jo suuri osa maan koko väestöstä, se on päättänyt siirtää rahtisatamansa pois kaupungin keskustasta. Näin kaupunkisuunnittelulle on jäänyt laajoja alueita kaupungin keskeisillä paikoilla. Nämä alueet (Jätkäsaari ja Kalasatama) kokevat seuraavina vuosikymmeninä suuren muodonmuutoksen. Niihin rakennetaan asuntoja yli 40 000 asukkaalle ja toimitiloja yli 25 000 työpaikalle. Näin kaupunki voi suunnitella ja rakentaa kestävän kehityksen mukaisia yhteisöjä merkittävälle osuudelle väestöstä. Projektit voivat toimia kestävän kaupunkisuunnittelun mallina monille kehittyvien maiden kaupungeille, joissa rakennemuutokset ovat vapauttaneet suuria alueita kaupunkisuunnittelulle. Tämän raportin tarkoituksena on auttaa Helsingin ja koko pääkaupunkiseudun asukkaita ja päätöksentekijöitä tekemään tietoihin 12 Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki perustuvia päätöksiä tulevia mahdollisuuksia ja haasteita varten. Siemens ja Aalto-yliopisto käyttivät Siemensin hyväksi todettuja menetelmiä seuraaviin tarkoituksiin: • tämänhetkisen hiilidioksidijalanjäljen kvantifiointi infrastruktuurin neljällä alueella (rakennukset, liikenne, energian tuotanto ja energian jakelu) kaupungin sisällä – poikkeuksena liikenne, jonka yhteydessä otettiin huomioon koko pääkaupunkiseutu, ja sähkö, jota käsiteltiin kansallisella tasolla – ja tulevan arvioidun hiilidioksidijalanjäljen ekstrapolointi. • energiatehokkuuden vertailu viitearvojen avulla infrastruktuurin neljällä pääalueella parantamismahdollisuuksien selvittämiseksi • valittujen ratkaisujen toteutusmallien laatiminen Helsingin kestävän kehityksen tueksi • tulevaisuudennäkymien kartoittaminen eri näkemysten avulla. Raportissa arvioidaan uudelleen tämänhetkisiä suunnitelmia ja ehdotetaan uusia ratkaisuja, joilla Helsinki voi pyrkiä kestävämpään kehitykseen ja energiatehokkuuteen. Toivottavasti tämän tutkimuksen pohjalta syntyy uusia näkemyksiä ja ajatuksia siitä, kuinka Helsinki voisi saavuttaa ilmastonmuutoksen hidastamista koskevat tavoitteensa. Raportti ei tietenkään sisällä kaikkia mahdollisia ratkaisuja, raportissa keskitytään Siemensin osaamisalueisiin. Nykytilanne ja kehityksen arviointi Helsingissä on 589 000 asukasta, ja se kuuluu samaan suuruusluokkaan Pohjois-Euroopan muiden pääkaupunkien, kuten Kööpenhaminan ja Oslon, kanssa. Väestötiheys on alhainen: 2 730 asukasta neliökilometriä kohti, joten tässäkin Helsinki muistuttaa Kööpenhaminaa ja Osloa, joissa on 2 630 ja 3 200 asukasta neliökilometriä kohti. Helsingin seudulla (Espoo, Vantaa, Kauniainen ja yhdeksän muuta kuntaa) väestötiheys on huomattavasti alhaisempi eli 350 asukasta neliökilometriä kohti, sillä koko alueesta yli 40 % on viheralueita. Helsingin seutu lukeutuu Euroopan dynaamisimpiin metropoleihin. Väestön oletetaan kasvavan kahteen miljoonaan 50 vuoden kuluessa. Kasvu on huomattavaa nykyiseen puoleentoista miljoonaan nähden. Kasvua lisäävät arvioiden mukaan muualta Suomesta ja ulkomailta muuttavat henkilöt. Vuonna 2009 maahanmuuttajia oli 3 500 ja muualta Suomesta Helsinkiin muutti 2 000 henkilöä. Alueen kasvuvauhti on toiseksi nopeinta Euroopan yhteisössä heti Dublinin jälkeen. Pääkaupunkiseudun kasvu edellyttää noin 70 miljoonan neliömetrin asuntorakentamista vuoteen 2050 mennessä. Tätä kehitystä vahvistaa myös useissa Euroopan maissa havaittu kotitalouksien pieneneminen ja asuntokoon kasvu. Kasvu on todellinen haaste suunnittelulle, sillä alueen asuntokannan oletetaan vähintäänkin kaksinkertaistuvan seuraavan 50 vuoden kuluessa. Satamatoiminta on siirretty pois kahdelta Helsingin suurimmalta rakentamisalueelta: Kalasatamaan tulee jopa 17 000 asukasta ja Jätkäsaareen 16 000 asukasta. Vuonna 2010 energian kokonaiskulutus oli 16,1 terawattituntia ja hiilidioksidia vapautui 2,9 megatonnia. Raportin perusskenaariossa otettiin huomioon jo päätettyjen energiatehokkuuteen ja päästöjen vähentämiseen liittyvien toimien vaikutukset. Energiankulutuksen arvioitiin olevan 16,8 terawattituntia ja hiilidioksidipäästöjen 2,6 megatonnia vuotta kohti vuoteen 2030 mennessä. Asuin- ja liikerakennusten osuus energiankulutuksesta on tällä hetkellä noin 37 % kokonaiskulutuksesta ja loppuosuuden muodostaa liikenne. Näiden kolmen infrastruktuurialueen painotusten arvioidaan muuttuvan vuoteen 2030 mennessä niin, että asuinrakennusten kulutus vähenee hieman ja liikerakennusten kulutus pysyy lähes ennallaan. Liikenteen kulutuksen odotetaan kuitenkin kasvavan 20 %. Rakennusten kulutuksen ennakoidaan pysyvän melko tasaisena Helsingin seudun arvioidusta väestönkasvusta huolimatta, koska uusilla rakennuksilla on tiukemmat rakennusmääräykset ja nykyisen rakennuskannan korjausrakentamista koskevat tulevan lainsäädännön muutokset edellyttävät todennäköisesti parempaa energiatehokkuutta. Toisaalta liikenteen osuuden kulutuksesta odotetaan kasvavan merkittävästi, sillä asukkaiden matkustusmäärien odotetaan edelleen kasvavan väestönkasvun mukaisesti. Kaupungin rakenne vahvistaa tätä kehityssuuntaa, sillä työmatkoihin kuluu verraten paljon aikaa. Kolmen eri infrastruktuurialueen osuus hiilidioksidipäästöistä heijastaa niiden osuutta energian kokonaiskulutuksesta. Jo toteutettujen parannusten ansiosta hiilidioksidipäästöjen odotetaan kuitenkin vähe- Perusskenaario vuoden 2030 kulutuksesta Perusskenaario vuoden 2030 päästöistä Liikenne Kulutus (TWh/vuosi) 18 Liikekiinteistöt CO2-päästöt (Mt/vuosi) Asuinkiinteistöt 3,0 16 14 4,1 5 12 10 6,1 6,1 6 Asuinkiinteistöt 1,0 1,0 1,5 1,0 0,9 1,0 6,0 5,7 2010 2030 perusskenaario 2 0 Liikekiinteistöt 2,0 8 4 2,5 Liikenne Helsingin nykyinen ja perusskenaariossa arvioitu energian kulutus terawattitunteina (2030) 0,5 0,0 0,9 0,7 2010 2030 perusskenaario Hiilidioksidin kokonaispäästöt, nykytilanne ja BAU-ennusteen mukainen skenaario Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki 13 nevän 13 % vuoteen 2030 mennessä perusskenaarion mukaan. Huomion arvoista on, että rakennukset tuottavat melkoisen suuren osan hiilidioksidipäästöistä: vuonna 2010 niiden osuus 3,0 megatonnin kokonaismäärästä oli noin kaksi megatonnia. Tämä johtuu seuraavista merkittävistä tekijöistä: palvelut ovat tärkeitä Helsingille, joten kaupungissa on paljon toimitiloja; rakennusten yleiskäsitteeseen sisältyy kulutuksen eri alueita (lämmitys, jäähdytys, valaistus, tietotekniikka, laitteet ja kuuma vesi). Teollisuuden osuus kulutuksesta ei sisälly tähän raporttiin. Vaikka liikenteen suhteellinen osuus kokonaispäästöistä onkin pienempi, sen hiilijalanjälki on merkittävä. Hiilen osuuteen vaikuttaa etenkin autojen käyttö, joka vastaa yli puolta kuljetussektorin hiilidioksidipäästöistä. Siihen vaikuttaa myös Helsingin seudun harva asutus, jonka vuoksi työmatkat ovat pitkiä. Ilmiötä voimistaa lisäksi keskustan asuntojen kalleus, jonka takia asukkaat asettuvat asumaan reuna-alueille. Eri liikennemuotojen kasvunopeus ei valitettavasti muuta niiden osuuksia seuraavan 20 vuoden aikana, eli yksityisautoilu pitää pintansa Helsingin seudulla, ellei nykyistä kehityssuuntaa saada kääntymään. Kvantitatiivisen analyysin toisessa osassa käsitellään Helsingin kaupungin lämmöntuotantoa. Vuosittainen kokonaismäärä on 7,3 terawattituntia, joka vastaa 0,87 megatonnin hiilidioksidipäästöjä. Vaikka Helsingin kaupungin voimalaitokset käyvät pääasiassa kaasulla ja hiilellä, kaupungissa laajalti käyttöön otetun yhdistetyn lämmön- ja sähköntuotannon (CHP-tekniikan) ansiosta lämpöä ja sähköä voidaan tuottaa energiatehokkaasti. Sen avulla voidaan myös vähentää kasvihuonekaasupäästöjä. Sähköä analysoitiin kansallisella tasolla, sillä Suomi kuuluu kilpailulle avattuun pohjoismaiseen sähkömarkkinaalueeseen ja kuluttajat voivat valita sähköyhtiönsä vapaasti Suomessa toimivien myyjien joukosta. 14 Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki Strategioita ja suunnitelmia Helsinkiä voidaan nykyisin pitää yhtenä Euroopan johtavista kaupungeista ympäristönsuojelun alalla. Siemensin ja Economist-lehden tutkimusosaston EIU:n (Economist Intelligence Unit) laatimassa European Green City -indeksissä Helsinki oli kaikista kaupungeista seitsemännellä sijalla ja pohjoismaiden kaupungeista neljännellä sijalla vuonna 2009. Sijoitukseen vaikuttivat pääasiassa suhteellisen suuret hiilidioksidipäästöt ja energian kulutus, vaikka Helsinki onkin energiatehokkuudeltaan hyvällä tasolla. Pyrkimykset kestävään kehitykseen näkyvät monissa pääkaupunkiseudun tavoitteissa ja toimintastrategioissa. Helsinki noudattaa kestävän kehityksen toimintaohjelmaa 2002–2010, joka sisältää seitsemän päätavoitetta ja 21 päätöksentekoaluetta. Näiden mittavien käytäntöjen ohella pääkaupunki on laatinut suunnitelmia usealla alueella: vuoteen 2030 ulottuva ilmastostrategia, vuoteen 2016 ulottuva ilmansuojelusuunnitelma, vuoteen 2030 ulottuva energiapoliittinen linjaus ja vuoteen 2016 ulottuva energiatehokkuusohjelma. Helsinki on myös laatinut täsmälliset tavoitteet useille osa-alueille. Eräs päätavoitteista on hiilidioksidipäästöjen vähentäminen 39 prosentilla vuoteen 2030 mennessä (vuoteen 1990 verrattuna). Tavoitetta edistää uusiutuvan energian käytön lisääminen. Sen osuuden pitäisi kasvaa vuoden 2007 viidestä prosentista 20 prosenttiin kaupungin energiantuotannosta vuonna 2020. Tietotekniikan energiatehokkuuden parantamista koskevan perussopimuksen (Green Digital Charter) mukaan ICT-sektorin hiilijalanjälkeä tulee pienentää 30 % vuoteen 2020 mennessä. Helsinki on kehittänyt monia suunnitelmia ja toimintastrategioita kaupungin omistamien yritysten eri tahojen kanssa. Se osallistuu omien rajojensa ulkopuolella myös useisiin paikallisiin ja eurooppalaisiin suunnitelmiin. Kaupungin paikallisen energialaitoksen eli Helsingin Energian (jonka virallinen lyhenne on Helen) tavoitteena on tulla hii- Helsinki ja Itämeri I tämerellä on keskeinen asema paikallisen ja kansainvälisen talouden kannalta. Tätä aihepiiriä analysoidaan raportissamme Helsingin suurimman rahtisataman eli Vuosaaren sataman näkökulmasta. Itämeri on Venäjän öljynviennin pääasiallinen kauppareitti, jota käyttävät lukuisat rahtilaivat, risteilyalukset ja autolautat. Sen kautta päästään nopeasti rannikkokaupunkeihin, kuten Helsinkiin, Turkuun, Tallinnaan, Pietariin, Tukholmaan ja Kööpenhaminaan. Luonto- ja matkailuarvoistaan huolimatta Itämeri lukeutuu maailman saastuneimpiin meriin, joten ympäristöasiat ovat hyvin tärkeitä. Esimerkiksi monet Itämeren alueen maat ovat olleet huolestuneita öljytankkereiden vuotoriskeistä, sillä suurella öljyvuodolla olisi katastrofaaliset seuraukset veden hitaan vaihtumisen takia. Euroopan unioni on laatinut Itämeren aluetta varten strategian, jonka tavoitteena on koordinoida jäsenvaltioiden, alueiden, EU:n, Itämeren yhteisjärjestöjen, rahoituslaitosten ja kansalaisjärjestöjen toimintaa, jotta aluetta voitaisiin kehittää entistä tasapainoisemmin. Strategialla on neljä painopistettä, joilla pyritään edistämään alueen ympäristön kannalta kestävää kehitystä, hyvinvointia, saavutettavuutta, vetovoimaa ja turvallisuutta. Tärkeimpiä kestävään ja taloudelliseen kehitykseen liittyviä aiheita käsitellään monissa alueelle jo muodostetuissa yhteistyöelimissä. Helsinki on eräs näiden organisaatioiden tärkeimmistä kumppaneista. Kaupunki pyrkii suojelemaan paikallisia resursseja ja luontoa sekä edistämään alueellista kehitystä. Tärkein Itämeren aluetta koskeva kansainvälinen sopimus on vuonna 1980 voimaan tullut Helsingin sopimus, jonka allekirjoitti seitsemän Itämerta ympäröivää valtiota. Kyseessä on historian ensimmäinen yleissopimus, joka koski kaikkia merta ympäröiviä päästölähteitä ja jota valvottiin hallitustenvälisellä yhteistyöllä. Poliittisten muutosten sekä kansainvälisten ympäristö- ja merilakien kehityttyä kaikki Itämeren alueen ja Euroopan yhteisön valtiot allekirjoittivat 12 vuotta myöhemmin vuonna 1992 uuden sopimuksen. Helsinki kuuluu kahdenlaisiin paikallisiin yhteistyöelimiin: toisten jäseniä ovat vain kaupungit ja toisiin osallistuu erilaisia sidosryhmiä kaupungeista yksityisyrityksiin. Itämeren kaupunkien liitto eli Union of the Baltic Cities kuuluu edelliseen ryhmään. Liitolla on jäsenkaupunkeja kaikista kymmenestä Itämerta ympäröivästä maasta. Ne toimivat yhdessä Itämeren alueen demokraattisen, taloudellisen, sosiaalisen, kulttuurisen ja ympäristöllisen kestävän kehityksen edistämiseksi. Toiseen ryhmään kuuluu useita verkostoja. Ensimmäinen on Itämeren kaupunkien yhteistyöverkosto (Baltic Metropoles Network, BaltMet), Itämeren suurten kaupunkialueiden ja pääkaupunkien yhteistyöelin, johon kuuluvat Berliini, Helsinki, Malmö, Oslo, Riika, Tukholma, Pietari, Tallinna, Vilna ja Varsova. Verkoston päätavoitteena on edistää Itämeren alueen innovaatioita, kilpailukykyä ja markkinointia kaupunkien, yliopistojen ja liikekumppaneiden läheisellä yhteistyöllä. Toinen paikallinen sidosryhmien yhteistyöelin on Baltic Development Forum (BDF), riippumaton voittoa tavoittelematon verkosto, jonka jäsenistöön lukeutuu suuria kaupunkeja, merkittäviä yrityksiä ja institutionaalisia sijoittajia sekä yritysmaailman järjestöjä. BDF tukee ja kehittää uusia aloitteita, kumppanuuksia ja kansainvälisiä yhteyksiä, joilla edistetään Itämeren alueen kasvua sekä innovaatio- ja kilpailukykyä. Baltic Sea Action Group (BSAG, Elävä Itämeri -säätiö) on riippumaton säätiö, jonka laajaan verkostoon kuuluvat asiantuntijat antavat neuvoja ja ohjausta. Säätiön tavoitteena on suojella merta ja vauhdittaa Itämeren toimintasuunnitelmaa (Baltic Sea Action Plan). Toimia toteutetaan yhteistyössä julkisten ja yksityisten tahojen kanssa koko Itämeren alueella. Näiden yhteistyöelinten jäsenenä Helsinki rakentaa alueen talouden ja kestävän kehityksen kannalta valoisaa tulevaisuutta. Itämeren alueen yhteistyökumppaneidensa kanssa kaupunki pyrkii saavuttamaan Itämeren ja EU:n pohjoisen ulottuvuuden politiikan yhteiset tavoitteet. Näihin haasteisiin vastaaminen edistää koko Suomenlahden kehitystä ja sen asukkaiden hyvinvointia. Kestävän Kestävänkehityksen kehityksenurbaani urbaaniinfrastruktuuri infrastruktuuri||Helsinki Helsinki 15 lidioksidineutraaliksi vuoteen 2050 mennessä kehittämällä uusiutuvan energian tuotantoa, johon sisältyy merituulivoimaloita ja puupohjaisen biomassan käyttö. Tämän yhteydessä Helen tutkii, voitaisiinko hiilidioksidipäästöt minimoida hiilidioksidin talteenotolla ja varastoinnilla. Useat julkiset toimijat, kuten Helsingin Seudun Liikenne ja Vuosaaren satama, ovat liittyneet ympäristösuunnitelmaan. Lisäksi Helenin voimalaitosten alueellinen lämmitys- ja sähköverkko noudattaa ISO 14001 -standardia, kun taas kaupungin ehdottamilla ympäristöstandardeilla pyritään auttamaan organisaatioita vähentämään toiminnastaan ja prosesseistaan aiheutuvia ympäristöhaittoja. Useimmat julkiset toimijat, kuten Helsingin Tekstiilipalvelu, Helsingin vesi sekä opetus- ja työministeriö, ovat laatineet myös ympäristöraportin. Kaupunki osallistuu myös kestävän kehityksen mukaiseen hankintaan, johon liittyy esimerkiksi bussiliikenteeseen ja puhdistuspalveluihin liittyviä ehtoja. Helsinki on kehittänyt yhdessä Espoon, Vantaan ja Kauniaisten kanssa paikallisen strategian hiilidioksidipäästöjen vähentämiseksi kolmanneksella (vuoden 1990 määristä) asukasta kohti vuoteen 2030 mennessä koko pääkaupunkiseudulla. Valmisteilla on ilmastonmuutokseen sopeutumisen strategia, jolla varaudutaan ilmaston lämpenemisen vaikutuksiin. Helsinki tekee yhteistyötä sidosryhmien kanssa. Kaupunki sitoutui kestävän kehityksen tavoitteisiin vuonna 1995 allekirjoittaessaan Aalborgin asiakirjana tunnetun Euroopan kaupunkien kestävän kehityksen asiakirjan (Aalborg Charter 1995). Kaupunginjohtajien energia- ja ilmastosopimuksessa (Covenant of Mayors) Helsingin kaupunki sitoutui vuonna 2009 vähentämään kasvihuonekaasupäästöjään vähintään 16 Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki 20 % ja energiatehokkuutta saman verran vuoteen 2030 mennessä. Helsinki osallistuu myös useisiin aloitteisiin, joilla pyritään suojelemaan Itämeren aluetta. Alueen ja kaupungin asettamien tavoitteiden saavuttamiseksi tavoitteet on jaoteltu osiin. Kaupunki on allekirjoittanut kauppa- ja teollisuusministeriön kanssa energiansäästöä koskevan sopimuksen, jolla pyritään vähentämään kaupungin omistamien rakennusten energiankäyttöä yhdeksällä prosentilla vuosina 2008–2016. Helsinki pyrkii rajoittamaan asuinrakennusten energian kulutusta esimerkiksi vähentämällä kuuman veden kulutusta ja kannustamalla erottamaan sähkön ja veden kustannukset vuokrasta. Kaupunkisuunnittelussa on tartuttu tilaisuuteen vahvistaa rakennusmääräyksiä, jotka edellyttävät nyt asuinrakennuksissa A-luokkaa eli suomalaista matalaenergiastandardia (100 kilowattituntia neliömetriä kohti lämmitykseen, jäähdytykseen ja sähköön). Kaukolämmön ansiosta Helsinki on jo melko energiatehokas: lähes 90 % rakennuskannasta on kytketty kaukolämpöön. Kaukolämmön, jäähdytyksen ja sähköntuotannon energiatehokkuus 80–90 % kuuluu jo maailman parhaimpiin, mutta kaupungin energiantuotannossa käytetään edelleen varsin paljon fossiilisia polttoaineita eli hiiltä ja maakaasua. Hiilidioksidipäästöjen vähentämiseksi entisestään on laadittava suunnitelmia, jotka koskevat uusiutuvaa energiaa (sen kehittäminen on jo suunnitteilla), toimintatapojen muuttamista tai älykästä verkkoa. Helen tarjoaa jo pian asiakkailleen sähkön reaaliaikaista valvontaa. Sähkön, lämmityksen ja jäähdytyksen energian kulutus näkyy reaaliaikaisesti internetissä. Järjestelmä valmistuu vuoteen 2013 mennessä, kun älykäs mittari on asennettu jokaiseen kotitalouteen. Toinen Helsingin ympäristöpolitiikan painopistealue on liikenne. Liikenteen hiilidioksidipäästöjen vähentäminen on todellinen haaste, sillä energian käyttö henkilöä kohti on kaksinkertainen Euroopan kaupunkien keskiarvoon nähden. Keskustan ja reuna-alueiden liikenne sekä poikittaisliikenne ovat vähentyneet vuodesta 2000, mutta liikenne on lisääntynyt vuosittain yhteensä 1–2 %. Tätä kehityssuuntaa voimistavat työpaikkojen sijainti ja keskittymät, jotka pidentävät työmatkoja. Kehityssuuntaa voimistaa myös pääkaupungin itä- ja länsiosien välinen epätasapaino. Yleistavoitteena on vähentää riippuvuutta yksityisautoilusta, kehittää raideliikennettä julkisen liikenteen selkärangaksi ja vaihtaa bussit tehokkaampiin malleihin. Raideliikennettä laajennetaan parhaillaan Espoon metrolinjalla, Östersundomin uusille asuinalueille kulkevalla metrolla tai pikaraitiotiellä (toteutustavasta päätetään myöhemmin), lentokenttäradalla ja Kruunuvuorenrantaan kulkevalla uudella pikaraitiotiellä. Julkista liikennettä voidaan edelleen tukea Helmi-järjestelmällä eli jo asennetulla satelliittipaikannusjärjestelmällä, joka antaa liikennevaloissa etuoikeuden raitiovaunuille ja busseille sekä esittää matkustajille reaaliaikaisia tietoja. Helsinki perusti vuonna 2010 kaupungin keskustaan seutulinjoja ja sisäistä bussiliikennettä (Euro 3 -standardin mukaan) ja jäteautoja (Euro 5 -standardin mukaan) koskevan ympäristövyöhykkeen. Kaupunki harkitsee edelleen ruuhkamaksujen käyttöönottoa. Niillä voitaisiin parantaa liikenteen sujuvuutta, kun autojen määrä vähenisi riittävästi ruuhkaisilla tieosuuksilla, matka-ajat lyhentyisivät ja olisivat helpommin ennustettavissa, yksityisautoilijat siirtyisivät käyttämään julkisia kulkuvälineitä ja liikenneturvallisuus paranisi. Tuloksista olisi etua myös ympäristön kannalta: hiilidioksidipäästöt vähenevät (tä- män raportin mukaan arviolta 126 000 tonnia) ja ilmanlaatu paranee. Kun nämä tulokset otetaan huomioon, ruuhkamaksujen sosioekonomiset hyödyt olisivat Helsinkiä koskevan tutkimuksen mukaan niiden kustannuksia suuremmat: Helsingin seudun ruuhkamaksua koskeva tutkimus vuodelta 2009. Helsingin seudulla arvioidaan myös tulevaisuuden keinoja: Espoossa ja Helsingissä on meneillään sähköautoja koskevia projekteja. Johtopäätöksenä voidaan todeta, että Helsinki on ympäristöasioissa edistyksellinen kaupunki. Suurimmat vaikeudet liittyvät ensinnäkin hiilidioksidipäästöjen vähennystavoitteeseen (20 % vähennys vuoden 1990 tasosta vuoteen 2020 mennessä), joka on otettava huomioon kaikilla päätöksenteon alueilla, kuten energialähteiden käytössä, rakennustehokkuudessa ja älyverkkoprojekteissa. Toinen pääongelma on uusien asuinalueiden (esimerkiksi entisten satama-alueiden) rakentaminen, jossa on tehtävä tulevan kehityksen kannalta suotuisia päätöksiä. Lisäksi osuuden jakoa ja kaupungin rakennetta on tutkittava tarkoin, jotta yksityisautoilijoiden työmatkoihin kuluva aika saataisiin lyhentymään ilmansaasteiden ja hiilidioksidipäästöjen hillitsemiseksi. Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki 17 Helsingin hiilidioksidiprofiili 20 Tärkeimmät mahdollisuudet ja skenaariot 23 18 Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki Esimerkkejä muista kaupungeista 24 Toteutusmalli 25 Tulevaisuuden näkymiä 26 Haastattelu 27 Rakennukset Helsingin rakennukset kuluttavat energiaa 12,1 terawattituntia ja tuottavat hiilidioksidipäästöjä 1,9 megatonnia. Rakennusten osuus Helsingin päästöistä on kaksi kolmasosaa. Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki 19 Rakennukset Helsingin hiilidioksidiprofiili Euroopan unioni tähdentää, että rakennusten osuus EU:n sisäisestä energiankulutuksesta on 40 % ja hiilidioksidipäästöistä 36 %. Rakennusten energiatehokkuuden parantaminen on keskeistä EU:n ilmastoja energiatavoitteiden saavuttamiseksi. Kasvihuonekaasupäästöjen vähennystavoite on 20 % ja energiansäästötavoite on 20 % vuoteen 2020 mennessä. Helsinki pyrkii samoin vähentämään hiilidioksidipäästöjä 20 % vuoden 1990 tasosta vuoteen 2020 mennessä ja 9 % jo vuoteen 2016 mennessä. Rakennusten energiatehokkuuden parantamista pidetään edullisena tapana hidastaa ilmastonmuutosta ja parantaa energiaturvallisuutta. Se luo myös työpaikkoja erityisesti rakennusalalla. Kestävän kehityksen mukaisten talojen rakentaminen tulevaisuudessa on kuitenkin pitkä ja kivinen tie kaikille kaupungeille. Suomessa rakennusmääräykset on koottu Suomen Rakentamismääräyskokoelmaan, joka sisältää muiden muassa rakennusten lämmöneristyksen, sisäilmaston ja ilmanvaihdon määräykset ja ohjeet. Helsingin rakennuskannan energiatehokkuutta on kehitetty vuodesta 1974 lähtien Helsingin energiansäästöneuvottelukunnan johdolla. Se valvoo ja koordinoi kaupungin kiinteistöjen ja muiden energiaa kuluttavien toimintojen energiansäästöön liittyviä toimia. Jäljempänä tässä luvussa käsitellään kaupungin rakennusten energiatehokkuutta edistäviä menettelyjä, mutta kaksi tärkeintä menettelyä esitetään jo heti aluksi. Ensinnäkin energiansäästösopimuksella pyritään vähentämään kaupungin omistamien rakennusten energiankäyttöä yhdeksällä prosentilla vuosina 2008–2016. Lisäksi tiukentuneet rakennusmääräykset edellyttävät uusissa asuinrakennuksissa A-luokkaa. Vaatimuksena on enintään 100 kilowattituntia neliömetriä kohti lämmitykseen, jäähdytykseen ja sähköön. Helsingin kaukolämpöverkkoon kytketyn rakennuskannan lämmönkulutuksen kasvu kuutiometriä (kWh/m3) kohti hidastui lähes kolmanneksella vuosina 1970–2007. Kasvua hidastivat uusien rakentamisratkaisujen tehokkaampi eristys ja entisten rakennusten energiatehokkuuden parantaminen esimerkiksi ikkunoiden vaihdolla, huoneiden lämpötilan säädöllä ja lämpimän veden käytön vähentämisellä. Kaukolämmön energiatehokkuus 80–90 % lukeutuu maailman parhaimpiin. Lähes 90 % Helsingin rakennuskannasta on kytketty kaukolämpöverkkoon. Eri vuosikymmenillä rakennettujen kaukolämmöllä lämmitettävien asuinrakennusten energiankulutuksessa on kuitenkin huomattavia eroja. Huonoimmin eristetty rakennuskanta valmistui 1950–1975. Perusskenaario: 4 prosentin vähennys asuinkiinteistöjen energiankulutuksessa Kulutus (Mw/vuosi) kWh/brm3 60 50 55 56 50 7 53 49 44 47 50 43 44 43 44 44 42 40 40 30 Lämmitys Laitteet Jäähdytys IT/Tietokone/muu media Valaistus Kuuma vesi Muu 6 5 4 30 3 20 2 10 Kaukolämmöllä lämmitettävien asuinrakennusten sääkorjattu lämmönkulutus/brm3 20 Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki 2006 Koko rakennuskanta 2005 2004 2003 2002 2001 2000 2000luku 90-luku 80-luku 70-luku 60-luku 50-luku 40-luku ennen 40-lukua 0 1 0 2010 Asuinrakennusten energian kulutus vuosina 2010 ja 2030 (perusskenaario) 2030 perusskenaario Vaikka kaukolämpöverkko toimiikin tehokkaasti, kaupungin energiantuotannossa käytetään varsin paljon fossiilisia polttoaineita eli hiiltä ja maakaasua. Sillä on selvä vaikutus rakennuskannan lämmityksen hiilidioksidipäästöihin, joten tällä alueella on tulevaisuudessa vielä parantamisen varaa. Nykytilanne ja perusskenaario vuonna 2030 Helsingin rakennuskannan energian kulutus on tällä hetkellä noin 12,1 terawattituntia vuodessa. Kulutus jakautuu tasan asuin- ja liikerakennusten kesken, kummankin osuus on puolet kokonaiskulutuksesta. Raportin perusskenaariossa laskettu rakennusten vuosittainen energian kokonaiskulutus vähenisi seuraavan kahdenkymmenen vuoden aikana hieman eli 11,8 terawattituntiin. Liikerakennusten lämmitykseen kuluu tällä hetkellä 4 terawattituntia eli kaksi kolmasosaa energian kokonaiskulutuksesta. Kolmasosa kuluu muuhun, kuten jäähdytykseen, laitteisiin, valaistukseen, kuumaan veteen ja tietotekniikkaan. Kuuma vesi on lämmityksen jälkeen toiseksi suurin kulutusluokka. Sen vuosittainen kulutus on 0,9 terawattituntia. Perusskenaariossa lämmityksen ja valaistuksen kulutuksen oletetaan vähenevän absoluuttisesti, kun taas sähkölaitteiden kulutuksen ennustetaan kasvavan, koska niiden määrä lisääntyy tekniikan kehittyessä. Kaupallisten ja julkisten rakennusten tämänhetkinen kulutusjalanjälki on hieman erilainen: kuuman veden suhteellinen kulutus on lähes sama, mutta lämmityksen osuus on alle puolet kaikesta energiankulutuksesta. Tämä johtuu lähinnä siitä, että muiden kulutusluokkien, erityisesti valaistuksen, absoluuttinen kulutus on paljon suurempi liikerakennuksissa. Tehokkuuden ennakoidun paranemisen ansiosta perusskenaariossa ennustetaan vuodelle 2030 suhteessa samantasoista energian kulutusta kaupungin huomattavasta kasvusta huolimatta. Eri luokkien kulutusjalanjäljen profiilin odotetaan muuttuvan samalla tavoin kuin asuinrakennuksissa. Perusskenaario: liikekiinteistöjen kulutuksen arvioidaan pysyvän muuttumattomana Kulutus (Mw/vuosi) 7 Lämmitys Laitteet Jäähdytys IT/Tietokone/muu media Laitteet Kuuma vesi Helsingin rakennuskannan energiankäytöstä syntyy hiilidioksidipäästöjä yhteensä 1,9 megatonnia eli kaksi kolmasosaa tässä raportissa arvioidusta 2,9 megatonnin vuotuisesta kokonaismäärästä. Tämä luku vahvistaa aiemmin esitetyn rakennusten painoarvon kaupunkien ympäristökuormassa. Noin 44 % Helsingin rakennuskannan hiilidioksidipäästöjen kokonaismäärästä syntyy lämmityksestä. Tämä luku voisi olla paljon suurempikin, ellei Helsingillä olisi tehokasta kaukolämpöverkkoa. Kummassakin rakennustyypissä muiden luokkien osuus on yhteensä 55 % päästöistä. Perusskenaario: asuinkiinteistöjen CO2 -päästöjen väheneminen 19 %:lla vuoteen 2030 mennessä CO2-päästöt (Mt/vuosi) 1,0 Lämmitys Laitteet Jäähdytys IT/Tietokone/muu media Laitteet Kuuma vesi Muu 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 2010 2030 perusskenaario Asuinrakennusten hiilidioksidipäästöt vuosina 2010 ja 2030 (BAU-ennuste) Perusskenaario: liikekiinteistöjen CO2-päästöjen väheneminen 16 %:lla vuoteen 2030 mennessä CO2-päästöt (Mt/vuosi) 1,4 Lämmitys Laitteet Jäähdytys IT/Tietokone/muu media Laitteet Kuuma vesi Muu Muu 6 1,2 5 1,0 4 0,8 3 0,6 2 0,4 1 0,2 0 2010 Liikerakennusten energian kulutus vuosina 2010 ja 2030 (BAU-ennuste) 2030 perusskenaario 0,0 2010 2030 perusskenaario Liikerakennusten hiilidioksidipäästöt vuosina 2010 ja 2030 (BAU-ennuste) Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki 21 Ormuspelto 2009-2015 1 200 asukasta Kuninkaankolmio Alueellinen kehityshanke 2008-2025 6 500 asukasta 1 000 työpaikkaa Helsingin kaupungin uudet asuinalueet Östersundom Alppikylä 200955 000 asukasta 10 000 työpaikkaa 2009-2015 2 000 asukasta Viikki 2010-2012 3 500 asukasta 500 työpaikkaa Myllypuro-Roihupelto 2008-2025 5 000 asukasta 5 000 työpaikkaa Arabia-Hermanni 2010-2012 3 500 asukasta 500 työpaikkaa Pasila 2008-2035 12 000 asukasta 40 000 työpaikkaa Vuosaari 2008-2015 6 000 asukasta 1 000 työpaikkaa Kalasatama Töölönlahti 2008-2030 18 000 asukasta 10 000 työpaikkaa Kruunuvuorenranta 2008-2025 10 000 asukasta 800 työpaikkaa Länsisatama 2008-2030 20 000 asukasta 7000 työpaikkaa City Quarters Jo päätetyt tekniset parannukset ja muuttuneiden säännösten vaikutukset vähentävät hiilidioksidipäästöjä merkittävästi perusskenaarion mukaan: asuinrakennusten päästöjen arvioidaan vähenevän 19 % ja liikerakennusten 16 %. Tähän kehitykseen vaikuttavat pääasiassa lämmityksen energiankulutuksen väheneminen, EU:n ekologista suunnittelua koskevan direktiivin vaikutukset valaistuksen ja sähkölaitteiden tehokkuuteen sekä jo päätetyt energiantuotannon infrastruktuurin parannukset, jotka vähentävät rakennusten energianlähteiden käytöstä syntyvää hiilidioksidia. Näiden keinojen vaikutuksia käsitellään tarkemmin raportin seuraavissa kappaleissa. Kehityssuunnat ja haasteet Helsingin asukasluku kasvaa. Vuoteen 2050 mennessä asukasluvun odotetaan kasvavan nykyisestä noin 600 000 asukkaasta 650 000–750 000 asukkaaseen. Nykyinen 0,9 prosentin vuosittainen kasvu on Euroopan unionin nopeimpia. Vaikka koulutetun väestön kasvu onkin suuri etu taloudellisen kasvun kannalta, sen mukana myös asuntojen, talojen, kauppojen ja julkisten rakennusten tarve kasvaa. Sama kehityssuunta vaikuttaa myös liike- ja toimitilojen markkinoihin. Suomen sadasta suurimmasta yrityksestä jo 83:lla on pääkonttori Helsingin seudulla. Samalla kun Helsingin asukasluku kasvaa, kaupungin keskustan läheltä vapautuu suuria alueita asuntorakentamista varten. Rahtisataman siirryttyä Vuosaareen entiselle satama-alueelle pääsee tulevina vuosina muuttamaan monia uusia asukkaita. Esimeriksi LounaisHelsingin rannalla sijaitseva Jätkäsaari on vain 5–10 minuutin päässä keskustasta. Jätkäsaareen rakennettavalle uudelle asuinalueelle tulee 16 000 asukasta ja 6 000 työpaikkaa. Seuraavan 20 vuoden aikana Jätkäsaareen ja yli kymmenelle muulle alueelle kaupungissa ja sen lähettyvillä rakennetaan asuntoja yli 120 000 uudelle asukkaalle. Helsingin asukkaiden muuttuvat elintavat ovat toinen kehityssuunta, joka vaikuttaa kaupungin rakennuskannan energian tuotantoon. 22 Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki Esimerkiksi asuntokoko on kasvanut vain kolmessa vuodessa (2007– 2010) niin, että henkilöä kohti on yksi neliömetri lisää (33 neliömetristä 34 neliömetriin). Koska yksinasuvia on yhä enemmän ja asuntokoko kasvaa, tämän luvun voidaan olettaa kasvavan edelleen lähitulevaisuudessa. Näiden kehityssuuntien lisäksi energian kulutusta lisää myös mukavuustason parantaminen. Esimerkiksi asuntojen ja toimistojen ilmastointi on yleistynyt viime vuosina. Vaikka ilmastoinnin kokonaiskulutus on vielä vähäistä, sen osuus saattaa kasvaa merkittäväksi rakennusten energian kokonaiskulutuksesta. On arvioitu, että pahimmassa tapauksessa jopa 20 % rakennusten sähköstä saattaa tulevaisuudessa kulua jäähdytykseen. Kaupungin energialaitos Helsingin Energia aikoo vastata jäähdytyslaitteiden asettamaan haasteeseen lisäämällä kaukojäähdytyslaitteita, jotka voivat vähentää rakennusten jäähdytyksestä syntyviä päästöjä merkittävästi. Myös kodinkoneiden, television ja medialaitteiden energian kulutus on kasvusuunnassa. Tehokkuuden parantuessa kulutuksen voisi olettaa vähenevän, mutta näiden laitteiden kysynnän ja asukaskohtaisen käytön oletetaan kasvavan samaa vauhtia teknisen kehityksen kanssa, joten tehokkuuden kasvu ei pysty täysin kompensoimaan erityyppisten laitteiden absoluuttisen määrän kasvua. Tämän vuoksi erityyppisten sähkölaitteiden absoluuttisen kulutuksen odotetaan kasvavan vuoteen 2030 mennessä. Edellä mainitun asukasluvun kasvun sekä asukaskohtaisen neliömäärän kasvun takia uusien rakennusten tarve on seuraavina vuosina huomattava. Helsingin seudun tulevaisuudennäkymässä (Greater Helsinki Vision 2050) alueen uuden rakennuskannan tarpeeksi arvioidaan 70 miljoonaa neliömetriä vuoteen 2050 mennessä. Kysynnän kasvu on todellinen haaste kaupunkisuunnittelulle, sillä seuraavan 50 vuoden aikana rakennettavien uusien asuntojen määrä ylittää tämänhetkisen rakennuskannan koon. Uuden rakentaminen on kuitenkin myös mahdollisuus. Sen myötä kaupunki voi vähentää merkittävästi rakennustensa tulevaa energian kulutusta. Tärkeimmät mahdollisuudet ja skenaariot Rakennusten ympäristövaikutuksia on pidetty Helsingissä keskeisenä jo pitkään. Vaikka tärkeitä parannuksia onkin jo tehty, asetettujen tavoitteiden saavuttamiseksi tarvitaan edelleen lisätoimia. Tässä luvussa esitetään neljä Top-down-arviota, joilla kvantifioidaan päästöjen vähennyspotentiaalia infrastruktuurin rakennussektorilla. Kahta energiankulutuksen osa-aluetta – lämmitystä ja valaistusta – arvioidaan erityisesti Helsinkiin liittyviin tietoihin ja Siemensin arvioihin perustuvilla Top-down-malleilla. Siemens on laskenut kulutuksen kahden muun osa-alueen – laitteiden ja kuuman veden – ar- Kuuman käyttöveden optimointi Vaikutus: 114 000 tonnia hiilidioksidia vuodessa Lisävaikutus: Pienemmät käyttökustannukset Toteutusaikataulu: Pitkällä aikavälillä (vuoteen 2030) Toteutuksen vaikeusaste: Keskitasoa Kustannukset: Keskitasoa Peruste: Säännösten edellyttämä Energiatehokkaat laitteet Vaikutus: 32 000 tonnia hiilidioksidia vuodessa Lisävaikutus: Tehokkaammat ja vaivattomat laitteet Toteutusaikataulu: Lyhyellä aikavälillä (5 vuoden kuluessa) Toteutuksen vaikeusaste: Keskitasoa - helppo Kustannukset: Keskitasoa Peruste: Säännösten edellyttämä Asuin- ja liikerakennusten valaistuksen optimointi Vaikutus: 210 000 tonnia hiilidioksidia vuodessa Lisävaikutus: Rakennusten pienemmät käyttökustannukset Toteutusaikataulu: Lyhyellä aikavälillä (5 vuoden kuluessa) Toteutuksen vaikeusaste: Helppo Kustannukset: Vähäiset Peruste: Säännösten edellyttämä Asuin- ja liikerakennusten lämmityksen optimointi Vaikutus: 570 000 tonnia hiilidioksidia vuodessa Lisävaikutus: Rakennusten pienemmät käyttökustannukset Toteutusaikataulu: Pitkällä aikavälillä (vuoteen 2030) Toteutuksen vaikeusaste: Keskitasoa Kustannukset: Suuret Peruste: Säännösten edellyttämä vot Euroopan maiden hakutietokannan avulla ja vertailemalla muiden kaupunkien tuloksia Helsingin tuloksiin. Asuin- ja liikerakennusten pääasiallinen kulutusluokka on lämmitys, jonka osuus vuosittaisesta energiankulutuksesta on 4 TWh ja 2,7 TWh ja hiilidioksidipäästöistä 0,5 Mt ja 0,3 Mt. Nämä luvut todennäköisesti kasvavat merkittävästi, sillä kaupungin odotetaan kasvavan nopeasti vuosina 2010–2030. Uusien rakennusten lämmitys on kuitenkin tehostunut tasaisesti jo 80-luvulta lähtien. Tämän kehityssuunnan odotetaan jatkuvan ja voimistuvan, koska uudet ja jo voimassa olevat rakennusmääräykset edellyttävät uusilta rakennuksilta hyvin tehokasta energiankäyttöä. Lisäksi tulevat EU-säädökset edellyttävät vanhojen rakennusten remontoinnilta todennäköisesti suhteellisen suurta energiatehokkuutta. Helsingin kaupunki on asettanut nykyisen rakennuskannan remontointia koskevia tavoitteita. Näiden seikkojen ansiosta rakennusten lämmityksestä syntyviä päästöjä voitaneen siis vähentää tuntuvasti vuoteen 2030 mennessä. Edellä mainittujen tekijöiden vaikutusta päästöjen vähentämiseen arvioidaan Top-down-mallilla, jossa otetaan huomioon Helsingin ennakoitavissa olevan asuinrakennuskannan kasvu vuosina 2010–2030 ja nykyisen rakennuskannan lämmitystehokkuus. Malli sisältää myös ennakoitavissa olevia rakennusmääräysten muutoksia ja rakennusten korjausrakentamista koskevia oletuksia. Mallissa käytetyt tiedot ja oletukset ovat peräisin useista lähteistä. Nykyisen rakennuskannan kokoa ja sen lämmitystehokkuuden profiilia koskevat tiedot sekä korjausrakentamisen oletukset perustuvat Helsingin ympäristötilastoihin. Korjausrakentamisen tuottamaa tehokkuuden lisäystä koskevat oletukset perustuvat Helsingin kaupungin laatimaan energiatehokkuuden parhaita käytäntöjä koskevaan raporttiin. Mallin kehittelyä vaikeutti eniten se, että Helsingin liikerakennuskannan lämmitystehokkuudesta on saatavissa hyvin vähän julkista tietoa. Ongelma ratkaistiin niin, että liikerakennusten lämmityksen oletetaan tehostuvan suhteellisesti samalla tavoin kuin asuinrakennuksissa. Mallin mukaan vuosittaisia hiilidioksidipäästöjä voidaan vähentää arviolta 570 megatonnia vuoteen 2030 mennessä verrattuna skenaarioon, jossa mitään toimia ei tehdä. Tästä määrästä arviolta 400 megatonnin vähennys saadaan toteuttamalla jo päätetyt parannukset, ja se sisältyy raportin perusskenaarioon. Lisäksi päästöjä voidaan vähentää arvion mukaan vielä 170 megatonnia, jos korjausrakentaminen nopeutuu entisestään. Arvioita, joihin nämä luvut perustuvat, voidaan havainnollistaa tarkastelemalla mallin tuloksia neliömetrikohtaisen tehokkuuden näkökulmasta. Helsingin ympäristötilastojen mukaan kaupungin asuinrakennuskannan lämmitystehokkuus on tällä hetkellä keskimäärin 34 Wh/m2/lämmitystarveluku vuodessa. Top-down-mallin perusteella voidaan arvioida, että tämä luku pienenisi perusskenaariossa arvoon 26 Wh/m2/lämmitystarveluku vuodessa ja optimiskenaariossa niinkin pieneksi kuin 22 Wh/m2/lämmitystarveluku vuodessa. Tätä voidaan verrata kaupungin ympäristökeskuksen uuteen rakennukseen, jossa energian kulutus on 70 kWh neliömetriä kohti. Helsingin liike- ja asuinrakennuksissa valaistuksen energiankulutuksen tulokset ovat melko heikkoja: liikerakennuksissa 89,4 Wh/m²/v ja asuinrakennuksissa 10,2 Wh/m²/v. Luvut ovat selvästi keskimääräistä suurempia muista Euroopan kaupungeista koottuihin viitearvoihin verrattuna. Tämä johtuu pääasiassa harvasta asutuksesta ja ilmastosta eli pohjoisen pitkistä talvista. Molemmat lisäävät valaistustarvetta. Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki 23 Esimerkkejä muista kaupungeista Antwerpen, Buenos Aires, Lontoo Asennemuutos vähentää energian kulutusta R akennusten energianhallinta on kaupungeille todellinen mahdollisuus vähentää kasvihuonekaasupäästöjään. Hallitustenvälisen ilmastonmuutospaneelin IPCC:n mukaan rakennussektorilla tehtävät ratkaisut ovat edullisin ja laaja-alaisin tapa vaikuttaa ilmastonmuutokseen vuoteen 2030 mennessä. Rakennuksiin liittyviä hiilidioksidipäästöjä voidaan vähentää maailmanlaajuisesti noin 30 % vuoteen 2020 mennessä. Rakennuskantaan kuuluu asuinrakennuksia, liikerakennuksia ja kaupungin omistamia rakennuksia, joihin voidaan asentaa uutta tekniikkaa tai soveltaa erilaisia linjauksia. Niitä ovat esimerkiksi laitestandardit, rakennuslainsäädäntö, energiatehokkuusvelvoitteet ja -kiintiöt, pakolliset merkintä- ja sertifiointiohjelmat sekä energiatehokkuussopimukset. Asennekasvatukseen keskittyvä London Green Organizations -ohjelma on osa vuonna 2007 julkaistua kokonaisvaltaista Lontoon toimintasuunnitelmaa ilmastonmuutoksen torjumiseksi. Kaupalliselle ja julkiselle sektorille suunnatun ohjelman tarkoituksena on säästää energiaa kehottamalla sammuttamaan yöksi tietotekniikan laitteet ja valaistus. Pienillä toimintatapojen muutoksilla Lontoon kaupallisten ja julkisten rakennusten vuosittaiset 18 miljoonan tonnin hiilidioksidipäästöt vähenisivät kolme miljoonaa tonnia. Lontoon Green Organization -ohjelmassa on kolme perusajatusta. Ensimmäinen on yhteistyö kaupallisten vuokranantajien kanssa. Tavoitteena on kannustaa heitä kehittämään rakennuksiaan erityisesti peruskorjausten yhteydessä. Toiseksi ohjelmaan sisältyy yhteistyö vuokralaisten kanssa. Tavoitteena on vähentää päästöjä henkilökunnan toimintatapoja muuttamalla ja rakennusten toimintaa parantamalla. Kolmantena ohjelmassa on vaikuttajakampanja, joka keskittyy tärkeimpiin energiasäästöjen ja puhtaan energian tiellä oleviin esteisiin. Antwerpen on toinen esimerkki kaupungista, joka edistää ihmisten tietoisuutta ilmastonmuutoksesta. Yhdessä muiden Belgian kuntien kanssa kaupunki kuvautti lämpökameralla lentokoneesta aluet- 24 Kestävän Kestävänkehityksen kehityksenurbaani urbaaniinfrastruktuuri infrastruktuuri||Helsinki Helsinki ta neljänä yönä talviaikaan. Näin saatiin tarkka kartta Antwerpenin kaupungin kattojen kautta tapahtuvasta lämpöhäviöstä. Kaupungin asukkaiden käytettävissä on internet-sivusto, johon he voivat lisätä osoitteensa, ullakkotilojensa lämmitysjärjestelmän ja jopa katon tyypin kattoeristyksen tehokkuuden arviointia varten. Yhdessä Belgian valtion tarjoamien energiatehokkuuteen ja korjausrakentamiseen suunnattujen apurahojen kanssa lämpökartta antaa paikallisille asukkaille paremman kuvan tarvittavista parannuksista sekä tarjolla olevasta rahallisesta tuesta. Argentiinan pääkaupungissa, Buenos Airesissa, on 3 miljoonaa asukasta. Siellä laadittiin vuonna 2008 julkisten rakennusten energiatehokkuusohjelma. Tavoitteena oli optimoida energian kulutusta julkisissa rakennuksissa ja näyttää esimerkkiä. Energia-analyysejä tehtiin pilottiprojekteina erityyppisissä julkisissa rakennuksissa. Analyyseissä otettiin huomioon sähkölaitteiden kulutus, lämpötila, kosteus, kerroskohtaiset työntekijämäärät, valaistus sekä vedenkulutus. Analyysin pohjalta laadittiin suosituksia siitä, miten rakennuksia voitaisiin hallinnoida tehokkaammin ja miten toiminta voitaisiin liittää energianhallintajärjestelmään (EMS). Energianhallintajärjestelmää varten rakennuksesta vastaava henkilö valitsee energiavastaavan. Energiavastaava varmistaa, että järjestelmä toimii oikein. Hän vastaa myös suositusten toteutuksesta ja valvonnasta. Ohjelma toteutettiin ensin ympäristönsuojeluvirastossa. Tulokset olivat vakuuttavia. Valaistuksessa säästettiin 27 %, tietokoneiden kulutuksessa 54 % sekä jäähdytyksessä ja lämmityksessä 37 %. Tulevaisuudessa tavoitteena on tehdä energia-analyysit viidestätoista, erityyppisestä julkisesta rakennuksesta: hallintorakennuksista, sairaaloista, kouluista, kulttuurikeskuksista ja palvelukeskuksista. Ympäristönsuojeluvirastossa sähköt on katkaistu työajan ulkopuolella, vanhojen näyttöjen tilalle on vaihdettu nestekidenäytöt ja tietokonepalvelimissa on otettu käyttöön uusi energiansäästöjärjestelmä. Toteutusmalli Sääennuste Kiinteistönhallinta Helpoin ratkaisu valaistuksen energiankulutuksen vähentämiseksi on vaihtaa lamput ja laitteet tehokkaampiin. Vaihtaminen onkin ja aloitettu, sillä Euroopan unionin ekologista suunnittelua koskeva direktiivi rajoittaa tehottomien lamppujen myyntiä vähitellen ja sen seurauksena kaikki nykyiset lamput on vaihdettu tehokkaampiin vuoden 2015 jälkeen. Tilannetta voidaan parantaa myös esimerkiksi LED-tekniikalla, joka kuluttaa paljon vähemmän energiaa kuin hehkulamppu. Rakennusten valaistuksen jättämää hiilijalanjälkeä voidaan pienentää 85 % vaihtamalla kaikkien hehkulamppujen tilalle uudet LED-valot. Yksi 40 watin hehkulamppu, jota käytetään 10 tuntia päivässä, tuottaa vuodessa noin 89 kg:n hiilidioksidipäästöt, kun taas vastaava 6 watin LED-lamppu tuottaa vain 14 kg:n hiilidioksidipäästöt samassa ajassa. Muihin toimiin voidaan ryhtyä kaikentyyppisissä rakennuksissa. Esimerkiksi rakennussuunnittelussa rakennusten ja ikkunoiden suunta voidaan suunnitella niin, että voidaan hyödyntää mahdollisimman paljon luonnonvaloa. Erityisesti liikerakennuksiin voitaisiin asentaa liiketunnistimia sisältävä valaistuksen ohjausjärjestelmä, joka optimoi energian kulutusta, vaikka valot unohdetaan sammuttaa. Lisätehoa saadaan, kun rakennuksiin asennetaan päivänvaloon kytkettyjä valaistuksen ohjausjärjestelmiä, joissa on jatkuva himmennys tai automaattinen sammutus- ja sytytystoiminto. Näin valaistuksen energiansäästöä saattaa kertyä tekniikan ja mallin mukaan jopa 30–60 %. Valaistuksen tehokkuuden parantamisesta saatavaa energiansäästöpotentiaalia koskeva arvio perustuu Top-down-malliin, jonka oletukset ovat lähtöisin aiemmin tehtyjen tutkimusten kirjallisuudesta. Tässä mallissa käytetyt pääasialliset lähteet ovat Euroopan komission arvio ekologista suunnittelua koskevan direktiivin ennakoiduista vaikutuksista ja Aalto-yliopistossa tehty LED-valaistustekniikan käyttöönoton potentiaalia vuoteen 2030 mennessä koskeva opinnäytetyö (Sarvaranta 2011). Helsingin rakennuskannan laatu on kaiken kaikkiaan hyvä, mutta pohjoisen ilmaston ja kaupungin asukasluvun kasvun takia sekä ennusteiden mukaan parannuksia tarvitaan, jotta kaupungin asettamat energiatehokkuutta ja hiilidioksidipäästöjen vähentämistä koskevat tavoitteet voidaan saavuttaa. Rakennusten osa-alueella kaksi kestävän kehityksen kannalta ratkaisevaa tekijää ovat lämmitys ja valaistus. Muita osa-alueita, joilla on vielä parantamisen varaa, ovat esimerkiksi kuuman veden ja laitteiden energian kulutus. Lähitulevaisuudessa myös jäähdytys saattaa tulla energiankulutuksen kannalta ongelmalliseksi pääkaupungissa. Vaikutus: 12 070 tonnia hiilidioksidia vuodessa Lisävaikutus: Turvallisemmat jalkakäytävät ja mukavammat toimistot Toteutusaikataulu: Lyhyellä aikavälillä Toteutuksen vaikeusaste: Helppo Kustannukset: Vähäiset Peruste: Tämän tutkimuksen työpajoissa määritelty konsepti Sääennusteet voidaan tulevaisuudessa sisällyttää rakennusten energiankäytön optimointiin. Ennakoitua säätilaa koskevat tiedot voidaan ottaa huomioon kiinteistönhallintajärjestelmässä rakennuksen sisätilojen toimintojen ohjausta säädettäessä. Kiinteistönhallintajärjestelmän tarkoituksena on ohjata ja valvoa rakennusten laitteita niin, että sisätiloissa on mahdollisimman hyvät olosuhteet. Kiinteistönhallintajärjestelmä voi ohjata monia nykyisten rakennusten toimintoja, kuten lämmitystä, jäähdytystä, ilmanvaihtoa, valaistusta ja turvallisuutta. Kiinteistönhallintajärjestelmän ansiosta näitä toimintoja voidaan parantaa, kun tarpeiden ennustamisessa otetaan huomioon sää. Sen avulla saadaan tuntuvia energiansäästöjä, koska tarvittavat muutokset voidaan tehdä ajoissa. Jos esimerkiksi järjestelmä saa tiedon sään kylmenemisestä, se voi aloittaa lämmityksen jo etukäteen. Näin energiantarve vähenee verrattuna tilanteeseen, jossa lämmitys aloitetaan vasta, kun lämpötila on jo laskenut. Energiansäästön lisäksi asumismukavuus paranee. Monia sään osa-alueita, kuten lämpötilaa, sadetta, kosteutta ja tuulen suuntaa, voidaan käyttää rakennusten energian säästämiseen, kun ne tiedetään etukäteen. Kuvassa esitellään kiinteistönhallintajärjestelmän toimintaa. Kohdassa 1 luodaan sääennusteen tiedot. Monet laitokset tuottavat näitä tietoja asiakkaille. Kohdissa 2 ja 3 kiinteistönhallintajärjestelmä saa tiedot internetin kautta. Tietojen avulla järjestelmä voi optimoida energian kulutusta sekä säästää energiaa ja ympäristöä. Sääennusteen tietojen avulla kiinteistönhallintajärjestelmä voi ohjata järjestelmään suoraan kytkettyjä lämmitys-, ilmanvaihto- ja ilmastointijärjestelmiä. Tavallisia sovelluksia ovat • jäähdytys yöaikaan • lämmityksen optimointi • (seuraavan päivän) jäähdytys- ja lämmitystarpeen laskenta • sälekaihtimien ja aurinkosuojien ohjaus • ajoluiskan lämmitys • jalankulkualueen lämmitys talvella. Jalankulkualueen lämmitys Lunta sulattamalla pyritään estämään liukastumiset kaupunkien kaduilla ja liikenteessä, erityisesti jalkakulkualueilla ja kauppakeskusten sisääntuloreiteillä. Lisäksi liikenneväyliä, kuten ajoluiskia, lämmitetään onnettomuuksien estämiseksi sekä jalankulkijoiden turvallisuuden ja mukavuuden parantamiseksi. Etelä-Suomessa ulkolämmitysjärjestelmien kokonaiskäyttöaika on noin 1 000 tuntia vuodessa. Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki 25 Järjestelmä voi lämmetä kaukolämmöllä tai sähköllä. 300 W/m²:n lämpöteho riittää pitämään tienpinnan lumettomana -13 °C:n pakkaseen asti. Käytössä olevat jalankulkualueiden ohjausjärjestelmät saadaan seuraamaan ulkolämpötilaa lumianturilla. Tämän ratkaisun pääongelma on, että jos lumisade on jo alkanut, on jo myöhäistä aloittaa jalankulkualueiden lämmittäminen ja lumen sulattamiseen kuluu paljon enemmän energiaa kuin silloin, kun katu on tarpeeksi lämmin lumisateen alkaessa. Ongelman välttämiseksi voidaan käyttää sääennusteita, jotta lämmitys voidaan aloittaa aikaisemmin. Tällöin lumi sulaa heti lumisateen alkaessa. Samoin lämmitys voidaan lopettaa aikaisemmin, jos lumisateen loppumisaika tiedetään etukäteen. Jalankulkualueen lämmitysjärjestelmä kuluttaa energiaa noin 0,3 kWh/m²/v. Vähennyspotentiaali on 10–15 %, kun ohjauksessa käytetään sääennustetta, jonka perusteella optimoidaan aloitus- ja lopetuskomennot sekä lämmityslämpötila (Siemensin Saksassa tekemät rakennusten lämmön mukaan aktivoituvien järjestelmien ohjaustestit). Jos 10 000 m²:n kokoinen katualue lämmitetään kaukolämmöllä, vuosittaiset kustannukset ovat 0,3 kWh/m² *10 000 m² * 0,02 €/kWh = 60 000 €/v ja säästöpotentiaali on 6 000–9 000 € vuodessa, kun taas hiilidioksidipäästöjä voidaan vähentää 80 tonnia vuodessa. Sähkölämmitystä käytettäessä vuosikustannukset ovat 330 000 €/v energian kalliimman hinnan takia. Kustannusten säästöpotentiaali on 35 000–50 000 € ja päästöjen 70 tonnia. Liikerakennukset Liikerakennuksissa kiinteistönhallintajärjestelmällä saatava energian keskimääräinen vähennyspotentiaali on noin 10 % käytetystä energiasta. Kiinteistönhallintajärjestelmän käyttöönottoa harkitaan 20 prosenttiin Helsingin liikerakennuksista. Lämmitysenergiaa säästyy 100 000 000 kWh, ja hiilidioksidipäästöt vähenevät 12 000 tonnia. 26 Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki Tulevaisuudennäkymiä Maailma muuttuu tavalla, jolla on suuri vaikutus ympäristöön. Tämä pakottaa meidät ajattelemaan uusilla tavoilla. Verkostoitunut, integroitunut ja älykäs kiinteistönhallintajärjestelmä on seuraavan sukupolven älytalojen tärkeimpiä ominaisuuksia. Talotekniikan tulevaisuutta koskeva tutkimus osoittaa, että vaatimuksissa on tapahtumassa pysyviä muutoksia. Turvallisuus on tulevaisuudessa entistäkin tärkeämmässä osassa. Joustavuus ja dynamiikka muodostuvat toimivan järjestelmän perusedellytyksiksi. Tehokkuus on jatkossa kaikkein tärkeintä, eikä pelkästään energiankäytön osalta. Tämän lisäksi ihmisten hyvinvointia ja jokapäiväisen elämän mukavuutta on lisättävä. Vain ratkaisut, jotka muodostavat parhaan synergian energiatehokkuuden, mukavuuden ja turvallisuuden osalta, ovat kestäviä pitkällä aikavälillä. Modulaarisuus on avainratkaisu, joka mukautuu helposti operaattoreiden ja käyttäjien muuttuviin tarpeisiin. Standardoidut rajapinnat ovat saavuttaneet suurimman mahdollisen yhteensopivuuden. Myös itse moduulien on oltava joustavia. Tila jaetaan tarpeen mukaan, ja sitä parannetaan logistiikkajärjestelmään saumattomasti integroituvalla siirrettävällä laitteistolla. Tämä on iso askel kohti parempaa tehokkuutta, sillä joustava käyttö onkin nyt mahdollista koko käyttöiän ajan. Enää ei keskitytä ainoastaan energian jakeluun. Älykäs energianhallintajärjestelmä ohjaa sisäisten kuluttajien, tuottajien ja useamman energianlähteen käytön vuorovaikutusta julkisissa sähköverkoissa. Uudet energian varastoimistavat mahdollistavat ylijäämäenergian ostamisen verkosta edulliseen hintaan. Tämän energian ansiosta kuormitushuiput tasoittuvat turvallisesti ja tehokkaasti. Lisääntynyt veden käsittelyn tarve tarjoaa myös hyvin todellisia uusia mahdollisuuksia. Lisäenergian varastointi on mahdollista älykkään verkostoitumisen ansiosta. Kulutuksen optimointi on luonnollisesti myös yksi avaintekijä. Uudentyyppiset funktionaaliset rakennusmateriaalit ja -tekniikat tarjoavat uusia mahdollisuuksia valaistuksen ja ilmastoinnin osalta. Näitä mahdollisuuksia ei kuitenkaan voida täysin hyödyntää, ennen kuin ne on integroitu kiinteistönhallintaan. Eri osa-alueiden älykäs verkostoituminen luo synergiaa myös turvallisuuden suhteen. Huomaamaton, ”avoimet ovet” -periaatteen mukainen kulunvalvonta parantaa turvallisuutta, mutta mahdollistaa myös dynaamisen logistiikan. Ihmiset ohjataan nopeasti ja turvallisesti kohteisiin yksilöidyn avustustoiminnon ansiosta. Monet ohjaus- ja navigointiratkaisut näyttävät tietä miellyttävästi ja parantavat samalla rakennusten tiettyjen osien yksityisyyttä. Tulevaisuudessa kaikkia liikennevirtoja seurataan toimitusvirtoja unohtamatta. Turvallisuustoimiin ryhdytään automaattisesti tilanteen vaatiessa. Älykkään verkostoitumisen ansiosta saavutetaan paras mahdollinen turvallisuus. Valojärjestelmän läsnäolotunnistimet tekevät muutakin kuin vain sytyttävät ja sammuttavat valoja. Hätätilanteessa ne varmistavat nopean, järjestäytyneen ja siten turvallisen evakuoinnin. Hätäpoistumistiet määritellään tilanteen mukaisesti. Valot toimivat hätätilassa ja osoittavat tien dynaamisesti. Lisäohjeita annetaan äänimerkein ja kuulutuksin. Myös alijärjestelmät tukevat evakuointia. Älykkäät järjestelmät auttavat ihmisvirtojen havaitsemisessa ja jakavat niitä, jos hätätiet ylikuormittuvat. Asennettujen laitteiden älykäs käyttö ja verkottaminen ympäröivään alueeseen mahdollistavat reaaliaikaisen tiedonvaihdon. Tulevaisuuden turvallisuusvaatimukset voidaan täyttää asianmukaisesti ja tehokkaasti vain, jos kaikki verkon järjestelmät toimivat yhdessä. Tuleviin malleihin siirryttäessä klassiset toiminnot liitetään kokonaisuudessaan älyverkkoon. Luotu synergia mahdollistaa uusia toimintoja. Näin saadaan aikaan kiinteistönhallintajärjestelmä, joka takaa parem- man tehokkuuden, mukavuuden ja turvallisuuden. Järjestelmä on avoin, ja siihen pääsy on mahdollista mistä tahansa. Kun siirrytään kestävän kehityksen kaupunkeihin, rakennukset voidaan yhdistää rakennusryhmiksi IT-yhteyksien avulla hyödyntämällä talotekniikasta ja verkotetuista järjestelmistä kertynyttä uutta tietotaitoa. Myös energiatehokkuus paranee huomattavasti. Älyverkot ja älykäs kulutus muokkaavat tulevaisuutta. Kaupunginosien ja jopa kokonaisten kaupunkien verkottaminen lisää myös turvallisuutta. Turvallisuuden parantaminen onkin kasvavan kaupungistumisen kiireellisimpiä tarpeita. Älykkäät ja kestävät ratkaisut muokkaavat tulevaisuutta. Tulevaisuutta, joka on jo täällä. Haastattelu Helsinki on sitoutunut 9 prosentin energiasäästöihin kaupungin kiinteistöissä vuoteen 2016 mennessä. Kaupungin kiinteistövirasto on jo suorittanut lukuisia toimia energian säästämiseksi, ja tämä 9 prosentin säästötavoite myös varmasti saavutetaan. Yksi tärkeimmistä toimenpiteistä oli täsmäyttää kiinteistöjen energiankäyttöajat ja käyttötarkoitukset. Kuluttajien osallistuminen rakennuksen energiasäästöihin on tärkeä Veikko Saukkonen, projektijohtaja Kiinteistövirasto Kestävän Kestävänkehityksen kehityksenurbaani urbaaniinfrastruktuuri infrastruktuuri||Helsinki Helsinki 27 28 Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki Helsingin hiilidioksidiprofiili 30 Kehityssuunnat ja haasteet 34 EU-lainsäädännön vaikutus päästöjen vähentämiseen 38 Esimerkkejä muista kaupungeista 40 Toteutusmallit 41 Haastattelu 42 Tulevaisuudennäkymiä 43 Lämmön- ja energian tuotanto Helsingin nykyiset hiilidioksidipäästöt ovat 0,85 Mt. Kaupungin tavoitteena on olla hiilineutraali vuonna 2050. Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki 29 Lämmön- ja energian tuotanto Helsingin hiilidioksidiprofiili Kaupungin pohjoisen sijainnin sekä kylmien ja pimeiden talvien vuoksi Helsinki on erityisen riippuvainen energiantuotannosta. Lämmönkulutus riippuu olennaisesti lämmitystarveluvusta, joka Ilmatieteenlaitoksen mukaan oli vuonna 2010 Helsingissä 4 376 (viitelämpötilan ollessa 17°C), verrattuna Pariisin lukuun 2 702 ja Rooman lukuun 1 253 (viitelämpötila 18 °C). Lämmitystarveluku on tarkka ilmaisin eri alueiden lämmitysenergiatarpeiden vertailussa. Yksikkö määritetään suhteessa viitelämpötilaan eli ulkolämpötilaan, jota lämpimämmässä rakennus ei tarvitse lämmitystä. Tällaisten arvojen vertailu Helsingin, Pariisin ja Rooman välillä antaa kuvan Pohjoismaiden ja muiden Euroopan maiden välisistä eroista sekä auttaa ymmärtämään Helsingin energian kulutusta. 1800-luvulla Helsingin pääasiallinen energianlähde oli kaasu. Myöhemmin 1900-luvun taitteessa perustettujen energialaitosten toiminnassa alettiin käyttää hiilivoimaa. Vuosaaren voimalaitosyksikköjen käyttöönoton jälkeen kaasu on kuitenkin ollut pääasiallinen energianlähde. Vuonna 1909 sähköyhtiöt siirrettiin kaupungin omistukseen, ja Helsingin kunnallinen sähköyhtiö perustettiin. Vuoteen 1914 mennessä kaikkien kaupungin raitiovaunulinjojen voimanlähteeksi hevosten tilalle oli vaihdettu sähkö. 1900-luvun alussa lämmitys oli rakennuskohtaista, ja se tuotettiin joko puulla tai hiilellä. Tuohon aikaan ilma oli täynnä savua. Voimalaitokset (neliöt) ja lämpökeskukset (ympyrät) pääkaupunkiseudulla 30 Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki Kaukolämpö on järjestelmä, joka lämmittää suuren määrän rakennuksia putki- ja lämminvesiverkoston kautta. Sen aikakausi alkoi 1950-luvulla. Aluksi kaukolämpöasiakkaille jaeltiin höyrylämpöä. Myöhemmin rakennettiin uusi voimalaitos, joka hyödynsi energiantuotannon ylijäämälämmön ja mullisti lämmitysmenetelmät. Kaukolämpöverkosto kasvoi Helsingin mukana, ja se kattaa tänä päivänä lähes koko kaupungin yli 1 230 kilometrin maanalaisella putkistolla. Tämän verkoston ansiosta noin 85 % Helsingin liike- ja asuinrakennusten lämmitystarpeista täytetään kaukolämmöllä. Pääkaupunki on yksi kaukolämmön suurimpia käyttäjiä Euroopassa. Kaukolämpö vastaa jakelun turvallisuuden ydinkysymyksiin. Se myös tukee energia- ja kustannustehokkuutta. Verkossa toimii CHP (Combined Heat and Power) -voimalaitoksia, jotka tuottavat sekä lämpöä että sähköä. Helsingin alueella on kolme CHP-voimalaitosta (Hanasaari, Salmisaari ja Vuosaari). Hanasaari ja Salmisaari toimivat hiilellä, Vuosaari maakaasulla. CHP-teknologia tehostaa laitosten toimintaa hyödyntämällä energiantuotannon ylijäämälämpöä: polttoainesäästöjä voi syntyä jopa yli 30 %. Yhteistuotanto on myös ympäristöystävällistä, sillä CO2-päästöt ovat vähäisiä verrattuina muihin kaasu- ja hiilivoimaloihin. Lisäksi yksittäisten rakennusten savupiipput ovat kadonneet kaupungista kaukolämmön ansiosta, ja Helsingin ilmanlaatu on parantunut. CHP-yksiköt Polttoaine Energiakapasiteetti (MW) Lämpökapasiteetti (MW) Rakennettu Hanasaari B Hiili 220 445 1974 Salmisaari A, B Hiili 160 480 1953 / 1984 Vuosaari A, B Kaasu 630 580 1991 / 1997 Vanhan kaupungin vesivoimala Vesi 0,2 1876 Kellosaaren varayksikkö Kaasu 118 1975 Tietoja Helsingin alueen voimalaitoksista Sähköyksiköt Lämpö- ja jäähdytysvoimala Katri Vala Jätevesi- ja lämpöpumput 90 lämpö, 60 jäähdytys 2006 Lämpöyksiköt Vuosaari Kaasu 120 1989 Lassila Kaasu 334 1977 Patola Kaasu 240 1982 Alppila Öljy 164 1964 Jakomäki Öljy 56 1968 Hanasaari (2 yksikköä) Öljy 282 / 56 2009 / 1977 Munkkisaari Öljy 235 1969 Myllypuro Öljy 240 1978 Ruskeasuo Öljy 280 1972 Salmisaari (2 yksikköä) Öljy 120 / 8 1978 / 1977 Salmisaari Hiili 180 1986 Suomen pääkaupungissa sijaitsee myös Katri Vala -voimala, joka tuottaa lämpöä jätevedestä ja jäähdytystä merivedestä lämpöpumpuilla. Voimalalla on korkea energiatehokkuus, ja sen ympäristövaikutukset ovat suhteellisen vähäisiä. Tämän lisäksi käytettävissä on kymmenen öljy- ja kaasulaitosta (ilman CHP-teknologiaa) tuottamaan lisälämmitystä talven kylmimpinä aikoina. Vanhassa kaupungissa sijaitseva historiallinen vesivoimala vuodelta 1876 on myös mainitsemisen arvoinen. Sen vuosittainen tuotanto on noin 500 MWh sähköä, mikä vastaa noin 250 asunnon kulutusta. Helsingin pääasiallinen lämmöntuottaja on kaupungin omistama energialaitos Helsingin Energia, joka käyttää myös lyhennettyä nimeä Helen. Se tuottaa lämpöä kaukolämpöverkkoon ja myös myy sähköä. Helsingin seudun voimaloiden lisäksi Helenillä on osuuksia vesivoimassa, ydinvoimassa ja tuulivoimassa kaupungin ulkopuolella. Tästä huolimatta fossiilisia polttoaineita käyttävät voimalat ovat enemmistönä kaupungin sisällä. Tämä johtuu tilan puutteesta kaupungin keskustassa. Voimalat on suunniteltu käyttämään korkeaenergistä polttoainetta, joka ei vie paljon varastotilaa. Jos otetaan huomioon Helenin kaikki energialähteet, sen sähkön CO2-intensiteetti oli noin 260 g CO2 / kWh vuonna 2010. Helsingin runsas fossiilisten polttoaineiden käyttö ei ole estänyt kaupunkia ja Heleniä asettamasta kunnianhimoisia tavoitteita: kaupunki aikoo vähentää hiilidioksidipäästöjä 20 % vuoteen 2020 mennessä verrattuna vuoteen 1990, ja Helen pyrkii CO2-neutraaliksi ennen vuotta 2050. Lämmön- ja sähköntuotannon nykytilanne Helsingin rakennuskannan energiatehokkuus on lisääntynyt huomattavasti viimeisten vuosien aikana, ja suunnitelmien mukaan rakennusteknologian uudet rakennussäännökset ja parannukset vain edistävät tätä myönteistä trendiä. Tämä tarkoittaa sitä, että asuin- ja liikerakennusten lämmitystarpeiden odotetaan pienentyvän nykytasoon verrattuna, vaikka kaupungin odotetaan kasvavan huomattavasti samaan aikaan. Vuonna 2010 Helenin infrastruktuurin tuottaman kaukolämmön kokonaismäärä oli kaupungin rajojen sisäpuolella noin 7,3 TWh. Koska lämmön kokonaiskulutuksen odotetaan vähenevän hieman vuoteen 2030 mennessä, kaukolämmön kysynnässä on syytä odottaa samanlaista trendiä. Kulutuksen vähentyessä myös päästöt vähenevät, jolloin Helenin lämmöntuotannon päästöjen voidaan odottaa vähenevän vuoteen 2030 mennessä. Myös muuta on kuitenkin tehtävissä: Helen on tällä hetkellä hyvin riippuvainen fossiilisista polttoaineista lämmöntuotannossaan. Vaihtamalla kaukolämmitykseen käytettävän polttoaineseoksen Helen voi vähentää Helsingin lämmönkulutuksen CO2-päästöjä entisestään. Nykyisin kaukolämmön pääenergianlähteinä toimivat kaasu (54 %) ja hiili (41 %), jotka ovat CHP-voimaloiden tärkeimmät polttoaineet. Näiden pääasiallisten energianlähteiden lisäksi toissijaiset voimalat käyttävät hieman öljyä erittäin kylmien ajanjaksojen aikana. Tämän lisäksi Katri Vala -voimala tuottaa noin 165 GWh energiaa jätevesi- ja lämpöpumpuilla. Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki 31 Helsingin nykyiset CO2-päästöt ovat arviolta 0,85 Mt. Hiilen osuus päästöistä on noin 54 %, kaasun 42 % ja öljyn 4 %. Nämä osuudet eivät ole suhteessa polttoaineiden tärkeyteen energiajakaumassa. Polttoaineiden CO2-pitoisuudet vaihtelevat, sillä hiili vapauttaa 0,35 kg hiilidioksidia kilowattituntia (kWh) kohti, öljy 0,29 ja kaasu 0,2. Fossiilisten polttoaineiden nykytrendi osoittaa, että energian tuotanto kaasulla kehittyy nopeammin kuin hiilivoima, mikä vähentää Helsingin energian CO2-päästöjä. CHP:tä käyttämällä voimalaitosten energiatehokkuus on parantunut huomattavasti, ja CO2-päästöt (kuten myös NOx- ja SO2-päästöt) ovat huomattavasti alhaisemmat kuin ilman tätä teknologiaa. Nykyisin kaukolämmön CO2-intensiteeti on 0,12 CO2/kWh. Sähkön ja lämmön yhteistuotanto alentaa CO2-intensiteettiä, kun sähkötuotannon ylijäämälämpöä hyödynnetään kaukolämmössä. Näin ollen lämmitystä ei tarvitse tuottaa erikseen, ja polttoaineiden energiasisältö saadaan käytettyä lähes kokonaan. Käyttämällä CHP-teknologiaa Helsinki säästää vuosittain 270 000 omakotitalon lämmitystä vastaavan määrän energiaa ja päästöjä. Helen voi tuottaa lämpöä myös uusiutuvista lähteistä maailman suurimmassa lämpöpumppuvoimalassa, Katri Valassa. Se tuottaa lämmitystä ja jäähdytystä noin 40 000 asukkaalle uusiutuvista lähteistä: Lämmitystarpeen odotetaan pienentyvän tehokkuuden parantuessa Suhteellinen kaukolämmön kulutus TWh/vuosi kWh/m3 70 10 60 8 50 6 4 40 8,1 7,4 30 20 2 10 Helsingin liike- ja asuinrakennusten nykyinen ja suunniteltu lämmityksen tarve Tuotanto TWh Hiili Öljy Kaasu Jätevesi 6 CO2-päästöt Mt 1,0 0,8 0,6 4 0,4 2 0 Kaukolämmön tuotanto ja siihen liittyvät CO2-päästöt vuonna 2010 Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki 0,2 0,0 Hiili Öljy Kaasu Jätevesi 2010 2009 2008 2002 2001 2000 1992 1991 1990 1982 1981 1980 Suhteellinen kaukolämmön energian kulutus vuosina 1970 - 2008 (Ei mukautettu sääoloihin) 8 32 1972 2030 perusskenaario 1970 2010 1971 0 0 lämpimästä, puhdistetusta jätevedestä ja kylmästä merivedestä. Jätevesien laskuputkissa virtaa 24 tuntia vuorokaudessa suuria määriä puhdistettua jätevettä, jonka lämpö käytetään kaukolämmön tuotantoon. Puhdistetun jäteveden lämpötila on 12–17 celsiusastetta. Katri Vala saa poimittua siitä seitsemän astetta talteen. Talvella lämpöenergia saadaan puhdistetusta jätevedestä lämpöpumpuilla, ja tarvittava kaukojäähdytys tuotetaan suoraan merivedestä lämmönvaihtimilla. Lämpöpumppu tuottaa kaukolämpöä käyttäen kaukojäähdytysjärjestelmän palauttamaa vettä lämmönlähteenä puolen vuoden ajan. Kesäisin lämpöenergia siirretään kaukojäähdytyksen Polttoaine-energia, GWh Polttoaineenergia, GWh Polttoainesäästöt CHP:tä käyttämällä 30000 Maakaasun ja hiilen kulutus 24000 18000 12000 2008 2006 2004 2002 2000 1998 1996 1994 1992 1990 6000 Helsingin polttoainesäästöt CHP:tä käyttämällä 1990 - 2009 paluuvesiin, jolloin lämpöpumput tuottavat sekä kaukolämpöä että kaukojäähdytystä. Jos kaikkea kesä- tai talvikauden aikana tuotettua lämpöä ei tarvita, ylimääräinen lämpö voidaan kondensoida mereen. Hankkeen mittasuhteet ovat vaikuttavat. Laitoksen tuotantoteho on 90 W kaukolämpöä ja 60 MW jäähdytystä. 90 MW kaukolämpöä on tarpeeksi 400 suuren asuinrakennuksen vuosittaiseen lämmitykseen. 60 MW kaukojäähdytystä riittää viilentämään 60 suurta toimistorakennusta. Katri Valan hiilidioksidipäästöt ovat 80 % pienemmät kuin vaihtoehtoisissa tuotantoratkaisuissa, esimerkiksi lämmön erillistuotannossa raskaalla polttoöljyllä ja jäähdytystuotannossa kiinteistökohtaisesti kompressoritekniikalla. Sähkönkulutusta koskevassa ympyräkaaviossa näkyvät Suomen sisäiset sähkölähteet ja keskimääräinen sähkönkulutus asukasta kohti. Kaaviossa esitetään kansalliset keinot, koska Suomen sähkömarkkinat ovat avoimet kilpailulle, ja kuluttajat voivat valita haluamansa toimittajan. Ydinvoima on pääasiallinen sähkön lähde. Seuraavina ovat hiili, vesivoima ja maakaasu. Suomessa toimii tällä hetkellä yli 200 vesivoimalaa. Tärkeimmät potentiaaliset lähteet ovat yleisesti hyvin käytössä, ja suojelutoimet tekevät lisäkehityksen epätodennäköiseksi. Helsingin alueella on vain yksi vesivoimala, jo aikaisemmin mainittu Vanhan kaupungin vesivoimalaitos. Suomen käyttäessä vesi- ja ydinvoiman lisäksi kaasun, hiilen ja biomassan yhdistelmää, sen sähkön CO2-intensiteetti on suhteellisen alhainen (noin 220 g CO2 / kWh), kun Saksan lukema on noin 450 g CO2 / kWh ja Kiinan 750 g CO2 / kWh. Joillakin mailla on parempia tuloksia: Ranska esimerkiksi nojaa voimakkaasti ydinvoimaan, joka kattaa 78 % sähkön kokonaistuotannosta, kun taas Norja tuottaa lähes kaiken sähkönsä vesivoimalla. Vain muutaman kilometrin päässä Helsingin keskustasta, piilossa noin 30 metrin syvyisessä kaivetussa kallioluolassa, sijaitsee maailman suurin lämpöpumppuvoimala. Katri Valaksi nimetty voimala on siitä erityinen, että se tuottaa sekä kaukolämpöä että -jäähdytystä käyttäen uu- Sähköntuotannon energianlähteet Öljy 0,7% Hiili 18,5% Vesivoima 16,6% Helsinki Tuulivoima 0,4% Norja Turve 6,8% Ranska Maakaasu 14,2% Saksa Biomassa 13,5% OECD Eurooppa Jäte 0,9% Kiina Ydinvoima 28,4% 0 Sähkölähteet Suomen verkossa vuonna 2010 100 200 300 400 500 600 700 800 900 Sähkön hiili-intensiteetin vertailu eri maissa Kaavion yksikkö: CO2 g / kWh / vuosi Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki 33 siutuvia lähteitä: lämmintä, jo käsiteltyä jätevettä sekä kylmää merivettä. Kaupungin puhdistetun jäteveden lämpötila on 12 - 17 celsiusastetta (aikaisemmin tämä lämpö meni hukkaan), ja Katri Vala saa poimittua siitä seitsemän astetta, ennen kuin se valuu mereen. Tämä lämmönvaihtimilla tuotettu lämpö otetaan talteen kaukolämmön käyttöön, kun taas tarpeellinen kaukojäähdytys voidaan tuottaa suoraan merivedestä. Lämpöpumppu tuottaa kaukolämpöä käyttäen kaukojäähdytysjärjestelmän palauttamaa vettä lämmönlähteenä puolen vuoden ajan. Hankkeen mittasuhteet ovat vaikuttavat. Katri Vala voi tuottaa 90 MW kaukolämpöä, mikä on tarpeeksi tuottamaan 400 suuren asuinrakennuksen vuosittaisen lämmityksen, ja 60 MW kaukojäähdytystä, mikä riittää viilentämään 60 suurta toimistorakennusta. Kehityssuunnat ja haasteet Helsingin suunnitelma parantaa ympäristöjalanjälkeään edellyttää energiatehokkuustoimia sekä uusiutuvien energianlähteiden käyttöönoton kehitystä. Kaupunki harkitsee eri keinoja kehittääkseen uusiutuvia energiahankkeita, erityisesti tuulivoimaa ja metsäpohjaisia biopolttoaineita. Suomen tavoite tuulivoiman tuotannossa on 2 300–2 600 MW vuonna 2020 ja 5 000 MW vuonna 2030. Suomen tämänhetkinen tuulivoimakapasiteetti on 200 MW. Helen on osa Suomen Merituuli Oy -yhteisyritystä, joka pyrkii rakentamaan kaksi huomattavan suurta (500–1 000 MW) merituulipuistoa maan länsi- ja eteläosiin. Yksi tulee Inkoon Raaseporiin Suomenlahdelle ja toinen Siipyyseen Kristiinankaupungin ja Porin väliselle merialueelle. Suomen Merituuli Oy on jo allekirjoittanut sopimuksen kahden tuulipuiston rakentamiseen tarkoitetun merialueen varaamisesta. Alueiden pinta-ala on noin 50 neliökilometriä. Tuulivoiman tuotanto voitaisiin aloittaa varatuilla alueilla vuosina 2012–2014. Näiden puistojen kapasiteetti olisi yhteensä jopa 2 000 MW, ja ne voisivat parhaimmillaan tuottaa vuosittain 5,6 TWh sähköä (enemmän kuin Helsingin kuluttama määrä, joka oli 4,8 TWh vuonna 2010). Kaupunki joutuu tulevina vuosina tekemään lopullisen päätöksen tuulivoiman kehityksestä Helenin sähkölähteissä verrattuna muihin ratkaisuihin, kuten nykyisiin voimalaitoksiin tai ydinenergiaan. 34 Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki Toinen kiinnostava keino on biopolttoaine, joka voisi korvata kaasun tai hiilen voimaloissa. Helsingin Energia harkitsee muun muassa puupellettien tai muiden uusiutuvien biopolttoaineiden käyttömahdollisuutta yhdessä Hanasaaren voimalan uuneista, joka toimii nykyisin hiilellä. Useita kysymyksiä on vielä avoinna, kuten missä pelletit varastoitaisiin, olisiko markkinoilla saatavilla tarpeeksi materiaalia ja mikä materiaalin hinta olisi. Biopolttoaineissa on lisäksi useita vaihtoehtoja, erityisesti biokaasu, joka tuotetaan suoraan biomassasta ja muutetaan synteesikaasuksi. Kaasu sisältää vaihtelevia määriä hiilimonoksidia ja vetyä. Tätä kaasua voidaan käyttää suoraan kaasuvoimalassa ilman kynnystä ja samoilla energiakapasiteeteilla. Jälleen kerran logistiikka-, hinta- ja saatavuuskysymykset ovat kuitenkin ratkaistavana. Uusiutuvan energiantuotannon, kuten aurinkokeräimien, käyttöä voidaan harkita myös Helsingin kaltaisessa pohjoisessa kaupungissa: laskelmien mukaan aurinkoenergia tuottaisi arviolta 10–25 % yksittäisen rakennuksen lämmitystarpeesta Suomessa. Helsingissä kaukolämmön läpäisy on noin 90 % erittäin tehokkaassa lämmöntuotannossa. Aurinkokeräimet ovat jo nyt taloudellisesti kannattavia keinoja asukaskäyttöön, erityisesti öljy- ja sähkölämmitteisissä rakennuksissa, ja niiden hinnan odotetaan laskevan käytön yleistyessä. Tähän asti aurinkolämmitystä ja fotovolttisia järjestelmiä on käytetty Helsingissä vain Eko-Viikin asukasalueen kokeilussa. Geoterminen energia on harkitsemisen arvoinen keino, kun tiedetään, että sen avulla energiansäästöt voivat olla jopa kaksi kolmasosaa öljy- tai sähkölämmitykseen verrattuna. Suomessa geotermisiä lämpöpumppuja on kuitenkin otettu käyttöön huomattavasti hitaammin kuin muissa maissa, esimerkiksi Ruotsissa. Vuonna 2006 Helsingissä oli vain 95 geotermistä lämmitysjärjestelmää, kun 17 000 rakennusta lämmitettiin öljyllä ja sähköllä. Biopolttoaineisiin ja tuuleen perustuvia uusiutuvia energian tuotantojärjestelmiä on kehitettävä ja parannettava ennen kilpailemista fossiilisten polttoaineiden kanssa. Uusia hiilipäästöjen talteenottoon ja säilöntään tarkoitettuja CSS-tekniikoita kehitetään tehostamaan fossiilisten polttoaineiden käyttöä entisestään. Helsingin kaltaisella kaupungilla on mahdollisuus olla johtavassa asemassa näiden uusiutuvien energiajärjestelmien parantamisessa. Tärkeimmät mahdollisuudet ja skenaariot Tässä tutkimuksessa tarkastellaan eri keinoja energiatuotannon suunnan muuttamiseksi. Jotta kaupungin päästöjä voidaan vähentää nopeammin, hiilelle, kaasulle ja öljylle on löydyttävä korvikkeita. Polttoaineen vaihto on tehtävä asteittain, jotta energian jakelun turvallisuus ja luotettavuus varmistetaan. Tämän tutkimuksen taustana on Helenin pyrkimys hiilineutraaliuteen vuoteen 2050 mennessä. Neljässä erilaisessa skenaariossa kuvataan joitakin avainmahdollisuuksia, joilla nykyistä energian tuotantotapaa voitaisiin parantaa. Skenaarioiden ideat perustuvat Helsingin Energian hiilineutraaliin tulevaisuuteen tähtäävään ilmasto-ohjelmaan. Käyttöönottomallit sisältävät valmistajien antamia lisätietoja tekniikoiden käyttöönotosta. Skenaario 1: Biomassan lisääntynyt käyttö Helsingin alueella on kaksi hiiltä polttoaineenaan käyttävää CHP-voimalaa. Ne ovat lähellä kaupungin keskustaa Hanasaaressa ja Salmisaaressa. Jotta lämmöntuotannon päästöjä voidaan vähentää lyhyellä aikavälillä, hiili täytyy korvata hiilineutraalina pidetyllä polttoaineella. Vaihtoehtoja ovat erilaiset biomassat. Ihanteellisin polttoaine olisi niin kutsuttu kuivattu biomassa, jota voidaan polttaa hiilen ohella ja joka Mitä hiilineutraalilla energianlähteellä tarkoitetaan? Hiilineutraalina pidettävä energianlähde on lähde, joka ei tuota hiilidioksidipäästöjä millään tavalla. Tällaisia uusiutuvia energianlähteitä ovat esimerkiksi aurinko, tuuli ja vesi. Myös ydinvoima on hiilivapaata. Biomassa on erilainen energianlähde. Sen poltto tuottaa hiilidioksidia, mutta näitä päästöjä ei oteta huomioon, sillä biomassan tuotanto neutraloi näitä päästöjä. Biomassan kasvu (esimerkiksi metsät ja pellot) tasapainottaa sen polton aiheuttamia päästöjä fotosynteesin kautta eli kasvien käyttäessä hiilidioksidia ja auringonvaloa ravinteiden ja hapen tuotantoon. Näin ollen biomassan kiertoa voidaan pitää kokonaisuudessaan hiilineutraalina. voisi jopa täysin korvata hiilen. Biohiiltä käyttämällä energian tuotanto olisi vakaata ja hyvin turvattua. Biohiiltä tuotetaan orgaanisesta aineksesta kuivaamalla. Se on vakaata ja säilyy satoja vuosia. Tällä hetkellä biohiilen valmistuskustannukset ovat kuitenkin melko korkeat, joten se olisi pitkän aikavälin ratkaisu. Lähitulevaisuudessa voidaan harkita muita biomassan muotoja. Puupelletit tai sahajauho voisivat olla lyhytaikainen keino pyrittäessä hiilineutraaliuteen. Nämä uusiutuvat polttoaineet eivät voi täysin korvata hiiltä, mutta niitä voidaan polttaa pienissä erissä. Biomassan muuttaminen kaasuksi on toinen keino. Tässä muodossa biomassaa voidaan käyttää yhdessä maakaasun kanssa Helsingin CHP-kaasuvoimalassa Vuosaaressa. Helenin strategiana on saavuttaa 40 prosentin osuus biopolttoaineiden käytössä nykyisissä hiilipolttoisissa CHP-voimaloissa vuoteen 2020 mennessä. Tavoitteena on vähentää kaupungin CO2-päästöjä jo nyt 20 % vuoden 1990 tasoon verrattuna, mikä olisi Helsingille lyhytaikainen tavoite. Tässä skenaariossa kaukolämmön hiili-intensiteetti vähenisi nykyisestä tasosta 116 g CO2 / kWh arvoon 92 g CO2 / kWh, ja kaukolämmön CO2-päästöt pienenisivät 0,85 Mt arvoon 0,68 Mt. Helenin suorittaman tutkimuksen mukaan tällaisen ratkaisun arvioitu hinta olisi 470 miljoonaa euroa, johon tulisi lisätä 18 miljoonaa euroa vuosittaisia työkustannuksia. Biomassan lisäämisen aiheuttama mahdollinen korroosio voi olla tekninen haaste, jolloin biomassan 40 % käyttöosuus nykyisissä hiilipolttoisissa CHP-voimaloissa voi olla vaikea saavuttaa. Jos nämä 40 % korvataan lyhytaikaisesti 20 prosentilla, CO2-päästöt ja CO2intensiteetti vähenisivät tässä järjestyksessä 9 % osuuteen 8 % eli 116 grammasta 106 grammaan CO2 / kWh. Tulokset näkyvät selkeästi seuraavan sivun kaaviossa. Jos osa käytetystä kaasusta ja öljystä korvattaisiin biomassalla, nykyinen kalusto olisi yhä käyttökelpoista, ja CHP-tuotannon edut energiatehokkuuden suhteen pysyisivät samoina. Samanaikaisesti CO2-päästöt, erilaiset saasteet sekä riippuvuus kaasun ja öljyn tuottajista vähenisivät verrannollisesti biomassan käytön lisääntyessä. Selvitettäviä asioita ovat muun muassa biomassan tuotantokapasiteetti, eri polttoaineiden varastointi sekä toimintavarmuus. Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki 35 Skenaario 2: Uusi sekapolttoinen voimala Toinen keino kohti hiilineutraalia Helsinkiä on rakentaa uusi, useita polttoaineita käyttävä voimalaitos korvaamaan yksi nykyisistä hiilipolttoisista voimaloista. Tällä tavoin uusin teknologia ja tulevaisuuden energiatarpeet saadaan parhaiten valjastettua taisteluun CO2-päästöjä vastaan. Tämä uudenlainen voimalaitos käyttäisi sekä hiilineutraalia polttoainetta, kuten biomassaa tai jätteitä, että perinteistä maakaasua tai hiiltä, kuten niin kutsuttu monipolttoinen voimala, ilman teknologian rajoitteista aiheutuvia keskeytyksiä. Tässä yhteydessä energian saatavuus voidaan varmistaa käyttämällä fossiilisia polttoaineita tarpeen mukaan. Useita polttoaineita käyttävien voimaloiden suurin ongelma on niiden korkea hinta. Rakentamalla uusi yksikkö voidaan sulkea vähintään yksi vanhimmista yksiköistä. Hiilipolttoiset voimalat tuottavat eniten päästöjä, joten on CO2-päästöt (Mt/vuosi) 0,9 0,8 CO2-päästöt (Mt/vuosi) CO2-intensiteetti (g/kWh) CO2-intensiteetti (g/kWh) 140 0,85 116 0,7 0,78 106 120 0,73 0,68 99 92 0,6 0,63 100 85 80 0,5 0,4 60 0,3 40 0,2 20 0,1 Perustaso 20% biomassa 40% biomassa Lämmityksen CO2-päästöt ja CO2-intensiteetti kaikille skenaarioille, 2010 36 Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki Monipolttoaine Yhteensä järkevää sulkea yksi niistä. Myös voimalan ikä ja EU:n LCPD-direktiivin täyttämiseen tarvittavat investoinnit vaikuttavat päätökseen voimalan sulkemisesta. LCPD (Large Combustion Plant Directive) -direktiivillä pyritään vähentämään happamoitumista, alailmakehän otsonia sekä pienhiukkasia läpi Euroopan säätelemällä rikkidioksidin (SO2), typen oksidien (NOx) sekä pölyn (pienhiukkasaine: PM) päästöjä suurissa polttovoimaloissa (LCP), voimalaitoksissa ja muissa teollisissa prosesseissa, jotka toimivat kiinteillä, nestemäisillä tai kaasumaisilla polttoaineilla. Nämä saasteet ovat happaman laskeuman tärkeimmät aiheuttajat. Ne happamoittavat maaperää ja makeita vesistöjä, vahingoittavat kasveja ja vesieliöitä sekä kuluttavat rakennusmateriaaleja. Koska uusi voimala rakennetaan näillä näkymin Vuosaareen, vapautuisi maata uudelle asutukselle. Lisäksi riittävän suureksi suunniteltu CHP-yksikkö voisi vastata kasvavaan energiantarpeeseen. Helen arvioi uuden voimalan kapasiteetin olevan 500 - 700 MW, mikä olisi tarpeeksi korvaamaan Hanasaaren voimala. Tässä skenaariossa uuden voimalan oletetaan käyttävän biomassaa pääasiallisena polttoaineena (60-prosenttisesti). Se korvaisi Hanasaaren voimalan. Jos tällainen skenaario toteutettaisiin nyt, tuloksena olisi 16 % vähennys lämmityksestä aiheutuvista CO2-päästöistä nykyiseltä tasolta 0,85 Mt tasolle 0,73 Mt vuosittain. Myös hiili-intensiteetti alenisi 116 grammasta 99 grammaan CO2 / kWh, jolloin vähennys olisi lähes 21 %. Tässä ratkaisussa nykyisen kaukolämpökoneiston käyttöä voidaan jatkaa. Skenaario 3: Skenaarioiden 1 ja 2 yhdistelmä , 20 % enemmän synteettistä kaasua Skenaarioiden 1 ja 2 yhdistelmä sekä 20 % synteettistä kaasua Vaikutus: 220 000 tonnia hiilidioksidia vuodessa Lisävaikutus: Riippumattomuus tuontikaasusta Toteutusaikataulu: Pitkällä aikavälillä Toteutuksen vaikeusaste: Keskitasoa Kustannukset: Suuret Peruste: Helsingin kaupungin kehityssuunnitelma Tässä skenaariossa oletetaan, että rakennetaan useita polttoaineita käyttävä voimala ja että Hanasaaren voimala suljetaan. Lisäksi biomassan osuutta lisätään jäljelle jäävissä CHP-hiilivoimaloissa 40 % ja synteettisen kaasun osuutta CHP-kaasulaitoksissa 20 %. Tässä tapauksessa CO2-päästöt alenisivat arvosta 0,85 arvoon 0,68, ja CO2-intensiteetti 120 grammasta 85 grammaan CO2 / kWh. Edellä olevassa kaaviossa on esitetty kaikki skenaariot perustasoon verrattuina. CO2-päästöjen osalta suurimmat säästöt saavutettaisiin viimeisen skenaarion kautta (all in one), mikä mahdollistaisi jopa 26 prosentin vähennyksen perustasoon verrattuna. Skenaariolla, jossa biomassan osuus on 40 %, saavutetaan 20 prosentin säästöt, ja monipolttoaineista voimalaa koskevalla skenaariolla puolestaan 14 prosentin vähennys CO2-päästöissä. Toinen tällä hetkellä tutkimuksen kohteena oleva keino on hiilidioksidin talteenotto- ja varastointitekniikka (CCS), jota käytettäessä CO2-päästöt eivät vapaudu ilmaan, vaan ne kerätään talteen joko muuttamalla ne nestemäisiksi tai absorboimalla sopivaan kemikaaliin varastointia varten. Voimalaitoksen CO2-päästöt voivat laskea jopa 90 %. Tätä tekniikkaa kehitetään tiiviisti eri puolilla maailmaa. Skenaario 4: Tuulivoimaa sähköntuotantoon ja uusiutuvia lähteitä lämmitykseen Tuulivoima (2 puistoa merellä – 560 MW) Vaikutus: 132 000 tonnia hiilidioksidia vuodessa Lisävaikutus: Riippumattomuus tuontienergiasta Toteutusaikataulu: Lyhyellä aikavälillä Toteutuksen vaikeusaste: Keskitaso tai vaikea Kustannukset: Suuret Peruste: Helsingin kaupungin kehityssuunnitelma Neljännessä skenaariossa tarkastellaan ensin tarkemmin tuulivoiman käytön tulevaisuudennäkymiä sähköntuotannossa ja tutkitaan sitten mahdollisuuksia tuottaa lämpöä uusiutuvista lähteistä. Kuten aiemmin mainittiin, sähkö tuotetaan ja myydään kansallisilla markkinoilla. Näin ollen myös tämä tutkimus tulee toteuttaa tuulivoiman vaikutusten osal- ta kansallisella tasolla. Helsingin tapauksessa tilannetta tarkastellaan Helenin näkökulmasta sähköntuottajana. Helsinkiin suunnitellut uudet asuinrakennukset ovat avainasemassa uusiutuvista lähteistä tuotetun lämmön osalta. Tuulivoima on tuulen kineettistä energiaa, joka muutetaan sähköksi turbiinien avulla. Tuotanto riippuu hetkellisistä tuuliolosuhteista, eikä tuotetun sähkön määrää voida näin ollen arvioida täysin tarkasti. Tällä hetkellä tuotettua energiaa ei voida vielä varastoida myöhempää käyttöä varten suurissa määrin, mutta tämä tekniikka kehittyy nopeasti. Tuulivoimasta on tullut viime aikoina Suomessa houkuttelevampaa syöttötariffeja koskevien säädösten tullessa voimaan vuoden 2011 alussa. Syöttötariffi on hallintomekanismi, joka on suunniteltu lisäämään uusiutuvan energian käyttöä kompensoimalla uusiutuvan energian korkeita kustannuksia fossiiliseen energiaan verrattuna. Tämä tarkoittaa sitä, että valtio takaa tuottajille kiinteän hinnan sähkömarkkinoiden hinnasta riippumatta. Tariffihinta on nyt 83,5 €/MWh, kun sähkön keskimääräinen markkinahinta vuonna 2010 oli 57 €/MWh. Nykyinen tariffi on voimassa 12 vuotta, ja varhainen sitoumus palkitaan hinnalla 103,5 €/MWh ensimmäisten kolmen vuoden ajan. Tariffi on sama kaikelle tuulivoimalle, eikä siinä oteta huomioon rannalla, maalla tai merellä sijaitsevien tuuliturbiinien erilaisia kustannuksia. Merelle rakennettu tuulimylly maksaa kaksi kertaa enemmän kuin maalle rakennettu mylly, koska rakennus ja ylläpito on vaikeampaa. Toisaalta maalle rakennettu turbiini toimii noin 2 500 tuntia vuodessa, kun taas merelle rakennettu turbiini voi pyöriä jopa 3 500 tuntia vuodessa. Ennen syöttötariffin asettamista työ- ja elinkeinoministeriö julkaisi raportin, jossa VTT arvioi tuulivoiman erilaiset kustannukset ja tuotot. Tariffi asetettiin keskisuureksi rannikolla, maalla ja tuntureilla sijaitsevien turbiinien kustannusten perusteella. Raportista käy ilmi, että sähkömarkkinoiden nykyinen tariffi on liian pieni, jotta uusia merellä sijaitsevia hankkeita voidaan aloittaa. Merellä tuotettua tuulisähköä käsittelevän raportin mukaan oikea tariffi olisi ollut 118,9 euroa/kWh, joskin kustannuksia on vaikeampi arvioida kuin maalla tuotetun sähkön kustannuksia (9). Merellä sijaitsevia tuulipuistoja on joka tapauksessa suunnitteilla matalasta tariffitasosta huolimatta. Yksi niistä, kuten aiemmin mainittiin, on Suomen Merituuli Oy:n (SMT) suunnitelma rakentaa kaksi merellä sijaitsevaa tuulipuistoa Suomen rannikolle. Näiden tuulipuistojen rakentamista ei ole vielä aloitettu, mutta niiden mahdollista vaikutusta Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki 37 EU-lainsäädännön vaikutus päästöjen vähentämiseen Miten EU-lainsäädäntö ohjaa kaupunkien päästövähennystoimia? Kaupungit ovat hyvin tärkeitä ilmastonmuutoksen lievennyksessä maailmanlaajuisesti. EU arvioi, että noin 80 % energian kulutuksesta ja siihen liittyvistä CO2-päästöistä syntyy EU-kaupunkien toimista. UN/FCCC:n vuonna 1997 allekirjoitettu Kioton pöytäkirja on ensimmäinen maakohtaisia kasvihuonekaasuvähennyksiä koskeva kansainvälinen sopimus. Yksi EU:n tärkeimpiä työkaluja Kioton sopimuksen noudattamiseen on EU:n päästökauppaohjelma (ETS), joka käynnistyi vuonna 2005. Se on maailman suurin päästökauppaohjelma ja se kattaa jopa 11 000 voimalaitosta ja teollisuuslaitosta Euroopassa. Sen piirissä on noin puolet kaikista EU:n CO2-päästöistä. Idea päästöjen kauppaamisesta on erittäin hyvä: se ohjaa toimenpiteet sinne, missä ne ovat halvimpia. Toisin sanoen saamme maksimoitua tietyllä rahoituksella aikaansaatavat päästövähennykset. Lisäksi CDM- ja JI-mekanismit sallivat päästövähennysten käyttämisen EU:n ulkopuolella, esimerkiksi kehitysmaissa, missä voidaan löytää hyvin kustannustehokkaita säästötoimia. Kioton sopimus EU-15, 8 %:n vähennys vuoden 1990 päästöistä jaksolle 2008-2012 kohdistettiin myöhemmin jäsenmaille niiden arvioitujen päästövähennysresursseihin suhteutettuna. Esimerkiksi Suomen osuus tavoitteesta on päästöjen vakauttaminen vuoden 1990 tasolle. Ensimmäisen (2005-07) ja toisen vaiheen (2008-12) aikana ETS:n mukaiset päästöt eli laajamittainen energian tuotanto ja teollisuus olivat yhä osa kansallista päästörajoitusta. ETS:n kolmannella periodilla 2013-2020 järjestelmä muuttuu merkittävällä tavalla. Osana kansainvälisten päästövähennysten tavoitetta EU on sitoutunut 20 prosentin kasvihuonekaasuvähennyksiin vuoteen 2020 mennessä vuoden 2005 tasolta. EU:n ETS-sektori toteuttaa kokonaisuudessaan 21 %:n päästövähennykset, ja maakohtaiset päästörajat käsittävät vain ETS:n ulkopuolisia sektoreita, eli pienimuotoisen energiantuotannon (<20 MW), liikenteen, jätehuollon, maatalouden ja metsäteollisuuden. Suomen päästöraja on -16 % vuoteen 2020 mennessä. Kuinka kaupunkien tulisi oikein toimia tämän lainsäädännön puitteissa? Laajamittainen energian tuotanto ja teollisuus kuuluvat ETS:ään ja vuodesta 2013 alkaen ne eivät sisälly kansallisiin päästörajoihin. ETS:n jäsenten tulee arvioida omat päästöjen vähennysmahdollisuutensa ja niihin liittyvät kulut. Vain kuluiltaan ETS-hintatason alla olevia toimenpiteitä tulisi käyttää. Mikäli tällaisia mahdollisuuksia ei ole, laitosten tulee ostaa lupia markkinoilta. Pääasiallinen vaikeus on tulevaisuuden ETS-hintojen arviointi. Tähän asti olemme nähneet hintojen vaihtelevan muutamasta sentistä CO2-tonnia kohti aina 38 Kestävän Kestävänkehityksen kehityksenurbaani urbaaniinfrastruktuuri infrastruktuuri||Helsinki Helsinki enimmäistasoihin 30 € / CO2-tonni vuosina 2005 ja 2008. Nykyään hinta on alle 10 € / CO2-tonni ja niin kauan kuin EU:n talousongelmat jatkuvat, hintojen ei odoteta nousevan huomattavasti. Jos ajatellaan, että kaupunki velvoittaisi omistamansa energiantuottajan tai teollisuuslaitoksen ETS-hintatason ylittäviin päästötoimiin, ETS-hinnan ylittävä rahamäärä ei toisi minkäänlaista ylimääräistä etua ympäristölle: vältettyjä päästöjä vastaavat luvat voitaisiin myydä markkinahintaan, ja kuka tahansa EU:ssa voisi siten käyttää niitä. ETS:n ulkopuoliset päästövähennykset, kuten pienlämpövoimaloiden siirtyminen fossiilisista polttoaineista uusiutuviin, toimet liikennesektorilla sekä jätehuollossa, vaikuttavat suoraan kansallisiin kasvihuonepäästövähennyksiin, ja tässä suhteessa kaupungit voivat olla tärkeitä myötävaikuttajia. Tämän lisäksi energiatehokkuuteen vaikuttavat toimet ovat usein hyvin kustannustehokkaita tapoja vähentää energian kulutusta, ja kaupungit ovat tässä tärkeässä asemassa sekä julkisten rakennusten omistajina että roolissaan suunnittelussa ja rakennussäädösten asettajina. Energiatehokkuuteen liittyvät toimet voivat tuoda tärkeitä pitkän aikavälin vähennyksiä kaupunkien energiatarpeissa ja näin myös suojata mahdollisen energian hinnannousun vaikutuksilta. Euroopan komissio käynnisti vuonna 2008 Covenant of Mayors -sopimuksen aktivoidakseen paikallisia ja alueellisia viranomaisia toimimaan uusiutuvan energian säädösten ja päästövähennysten puolesta. Tänä päivänä yli 3000 kaupunkia, mukaan lukien Euroopan ulkopuolisia kaupunkeja, ovat allekirjoittaneet sopimuksen. Suomessa allekirjoittaneita ovat Helsinki, Espoo, Vantaa, Oulu, Tampere ja Turku. Kestävän energiankäytön suunnitelmat kohdistuvat lähinnä EU ETS:n ulkopuolisille sektoreille, kuten pienimuotoiseen sähkönja lämmöntuotantoon, rakennusten energiatehokkuustoimiin, jätehuoltoon ja paikalliseen liikenteeseen. Lisää energiatehokkuuteen liittyviä toimenpiteitä tavoitellaan komission kesän 2011 ehdotuksella EU:n energiatehokkuusdirektiivistä. Tämä asettaisi uusia vaatimuksia etenkin julkiselle sektorille rakennusten energiatehokkuuteen liittyvillä uudistuksilla sekä energiatehokkaiden laitteiden ja palveluiden hankinnoilla. Se kannustaisi jäsenmaita samalla kohti tehokkaan yhteistuotannon lisääntynyttä käyttöä. Tämä on osa-alue, jolla Suomi on menestynyt 1900-luvun alusta alkaen. Sanna Syri, Professori, Energiatalous, Aalto-yliopiston insinööritieteiden korkeakoulu Suomen sähkövaroihin voidaan tutkia. Tuulipuistot vaikuttaisivat sekä Helenin että Suomen osuuteen uusiutuvasta energiasta ja myös kansallisiin sähkönlähteisiin. Lyhyellä aikavälillä ja nyt käynnissä oleviin hankkeisiin perustuen näiden kahden tuulipuiston kapasiteetti olisi noin 500 MW vuoteen 2016 mennessä. Tämä tarkoittaisi 140 kooltaan 3,6 MW:n suuruisen turbiinin rakentamista. 3,6 MW kuvaa nykyisten turbiinien tasoa, mutta suunnitelmien lykkääntyessä hankkeissa voidaan kokeilla jopa suurempia turbiineja. Motivan tekemien laskelmien mukaan näiden kahden tuulipuiston tuottama energiamäärä olisi noin 1,4 TWh (10). Tämä vastaa noin 1,6 % osuutta kansallisesti kulutetusta energiasta. Verrattuna tuulivoiman nykyiseen 0,4 % osuuteen kansallisista sähkölähteistä tämä olisi selvä muutos. Pitkällä tähtäimellä molempien tuulipuistojen teho voisi saavuttaa jopa 1 000 MW:n tason. Tämä tavoite mainitaan Helenin ilmasto-ohjelmassa hiilineutraalia tulevaisuutta kohti. Suomen kokonaissähkönkulutuksen odotetaan olevan noin 100 TWh (11) vuoteen 2030 mennessä. Tähän suhteutettuna kahden suunnitteilla olevan tuulifarmin 2 000 MW:n kapasiteetti vastaisi 5 % kaikesta kansallisesti kulutetusta sähköstä. Sähkön arvioitu vuosittainen tuotanto on 5,6 TWh. Tuulisähkön nykyiseen osuuteen verrattuna kasvu olisi merkittävää. Tuulivoiman lisääntynyt käyttö lisäisi uusiutuvan energian kansallista osuutta nykyisistä 31 prosentista 36 prosenttiin ja hiilivapaan energian käytön nykyisistä 60 prosentista 65 prosenttiin. Viitteenä suunniteltujen hankkeiden tuulivoimakapasiteetin kansallinen taso on jopa 6 000 MW (perustuen Suomen tuulivoimayhdistyksen keräämiin tilastoihin) (12). Tämä arvio sisältää ainoastaan lyhyen aikavälin suunnitelman Helenin ja Suomen Merituuli Oy:n tuulipuistohankkeista. Tuulivoiman suurin haitta on sen katkonainen saatavuus. Tästä syystä tuulivoiman ja sähkön muiden epävakaiden lähteiden käyttö tulee pitää hyväksyttävällä tasolla sähkön kokonaislähteissä. Tässä skenaariossa käytettyä 5 % osuutta pidetään kohtuullisena. Suomen kaukolämpö- ja sähköteollisuutta edustavan Suomen energiateollisuuden, teollisuuspolitiikan ja työmarkkinapolitiikan järjestön mukaan tuulivoima voisi vastata 10-15 % osuutta Suomen sähköntuotannosta vuoteen 2050 mennessä. Tästä näkökulmasta katsottuna älykäs verkko voisi helpottaa merkittävästi vaihtelevien energialähteiden, kuten tuulivoiman, liittämistä verkkoon. Tuulivoiman rakentamista ei suunnitella korvaamaan nykyistä ener- gian tuotantotapaa, vaan täydentämään sitä uusiutuvassa muodossa. Rakentamalla tuulipuistoja Helen kasvattaa osuuttaan uusiutuvan energian tuotannosta huomattavasti. Kaupunkina Helsingin osuus uusiutuvasta energiasta on sama kuin kansallisen sähköntuotannon osuus. Jo käytössä olevia CHP-voimaloita tarvitaan tuottamaan lämmitysenergiaa kotitalouksille. Tästä huolimatta uusiutuvista lähteistä tuotetun lämpöenergian lisäämismahdollisuuksia voidaan tutkia. Ensimmäinen askel olisi jo käytössä olevan, lämpöä pumpuilla jätevedestä tuottavan Katri Vala -lämpövoimalan kehittäminen. Tapa on hyvin tehokas: yhtä sähköyksikköä käyttämällä voidaan tuottaa jopa kolme lämpöyksikköä. Tämä voimalaitos tuottaa myös kaukojäähdytystä merivedestä hyvin tehokkaasti. Jäähdytyksen yleistyessä Suomessa nopeasti kaukojäähdytys on ympäristöystävällinen tapa kattaa kasvava kulutus. Tällä hetkellä kaukojäähdytysverkko kattaa 40 km (verrattuna 1 230 km kattavaa lämmitysverkkoon), ja sen kapasiteetti on 60 MW. Tästä huolimatta verkko on kasvanut huomattavalla 10 % vuosivauhdilla siitä lähtien, kun toiminta alkoi vuonna 1998. Toinen mahdollisuus lisätä uusiutuvista lähteistä tuotetun lämmityksen osuutta ovat Helsinkiin parhaillaan suunnitteilla olevat rakennusalueet. Nämä alueet voisivat tuottaa oman lämmityksensä. Sekä auringosta saatavaa että geotermistä lämpöä voidaan käyttää, sillä tekniikat ovat jo saatavilla. Toinen keino on tukeutua keskitettyyn geotermiseen lämmitykseen, jota voitaisiin tuottaa uusissa voimalaitoksissa ja syöttää sitten valmiiseen kaukolämpöverkkoon käyttäen näin koko kaupungin kattavaa tehokasta verkkoa. Pääasiallinen haaste olisivat rakennuskustannukset, sillä investoinnit tällaiseen tekniikkaan maksavat itsensä takaisin vasta vuosikymmenien kuluessa. Nämä uudet rakennusalueet ovat joka tapauksessa avainasemassa pyrittäessä kohti energiatehokkaampaa yhteiskuntaa. Viime kädessä Helsingin ratkaisu saattaa olla kaikkien näiden skenaarioiden yhdistelmä. Kuten edellä mainittiin, Helsingin Energia on suunnitellut sekä aloittavansa biomassan käytön molemmissa hiilipolttoisissa voimaloissa että myös sulkevansa niistä toisen, mikäli uusi, tutkittu useampaa polttoainetta käyttävä CHP-yksikkö on valmis käyttöön (suunniteltu noin 2020-luvun puoliväliin). Jos tuulivoimaa otetaan käyttöön esimerkiksi 600 GWh vuoteen 2020 mennessä, Helenin uusiutuvan energian osuus saavuttaisi 21 % verrattuna nykyiseen 7 % osuuteen, ja silloin Helsingin asettama 20 % tavoite saavutettaisiin. Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki 39 Esimerkkejä muista kaupungeista Chicago Aurinko- ja tuulienergiaa kotitalouksien tarpeisiin H uoli kasvihuonepäästöistä ja ilmastonmuutoksesta on kasvanut viime aikoina, kun kaupungin nykyinen energiainfrastruktuuri perustuu fossiilisia polttoaineita käyttäviin voimaloihin. Tämä menetelmä on ollut helposti hallittava, edullinen ja saatavilla riittävissä määrin jo vuosisatojen ajan. Energianlähteiden käyttö on kuitenkin muuttumassa sekä tuotannon että jakelun osalta, sillä fossiiliset polttoaineet aiheuttavat runsaasti ilmansaasteita, kuormittavat luontoa ja vähentävät biodiversiteettiä. Kahden ja puolen miljoonan asukkaan Chicago johtaa kokonaisvaltaista Chicago Climate Action Plan -toimintasuunnitelmaa, jonka tavoitteena on vähentää hiilidioksidipäästöjä 15,1 miljoonaa ekvivalenttista hiilidioksiditonnia vuoteen 2020 mennessä, mikä merkitsee 25 prosentin vähennystä vuoden 1990 päästöihin nähden. Hiilidioksidiyksikkö (CO2 -ekvivalentti) kuvaa kasvihuonekaasumäärää, jota vastaavalla hiilidioksidimäärällä olisi sama vaikutus ilmaston lämpenemiseen. Ohjelma koostuu viidestä strategiasta, jotka ovat rakennusten energiatehokkuus, puhdas ja uusiutuva energia, parannetut liikennevaihtoehdot, jätemäärien ja teollisuussaasteiden vähentäminen sekä uusiin olosuhteisiin mukautuminen. Kaikille strategioille on määritetty selkeät tavoitteet. Chicagon kaupungin on tarkoitus vähentää energian kulutustaan 30 % vuoteen 2020 mennessä uudistamalla 50 % rakennuksista, rakentamalla 500 viherkattoa ja istuttamalla yli 83 000 puuta vuosittain. Nämä parannukset tulevat tarpeeseen, sillä 70 % Chicagon kasvihuonepäästöistä johtuu rakennuksista. Chicagon kaupungin vuonna 2010 julkaisemasta seuranta- 40 Kestävän Kestävänkehityksen kehityksenurbaani urbaaniinfrastruktuuri infrastruktuuri||Helsinki Helsinki raportista käy ilmi, että kahden vuoden aikana (2008 ja 2009) uudistettiin 13 314 asuntoa ja 393 liike- ja teollisuusrakennusta, mikä on 12-kertainen määrä vuoteen 2007 verrattuna. Suunnitteilla on suurempiakin hankkeita, kuten kahden kaupungin rajojen sisällä olevan hiilivoimalaitoksen kehittäminen ja uudistaminen. Energiastrategian toinen osa koskee uusiutuvan energian varoja: 20 % energian tuotannosta ja 5 % asuntokannasta siirtyy uusiutuvan energian piiriin vuoteen 2020 mennessä. Käytettäviksi uusiutuvan energian lähteiksi suunnitellaan talojen katoille tai puutarhoihin asennettavia aurinkopaneeleita, aurinkoenergialla lämmitettävää käyttövettä sekä tuulienergiaa. Illinoisin osavaltiossa on jo kuusi tuulipuistoa, ja uusien rakentamista suunnitellaan lähitulevaisuudessa. Mainittujen uudistusten avulla Chicago voisi sulkea hiilivoimalansa ja vähentää hiilidioksidipäästöjään yhteensä jopa kolme miljoonaa tonnia. Mainitut ratkaisut, etenkin aurinkopaneelit ja aurinkovoimalla tapahtuva lämmitys, ovat osa uutta jaetun energian malliksi kutsuttua suuntausta, jota kaupunki haluaisi suosia. Malliin kuuluu sekä lämpö- että sähkövoimaa tuottavien pienten paikallisten voimalaitosten kehittäminen sekä aurinko- ja tuulienergian tuotanto kotitalouden omiin energiatarpeisiin. Kaupunki ja energiantuottaja tarjoavat kannustimia ja apurahoja auttaakseen chicagolaisia pääsemään alkuun uusien energiamallien käytössä. Vuoden jälkeen kaupunki on tehnyt ensimmäisen arvionsa ilmastosuunnitelmastaan ja todennut, että hiilidioksidipäästöjen vähennystavoitteesta on saavutettu 8 %. Hiili Biomassa Torrefiointi Murskaus Kaasutus CO-muunto Kaasun puhdistus Metanointi SNG ASU Kaasutusprosessi Tärkein este on hinta, jonka Helen arvioi olevan kokonaisuudessaan lähes 1 100 miljoonaa euroa edellisten ratkaisujen käyttöönottoon, mikä nostaisi kaukolämmön hintaa 27 %. Vuoteen 2030 mennessä, kun tarvitaan lisäinvestointeja sekä uuteen voimalaan että esimerkiksi CCSteknologiaan, sähkön hinta voi nousta jopa 50 % nykyisestä tasosta. Tästä huolimatta huomattavat muutokset näyttävät väistämättömiltä lähitulevaisuudessa. Joitakin kriteerejä tulee todella ottaa huomioon, kuten EU:n CO2-päästökauppahanke: tässä tapauksessa CO2korvaushintojen tuleva kehitys määrittää pääasiallisten energiahintojen lisäksi, milloin nämä skenaariot energian tuottamiseksi ovat taloudellisesti realistisia ja milloin investointeja tulee tehdä. Helsinki on myös allekirjoittanut Covenant of Mayors -sopimuksen, joka kannustaa eurooppalaisia kaupunkeja kiinnittämään enemmän huomiota ympäristöasioihin. EU:n päästökauppahankkeen ulkopuoliset toiminnot vaativat kaupunkikohtaisia toimenpiteitä, jotka koskevat muun muassa julkista liikennettä, pienimuotoista lämmitystä ja jätehuoltoa. Ilmaston lämpeneminen on yhteinen haaste, joka koskee koko maailmaa, ja kaikkien odotetaan osallistuvan taisteluun sitä vastaan. Toteutusmallit Päästökontrolli Salmisaaren ja Hanasaaren voimaloiden puolikuivan savukaasun rikinpuhdistuskoneiston (FGDs) päivitys tai korvaus. IE-direktiivin (Industrial Emissions Directive) tai parhaan saatavissa olevan teknologian (BAT) tavoitteiden saavuttamiseksi SO2-päästöjä on vähennettävä molemmissa voimaloissa vuoden 2016 alkuun mennessä. Kun otetaan huomioon suunnitelmat Hanasaaren voimalan sulkemisesta hieman vuoden 2016 jälkeen, voimaloille voidaan harkita yhteistä suunnitelmaa: lisäämällä absorboitua molaarisuhdetta Hanasaaren puolikuivassa FGD-voimalassa SO2-päästöt vähenisivät huomattavasti. Tämän tuloksena absorbentin käytön tehokkuus huononisi, ja suuria määriä käyttämätöntä absorbenttia menisi hukkaan FGD-prosessin jäämissä. Kuljettamalla nämä FGD-jäämät Salmisaareen ja käyttämällä niitä absorbenttina uudessa kosteassa FGD-laitoksessa nämä Hanasaaren häviöt voitaisiin käyttää hyvin tehokaasti. Tällöin absorbentin käytön yhdistetty tehokkuus olisi jälleen melko hyvä. Kaikkien asiaankuuluvien reunaehtojen tarkka ja kokonaisvaltainen arviointi on tarpeellista, jotta suunnitelman toteutuskelpoisuus voidaan arvioida. Tällä lähestymistavalla Hanasaaren FGD-laitoksen investointikulut vähennettäisiin minimiin, mutta toimintakustannukset (absorbentti ja kuljetus) nousisivat. Biomassan kaasutus Maakaasu on yksi Helsingin tärkeimmistä energianlähteistä. Kaupungin pääasiallinen kaasupolttoinen voimala sijaitsee Vuosaaressa. Maakaasun käytöllä polttoaineena sähkön- ja energian tuotantoon on monia etuja muihin fossiilisiin polttoaineisiin verrattuna. Se kuljetetaan Vuosaareen putkistoa pitkin häiritsemättä tie- tai vesiliikennettä, se on ympäristölle ja ilmastolle harmittomampaa ja se palaa tehokkaammin kuin esimerkiksi hiili. Vaikka Suomea ei ole siunattu maakaasuvaroilla, sen suuret metsät tarjoavat toisen luonnollisen ja uusiutuvan varan, jota voidaan käyttää tuottamaan sähköä ja lämpöä aivan samalla tavalla kuin maakaasua. Tämän saavuttamiseksi Helsingin ympäristön metsien puu täytyy kerätä ja muuttaa synteettiseksi maakaasuksi. Tätä synteettistä maakaasua voidaan sitten käyttää jo toimivissa voimaloissa, kuten Vuosaaren kaasupolttoisessa voimalassa. Jotta ylimääräistä tieliikennettä voimalaan voitaisiin välttää, voimalan viereisen maa-alan koon huomioon ottaen järkevintä olisi tuottaa synteettinen maakaasu lähellä hakkuuseen käytettäviä metsiä. Tähän tarkoitukseen tarvitaan kuivausyksikkö ja kaasutin muuttamaan biomassa synteettiseksi maakaasuksi. Maakaasu syötetään sitten olemassa olevaan putkistoon, joka kuljettaa kaasun Vuosaaren voimalaan. Siellä sitä voidaan käyttää kuin fossiilista maakaasua sähkön ja kaukolämmön tuotannossa. Helsingin Energia on julkaissut syksyllä 2011 aloitteen. Siinä halutaan arvioida, voidaanko Joutsenoon rakentaa biojalostamo biokaasun tuotantoa varten. Kuten yllä olevassa kaaviossa näkyy, termokemiallinen prosessi, jossa hake muutetaan synteettiseksi maakaasuksi, voidaan jakaa kuuteen osaan: • Kuivaus ja torrefiointiyksikkö • Murskausyksikkö • Kaasutusyksikkö • CO-muunnos • Kaasunpuhdistusyksikkö • Metanointiyksikkö Yhdistetty kuivaus- ja torrefiointiyksikkö pyrkii esikäsittelemään puun sitä seuraavia murskausta ja kaasutuksen ydinprosessia varten. Tässä torrefiontiprosessissa voidaan käyttää erityistä MHF (Multiple Hearth Furnace) -prosessia, joka on tällä hetkellä paras prosessi tällaisessa puun käsittelyssä. Hake kuivataan MHF-uunissa kuljettamalla sitä useamman arinan kautta. Tämän suhteellisen hitaan kuljetusprosessin aikana massa kulkee lämmitetyn suojakaasuvirran lävitse. Tämä kaasu on rikastettu vastavirtaan tulistetulla höyryllä, joka yhdessä suojakaasun kanssa takaa hakkeen sujuvan ja säästeliään kuivauksen aina 50 kosteusprosentista 3 prosenttiin. Kuivausvyöhykkeen jälkeen hake siirtyy torrefiointivyöhykkeelle kuivausvyöhykkeestä alaspäin. Hakkeen siirto muistuttaa siirtoa Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki 41 kuivausvyöhykkeessä, mutta hakemassaa kuljettava kaasuvirta on suhteellisen kuiva, sen lämpötila on korkeampi ja se toimii vastavirtaan. Tämän prosessin tuloksena hake menettävät torrefioinnissa noin 30 % massasta, mutta vain noin 10 % energiasta. Hakkeen hukkaenergia siirtyy kaasuvaiheeseen, jossa sitä käytetään koko prosessin lämmitykseen. Torrefiontiprosessin läpäistyään hake valmistellaan murskausyksikköä varten. Torrefiointiprosessi tuhoaa hakkeen hemiselluloosarakenteet ja hakkeen spesifinen energiasisältö lisääntyy niiden hiiltyessä. Nämä edellytykset ovat tarpeellisia, jotta jauhettavuus on korkeampi ja hiukkasrakenne parempi seuraavaa kaasuyksikössä tapahtuvaa kuivasyöttömenetelmää varten. Hiukkaskoon tarpeellinen rakenne ja sen jakauma täytyy määritellä erityisen fluidaatio- ja kuljetustestien jälkeen. Niillä taataan turvallinen ja vakaa kuljetus tiheän virtasyöttöjärjestelmän kautta kaasutusreaktorin polttimeen. Kaasuttamista, joka on ydinprosessi biomassan muuttamisessa synteettiseksi maakaasuksi, voidaan kuvailla osittaisena hapettumisena. Siemens Fuel Gasification -prosessi biomassalle ja muille kiinteille lähtöaineille perustuu kuivaan, tiheään virtasyöttöjärjestelmään, joka takaa kiinteän pölyn tehokkaan kuljetuksen itse kaasuttajan reaktiokammioon. Lähtöaineen tuhkan määrästä riippuen kaasuttaja varustetaan jäähdytysseulalla (tuhkasisältö >2 % painosta) tai tulenkestävällä osalla. Jäähdytysseulan käyttö varmistaa kaasuttajan monipuolisuuden, kun taas tulenkestävästi vuorattua mallia tulee käyttää alhaisille tuhkapitoisuuksille. Lähtöaineeseen sekoitetaan happea kaasutuskammioon tulon jälkeen sen päällä olevan polttimen kautta, ja aine kaasutetaan pelkistävissä olosuhteissa. Tämän prosessin aikana lähtöaineen kaikki orgaaniset osat muutetaan lähinnä hiilimonoksidiksi CO ja vedyksi H2 ja osa hiilidioksidiksi CO2. Kaikki epäorgaaniset ainesosat (tuhka) su- lavat ja muodostavat kuonaa. Reaktiokammion jälkeen tuotettu kaasu sekä nestemäinen kuona siirtyvät jäähdytyskammioon, jossa ne viilennetään vesisuihkulla. Raakakaasu kyllästyy täysin vesihöyryllä ja siirtyy pois kaasuttajasta mekaanista puhdistusta varten, kun taas nestekuona kiinteytyy ja poistetaan myöhempää käyttöä tai hävitystä varten. Kaasuttajasta tuleva raakakaasu siirtyy CO-muunnosprosessiin saavuttaakseen metanointiin tarvittavan 3:1 suhteen yhdisteiden H2 ja CO välillä. Tämä prosessi toimii katalyytin avulla ja tuottaa vetyä sekä pelkistää hiilimonoksidia useiden kemiallisten reaktioiden kautta. CO-muunnosprosessin jälkeen raakakaasusta täytyy poistaa enimmät epäpuhtaudet. Tärkeintä on poistaa tuleville reaktioille haitallinen osa hiilidioksidia. Erilaisten puhdistusvaiheiden valinta riippuu seuraavien reaktioiden vaatimuksista ja etenkin käytettävän katalyytin herkkyydestä. Nykyisin suosituin puhdistusmetodi on Rectisol-prosessi joka turvaa epäpuhtauksien ja hiilidioksidin vaaditun poiston turvallisesti ja joustavasti. Puhdistuksen jälkeen raakakaasun ominaisuuksia muokataan synteesikaasun kaltaisiksi ja sitä voidaan käyttää synteettisiin reaktioihin kuten synteettinen maakaasu (SNG). Synteesikaasun muuttaminen SNG:ksi tapahtuu katalyyttisessä reaktiossa. Tässä reaktiossa CO ja H2 reagoivat muodostaen metaania CH4 ja vettä. Itse prosessi on hyvin tunnettu ja koeteltu, mutta sitä on aikaisemmin harvoin käytetty, sillä maakaasua on ollut hyvin saatavilla ja se on edullista. Nykyisin SNG-synteesi on kiinnostavampi ja tärkeämpi, ei ainoastaan biomassan vaan myös kivihiilen muuntamisen takia, esimerkiksi Kiinassa. Synteettisen maakaasun valmistus biomassan kaasutuksella perustuu tarkoitukseen vähentää tai korvata fossiilisen maakaasun käyttöön Haastattelu Helsingin Energia on yksi Suomen suurimmista energiayhtiöistä, jolla on noin 400 000 asiakasta. Yhtiön tavoitteena on tuottaa 20 % energiasta uusiutuvilla energianlähteillä vuonna 2020. Hiilineutraali yhtiön on tarkoitus olla vuonna 2050. Vuosi 2020 on jo hyvin lähellä, joten kyse on enemmän toteuttamisesta ja aikatauluista kuin uusista ratkaisuista. Sen sijaan vuoteen 2050 tultaessa on jo lupa odottaa uusien teknologioiden läpimurtoa. Uusiutuvan energian hyödyntäminen on yksi tulevaisuuden isoja kysymyksiä. Suomessa on maailman tehokkaimpiin kuuluva sähkön ja lämmön yhteistuotanto. Helsingin lämmöntarpeesta kaukolämpö kattaa yli 90 %. Sähkön ja lämmön yhteistuotannossa polttoaineiden energiasisältöä voidaan käyttää tehokkaasti hyödyksi, mikä lisää tehokkuutta ja pienentää päästöjä. Meidän on pohdittava sitä, mitä uudet ratkaisut tarkoittavat tehokkaalle yhteistuotantojärjestelmälle. Uusiutuvan energian ja fossiilisten polttoaineiden rinnakkaispoltto voimalaitoksissa on kiinnostava vaihtoehto. Monipolttoainelaitoksissa perinteisten fossiilisten polttoaineiden lisäksi voidaan käyttää myös biomassaa. Torrefioitu biomassa ja synteettinen biokaasu (SNG) ovat esimerkkejä uusista ratkaisuista, joita tällä hetkellä pohditaan. 42 Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki Aurinkoenergia on varmasti yksi tulevaisuudessa varteenotettava vaihtoehto. Kustannusten vuoksi se ei vielä ole todellinen vaihtoehto, mutta se tulee vahvasti sähköntuotantoon ja ehkä myös lämmöntuotantoon, johon liittyviä demonstraatioita Helsingin Energia tulee toteuttamaan Östersundomin uudella asuinalueella. Hyvän toimitusvarmuuden säilyttäminen, uusien teknologia- ja palveluratkaisuiden mahdollisuudet tulevaisuudessa sekä toimintaympäristön ennakoitavuus ovat ne reunaehdot, joiden sisällä energiayhtiö on valmis kokeilemaan uusia ratkaisuja. Tällä hetkellä eniten epävarmuutta koko toimialalla aiheuttaa poliittinen päätöksenteko, mihin joudumme näillä näkymin myös jatkossa sopeutumaan. Tästä huolimatta energiayhtiöt ovat aktiivisesti kehittäneet ja kokeilleet uusia ratkaisuja. Esimerkiksi sähköisen liikenteen kokeiluissa energia-ala on tähän asti ollut veturina. Markus Lehtonen, kehitysjohtaja Helsingin Energia energian tuotantoon kaasuvoimaloissa. Tuoreen puun prosessointi tapahtuu kaupunkialueen ulkopuolella sijaitsevassa laitoksessa, jolloin tilan tarve tai ympäristöasiat eivät vaikuta hyväksyntään väestön keskuudessa. Parhaassa tapauksessa laitos sijaitsisi lähellä puuvarantoja sekä tarpeeksi hyvällä yhteydellä maakaasuverkkoon. Tämän konseptin etu on mahdollisuus käyttää olemassa olevaa voimalaitosta, johon ei tarvita muutoksia tai sopeuttamistoimia. SNG-voimala toimii ympä- ristöystävällisesti ja vähäisillä päästöillä, jotka täyttävät lainsäädännön edellytykset vaikeuksitta. Tällaisen edistyneen teknologian käyttö voi avata mahdollisuuksia myös muille sovelluksille, esimerkiksi kemian teollisuudessa. Useita polttoaineita käyttävän voimalaitoksen sekä biomassan energianlähteenä käytön vaikutukset Helsingissä näkyvät edellä skenaariossa 3. Tulevaisuudennäkymiä Helsingin energiantuotannon tulevaisuus on laajasti yhteydessä suomalaisen ja eurooppalaisen verkon tulevaisuuteen. Mikäli paikalliset ratkaisut, kuten biomassan käyttö kaasun tai hiilen sijaan Helsingin voimaloissa – torrefioinnin ja kaasutusprosessin avulla - ovat tärkeässä asemassa tulevissa energianlähteissä, vuoden 2030 näkymä voi sisältää myös energiantuotannon runsasta hajauttamista Suomen ulkopuolelle. Desertec-projektilla voi olla tärkeä vaikutus Suomen energian tuotantoon tulevaisuudessa. Desertec-konsepti pyrkii edistämään sähköntuotantoa Pohjois-Afrikassa, Lähi-Idässä ja Euroopassa käyttämällä aurinkolämpövoimaloita aavikoilla ja tuulipuistoja Afrikan ja Euroopan rannikoilla. Tuotettu sähkö siirrettäisiin kulutuskeskuksiin. Konseptia johtaa eurooppalaisten yritysten ja Desertec Foundationin yhteishanke nimeltään Dii (perustettu Münchenissä vuonna 2009). Se sai alkunsa Rooman klubin (globaali ajatushautomo, joka laati raportin “The Limits to Growth”. Siinä mallinnetaan maailman nopeasti kasvavan väestön tuomia seurauksia ja rajallisia resursseja) ja saksalaisen Trans-Mediterranean Renewable Energy Cooperation -yhdistyksen (TREC) suojissa. Tässä megaprojektissa valjastetaan auringon säteily peilien avulla höyryn ja sähkön tuotantoon turbiineilla Saharan alueella seuraavina vuosikymmeninä. Tuotettu hiilivapaa sähkö siirrettäisiin Euroopan ja Afrikan maihin suurjännitteisellä superverkolla. Käynnissä oleva Estlink II -projekti, joka lisää energiansiirtokapasiteettia Viron ja Suomen välillä, on yksi EUtuetuista kansallista infrastruktuuria kehittävistä projekteista. Projektin ensimmäinen osa aloitetaan vuonna 2012 rakentamalla noin 600 miljoonan euron keskitettävä aurinkovoimalaitos. Tämä ensimmäinen laitos, jonka oletetaan tuottavan noin 500 MW vuoteen 2015 mennessä, rakennetaan Marokon Ouarzazateen, Rabatin eteläpuolelle. Kokonaisuudessaan 400 megawattia projektista on keskittävää aurinkovoimaa, loput 100 on varattu aurinkopaneeleille. Desertec-projekti voisi tuottaa noin 15-20 % Euroopan energiantarpeesta vuoteen 2050 mennessä, jolloin aurinkovoimaloihin ja siirtolinjoihin kuluvat investoinnin olisivat noin 400 miljardia euroa, investoituna sekä julkisena rahoituksena että yksityisinä sijoituksina. Toteutumisen sekä Desertec-superverkon kehityksen tarkkojen suunnitelmien tulisi valmistua vuonna 2012. Tällä projektilla voisi olla valtavasti potentiaalia: laskelmien mukaan maailman aavikoille säteilee kuudessa tunnissa enemmän energiaa kuin mitä koko maailma kuluttaa vuodessa. Tällainen läpimurto Euroopan energiakentällä parantaisi Helenin mahdollisuuksia saavuttaa tavoite hiilineutraaliudesta vuoteen 2050 mennessä. Eurooppalaisen superverkon tullessa käyttöön ja Suomen verkon ollessa osa verkkoa, jonka energiasta 15 % tulee Deserteciltä, hiilivapaan energian kansallinen osuus voisi nousta suunnitellusta 60:stä jopa 75 prosenttiin. Helenin tuulipuistoprojektien ja aurinkoenergiateknologian kehittymisen myötä Helsingin sähkön CO2-intensiteetti voi laskea jopa nollaan ja kaupunki saavuttaisi tavoitteensa hiilineutraliudesta. Tästä huolimatta Desertec-projektiin liittyy useita haasteita. Yksi suurimmista ongelmista on aurinkovoimaloiden vedentarve. Vettä tarvitaan puhdistamaan pöly paneeleista ja turbiinien jäähdyttämiseen. Tämä voi olla haitallista paikallisille resursseille ja väestölle. Ratkaisua odotetaan aurinkolämpövoimaloiden tuottamasta makeasta vedestä tai vaihtoehtoisista teknologioista kuten kuivapesusta tai kuivajäähdytyksestä. Energian siirto pitkillä matkoilla saattaa olla toinen ongelma, vaikka sähköhävikit olisivat korkeajännitteisiä tasavirtalinjoja käyttämällä vain 3 % / 1 000 km (25 % / 10 000 km). Eräs ratkaisu hävikkien rajoittamiseksi olisi kytkeä naapurivaltioiden sähköverkot yhteen, jolloin syöttölinjat kulkisivat Pohjois-Afrikasta ja Lähi-Idästä Euroopan pohjoisosiin. Poliittisen tasapainon ja maiden välisten suhteiden tulee myös olla kunnossa, jotta projektia voidaan jatkaa pitkällä aikavälillä. Kustannusten osalta investointien tuotto ja yksityiskohtaiset suunnitelmat julkaistaan vuonna 2012, ja ne auttavat todennäköisesti paremmin hahmottamaan tämän vaikuttavan hankkeen taloudellista tehokkuutta. Uusiutuvien energialähteiden mahdollinen infrastruktuuri Lähi-Idästä ja Pohjois-Afrikasta Eurooppaan Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki 43 Jakelu Pohjoismaissa ja Helsingissä 46 Tärkeimmät mahdollisuudet ja skenaariot 48 44 Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki Esimerkkejä muista kaupungeista 50 Toteutusmallit 51 Tulevaisuudennäkymiä 56 Energian jakelu Älykkäät sähköverkot voivat vähentää hiilidioksidipäästöjä EU:ssa 9 %. Kotitalouksien vuosittainen energian kulutus vähenisi 10 %. Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki 45 Energian jakelu Jakelu Pohjoismaissa ja Helsingissä Sähkönjakelu Pohjoismaissa Sähkönjakelu turvataan sähköverkoilla: laajalla, yhdistetyllä verkolla joka toimittaa sähköä tuottajilta kuluttajille. Verkko koostuu kolmesta pääkomponentista: sähköä tuottavat voimalat, sähkön siirtolinjat voimaloista kulutuskeskuksiin ja lopuksi muuntajat jotka alentavat jännitteen lopullista jakelua varten. Verkot on jaettu kolmeen päätasoon: pääverkko, siirtoverkko ja jakeluverkko. Ensimmäinen täysin integroitu pohjoismainen sähkömarkkina-alue, jossa Suomi on mukana Ruotsin, Norjan ja Tanskan kanssa, oli Nordel, kantaverkkoyhtiöiden yhteistyöjärjestö. Vuonna 2009 Nordelin toiminta lopetettiin ja kaikki sen osat siirrettiin ENTSO-E (the European Network of Transmission System Operators for Electricity) -yhteistyöjärjestölle, joka koostuu 42 eurooppalaisesta kantaverkkoyhtiöstä (TSO) 34 maasta, mukaan lukien Suomen kantaverkkoyhtiö Fingrid. Itämeren alueen tehokkaan verkkoyhteyden todettiin olevan yksi kuudesta ensisijaisesta energiainfrastruktuuriprojektista Second Stra- tegic Energy Review -katsauksessa, jonka komissio laati marraskuussa 2008. BEMIP-aloitteen kaksi päätavoitetta ovat: Kolmen Baltian maan täysi integrointi eurooppalaiseen energiamarkkina-alueeseen ja yhteyksien vahvistaminen niiden EU-naapurimaiden kanssa vuoteen 2015 mennessä. Osana tätä ohjelmaa nyt käynnissä oleva Estlink II -hanke parantaa yhteyksiä Suomen ja Viron kansallisten verkkojen välillä. Toinen projektien sarja vahvistaa yhteyksiä Pohjoismaiden välillä, sisältäen Fenno-Skan II -projektin Suomen ja Ruotsin välillä. Fenno-Skan on korkeajännitteinen tasavirtayhteys Ruotsin Dannebon ja Suomen Rauman välillä (rakennettu 1989), joka oli tuolloin maailman pisin merikaapeli. Yhteyttä hoitavat sekä Fingrid ja Svenska Kraftnät, yhteistyömaiden kansalliset verkkoyhtiöt. Fenno-Skan II on uusi merenalainen kaapeliyhteys joka on nykyisen Fenno-Skan-yhteyden laajennus. Tämä suurjännitteinen tasavirtayhteys (HVDC) 800 megawatin (MW) siirtokapasiteetilla valmistui vuonna 2011. Yhteys vastaa energiamarkkinoiden tarpeeseen, sillä merenalainen kaapeli lisää sähkönsiirron kapasiteettia Suomen ja Ruotsin välillä ja integroi pohjoismaista sähkömarkkina-aluetta yhä tiiviimmäksi. Tiiviin yhteyden tarkoituksena on myös tarjota yhdenmukaisemmat hinnat kuluttajille sekä teollisuudelle että yksityishenkilöille. Kuten alla olevista kaavioista voidaan huomata, vaikka Euroopan sähkömarkkina- Kotitalouksien sähkön hinta (ilman veroa) Euro/kWh 0,16 0,14 0,12 0,10 0,08 0,06 0,04 0,02 Verkkoyhteydet Euroopassa, nykyiset ja tulevat 46 Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki Sähkön hinnat kotitalouksille ja teollisuuskäyttäjille vuonna 2007 Ruotsi Puola Norja Liettua Latvia Saksa Suomi Viro Tanska EU 15 EU 25 0,00 alue on yhdistetty, hinnoissa voidaan nähdä suhteellisen korkeita eroja. Suomi sijaitsee suhteellisen alhaisessa hintaluokassa Pohjoismaiden ryhmässä, keskimääräisen hinnan ollessa noin 0,09 euroa/ kWh, reilusti alle EU 25 -keskiarvon joka on 0,12 euroa / kWh kotitalouksille, eron ollessa vielä suurempi teollisuuskäyttäjien osalta. Nykyisin sähköverkot kohtaavat uusia haasteita. Niiden on paitsi säädeltävä paikallista kysyntää/tuotantoa yhdessä tuonnin/viennin ja markkinahintojen kanssa myös sisällytettävä kasvava määrä pientä, keskittämätöntä sähköntuotantoa ja kyettävä älykkääseen, joustavuuteen perustuvaan energianhallintaan. Helsingin nykytilanne Sähkönjakelu Kuten edellä on esitetty, suomalainen verkko on osa pohjoismaista sähköjärjestelmää. Pohjoismainen järjestelmä on yhteydessä Manner-Euroopan järjestelmään tasavirtayhteyksillä. Samankaltainen yhteys on olemassa myös Venäjältä ja Virosta suoraan Suomeen. Fingrid on kansallinen kantaverkkoyhtiö, joka on vastuussa pääverkon toiminnan suunnittelusta ja valvonnasta sekä verkon ylläpidosta ja kehittämisestä. Alan valvontaviranomainen Suomessa on Energiamarkkinavirasto (EMV), joka valvoo jakelutoimintaa ja jakeluhinnoittelun kohtuullisuutta. Helsingin sähköverkko koostuu alueellisesta verkosta eli 110-kilovoltin (kV) siirtoverkosta, joka yhdistää voimalaitokset Helsingin sähköasemiin. Tämä alueellinen verkko on yhdistetty 400 kV kantaverkkoon, joka on maanlaajuinen korkeajännitteinen sähkönsiirtoverkko. Alueellista verkkoa jatketaan keskijänniteverkolla ja pienjänniteverkolla. keskijänniteliittymillä sähkö siirretään sähköasemilta muuntamoille, joista puolet on Helen Sähköverkon ja loput asiakasyritysten omistuksessa. Jakelumuuntamoilla korkeajännite muunnetaan pienjännitteeksi (400 volttia). Suurin osa Helsingin asukkaista saa sähkönsä kotitalouksien käyttöön Sähkön hinta teolliseen käyttöön (ilman veroa) sopivalla jännitteellä 230/400 V. Sähkö siirretään pienjänniteverkostosta rakennuksiin ja ulkovalaistukseen sähkökaappien kautta. Vaikka sähköverkot ovat yleisesti ottaen luotettavia Suomessa ja muualla Pohjois-Euroopassa, Helsingin paikallissähköverkossa voi joskus esiintyä häiriöitä. Sähkönjakelujärjestelmän viallisten osien automaattinen erottaminen voi esimerkiksi aiheuttaa häiriöitä kytkinasemien sähkön jakelussa. Yleisimmin virran katkeaminen tapahtuu kuitenkin keskijänniteverkossa, joka kulkee Helsingissä maakaapeleina. Häiriöt aiheutuvat yleisimmin kaivinkoneen osuessa maakaapeliin, joka aiheuttaa sen katkeamisen. Laitteiston rikkoutuminen on toiseksi yleisin syy virran katkeamiseen Helsingin sähköverkossa. Nykyisin hävikit Helsingin verkossa ovat noin 3 % siirretyn energian kokonaismäärästä, kun taas jakelu- ja siirtoverkon kapasiteetti on noin 5-6 TWh/v, ja kapasiteetin vuotuinen kasvu on ollut viime vuosina 0-2 %. Verkkojen yhdistäminen ja Suomen sähkömarkkinoiden avautuminen kilpailulle (vuoden 1995 sähkömarkkinalain jälkeen) on antanut vuoden 1998 lopusta alkaen kaikille sähkönkäyttäjille, kotitaloudet mukaan lukien, mahdollisuuden valita energiantuottajansa. Sähkönjakelu on kuitenkin paikallista ja luvanvaraista. Noin sata alueellista jakelijaa on sitoutunut sähkönsiirtoon jakeluverkostoissa ja niiden velvollisuus on myös varmistaa sähkön saatavuus sekä ylläpitää ja kehittää verkostoa. Sähkönjakelua valvoo ja lisensoi Suomen Energiamarkkinavirasto. Lämmönjakelu Kaukolämpöverkkoa on käytetty lämmönjakeluun Helsingissä 1950-luvulta lähtien. Verkkoa on laajennettu kaupungin kasvaessa ja nykyään sen kokonaispituus on noin 1230 kilometriä. Uutta kaukolämpöverkkoa rakennetaan vuosittain noin 27 kilometriä. Verkon ansiosta noin 85 % Helsingin liike- ja asuinrakennusten lämmitystarpeista tuotetaan kaukolämmöllä. Helsingin kaukolämpö tuotetaan pääosin kaasu- ja hiilivoimalaitoksissa ja Helenin toimittaa sen lähes 13 000 asiakaskiinteistöön. Vuon- Helsingin jakeluverkko Euro/kWh 0,10 Kantaverkko 400 kV 0,09 Siirtoverkko/ alueellinen verkko 110 kV = korkeajännite Voimalaitos 0,08 0,07 Sähköasema 0,06 0,05 0,04 Keskijänniteverkko 10/20 kV Jakelumuuntamo 0,03 0,02 0,01 Sähkökaapit Pienijänniteverkko 0-4 kV Ruotsi Puola Norja Liettua Latvia Saksa Suomi Viro Tanska EU 15 EU 25 0,00 Helsingin sähkönjakeluverkonn rakenne Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki 47 48 Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki MW 300 280 MW 230 MW 200 170 MW 90 MW 100 39 MW Jäähdytyksen tuotanto Helsingissä nykyhetkestä ekstrapoloituna Merivesi (6 kuukautta vuodessa) Lämpöpumppu Absorptio (muuten lämpö menee hukkaan) Jäähdytyksen energianlähteet 2030 2027 2024 2021 2018 2015 2012 0 2009 16 MW 2006 Ottaen huomioon verkon yhä yhtenäisemmän kehityksen Suomen ja Euroopan välillä väestönkasvun ja uusien asuinalueiden rakentamisen kanssa, Helsingin sähköverkon tarvitsee seurata nykyistä kehityssuuntaa kehittämällä ja parantamalla kapasiteettia ja tehokkuutta samalla kun tulevaisuuden toimintoja yhdistetään. Yleisellä tasolla tämän päivän suurimmat haasteet verkoille ovat: uusiutuvan energian integrointi, muun muassa aurinko- ja tuulivoima, energian jakelun optimointi verkon hävikkien minimoinnilla, joustavuuden lisääminen, sähkön kysynnän ja tarjonnnan tasapainottaminen verkossa ja lopuksi sähkön varastointiratkaisujen kehittäminen, jotta hallinta saadaan joustavammaksi. Yksi tärkeimmistä energian jakelua koskevista kehityksistä on älykäs verkko. Älykäs verkko on eräänlainen sähköinen verkko, joka ennustaa ja reagoi älykkäästi kaikkien siihen liittyneiden sähkövoiman käyttäjien - tuottajien, kuluttajien ja näitä molempia tekevien - käyttäytymiseen ja toimintoihin, jotta luotettavia, taloudellisia ja kestäviä sähköpalveluja voidaan tuottaa tehokkaasti. Älykäs verkko on kattotermi, joka kattaa sekä siirto- että jakeluverkkojen nykyaikaistamisen. Siihen vaikuttavat useat eri tekijät, kuten kilpailun helpottaminen tuottajien välillä, erilaisten energianlähteiden suuremman käytön mahdollistaminen, mannertenvälisiin siirtoihin tarvittava automaatio ja valvonta sekä markkinavoimien käytön mahdollistaminen energiansäästön ohjaamisessa. Useista positiivisista tuloksista huolimatta älykkäiden verkkojärjestelmien on ratkaistava vielä useita ongelmia ennen laajempaa käyttöönottoa. Ensimmäinen askel on tietenkin suoriutua teknisistä haasteista eli toteuttaa yhdistetty reaaliaikainen verkko, joka voi käsitellä miljoonia kysyntä- ja toimitustilauksia sekä koordinoida sähköverkon tasapainoa kansallisella että ylikansallisella tasolla. Myös lopullisiin käyttäjiin, kuten edistyneitä mittausjärjestelmiä tai muita älykkäitä järjestelmiä asentaviin yrityksiin liittyy esteitä: niiden täytyy ensin tehdä liiketoimintasuunnitelma investoinnin kannattavuuden osalta. Yksityisille käyttäjille yksityisyys- ja vapauskysymykset ovat tärkeitä. Kuluttajat eivät mielellään ole tarkkailun kohteena kulutuksensa kautta, ja saattavat vastustaa etähallintalaitteita, jotka ohjaisivat kodin sähkölaitteita. Älykäs sähkönjakeluverkko mahdollistaisi useita uusia palveluita ja toimintoja energian jakelussa ja siirrossa, energiatehokkuudessa sekä ympäristönsuojelussa. Tämä osio esittelee katsauksen pääasiallisiin mahdollisuuksiin, jotka älykäs verkko tarjoaisi. 2003 Kehityssuunnat ja haasteet Tärkeimmät mahdollisuudet ja skenaariot 2000 na 2009 kaukolämmön jakelu oli yhteensä 6,7 TWh. Sähkön siirto- ja jakeluverkon kapasiteetti on 15 TWh vuodessa, kasvunopeus on 1,3 %. Lämpöverkko on rakennettu silmukkamaisesti siten, että jos sähkön jakelu keskeytyy yhdessä verkon haarassa, se voidaan toimittaa asiakkaalle vaihtoehtoista reittiä pitkin. Sähköverkon ylikapasiteetti voi johtua tästä ominaisuudesta. Verkon toimintaa valvotaan ympäri vuorokauden, minkä ansiosta lämmön toimitus keskimääräiselle asiakkaalle keskeytyi vain kolmeksi tunniksi vuonna 2007. Helen on rakentanut myös jäähdytysverkoston, jota käytti vuonna 2011 yli 170 asiakasta, yhteyskapasiteetti on yli 100 MW, vuosittainen kasvu on noin 30 %. Nämä luvut ovat pieniä lämpökapasiteettiin verrattuna, mutta kysyntä kasvaa nopeasti ja järjestelmä tulee todennäköisesti laajenemaan Helsingin alueella. Pääasiallinen jäähdytystä tuottava voimala on Katri Vala. Tämän strategian ansiosta jäähdytyksestä 60 % tuotetaan uusiutuvalla energialla. Helen on myös asentanut kaukolämpö- ja jäähdytysverkostoonsa lämpövaraajia sekä jäähdyttäviä vesivarastoja. Tämä lämpö ja kylmä varastoidaan suurissa vesisäiliöissä, jotka mahdollistavat kaukolämmön säätelyn vuorokauden ympäri. Tällaisen älykkään sähköverkon hallintajärjestelmän ensimmäinen etu olisi kulutushuippujen ja kysynnän yhtenäistäminen sekä tasoittaminen. Se edellyttäisi kysynnän suunnittelua useiden kriteerien, kuten sään, vuodenaikojen tai kellonajan suhteen (kulutushuiput sijoittuvat talvisaikaan aamuihin ja iltoihin). Jotta kysyntää voidaan tehokkaasti alentaa korkeahintaisten käyttökausien aikana, tarvitaan tiedonsiirto- ja mittaustekniikkaa ilmoittamaan kotien ja liikeyritysten älylaitteille, milloin energiankysyntä on korkea, ja jäljittämään, kuinka paljon ja mihin sähköä käytetään. Se myös antaa kunnallistekniikkayhtiöille mahdollisuuden vähentää kulutusta suoralla tiedonsiirrolla laitteisiin järjestelmien ylikuormittumisen estämiseksi. Tämä palvelu on käytettävissä ainoastaan. jos sähköiset ohjaus-, mittaus ja valvontalaitteet on asennettu asuntoihin, toimistoihin tai tehtaisiin. Nykyisin Helen tarjoaa asiakkailleen reaaliaikaisen sähkönkulutuksen valvontavaihtoehdon. Ensimmäiset 150 000 kotitaloutta saivat sähkönkulutustiedot tunneittain internetistä vuonna 2010, ja älykkäiden mittareiden asennus jokaiseen kotitalouteen saadaan valmiiksi vuonna 2013. Helen pystyy jo nyt näyttämään kaupungin reaaliaikaisen sähkön, kaukolämmön ja jäähdytyksen energiankulutuksen internetissä. Nämä uudet älykkäät verkot tarjoavat myös asiakaskohtaisia palveluja. Useat älykkään verkon ominaisuudet tarjoavat helposti näkyvää tietoa kuluttajille. Tarkoituksena on tehdä mahdolliseksi energiantarjonalle veloittaa vaihtuvia sähkönhintoja, jotta hinnat kuvastaisivat suuria eroja sähköntuotannon kuluissa kulutushuippujen ja muiden jaksojen välillä. Tällaiset ominaisuudet mahdollistavat sen, että kuormanohjauskytkimet ohjaavat paljon energiaa kuluttavia laitteita kuten boilereita, jotta ne kuluttaisivat sähköä kun se on halvimmillaan. Siten kuluttajat osallistuvat aktiivisesti verkon hallintaan älykkäiden energianhallintalaitteiden kautta ja voivat ajantasaisesti nähdä kulutuksen sekä säätää sitä ja tuottaa sähköä. Kuluttajien säästöjen lisäksi säästöt ovat mahdollisia myös verkossa. Nykyisin Helsingin verkon hävikit ovat 3 %, mikä on melko alhainen taso, sillä Euroopan ja Pohjois-Amerikan keskimääräiset verkkohävikit ovat noin 7 %. Parannukset ovat joka tapauksessa mahdollisia esimerkiksi parantamalla muuntajien tehokkuutta. Tulevaisuuden jakeluverkon tulisi myös antaa tilaa keskittämättömälle energiantuotannolle, etenkin uusiutuvalle energialle kuten tuulitai aurinkovoimalle. Nykyisin tämänkaltaisten energianlähteiden suurin haittapuoli on niiden liittäminen verkkoon, sillä verkostoon syötetyn energian määrää on mahdoton suunnitella. Helenin tuulipuistosuunnitelmat huomioiden tuotetun energian integrointi vaatii älykkään verkon, joka osaa käsitellä virran vaihteluja. Helpottamalla energian hallintaa ja tehokkuutta sekä integroimalla uusiutuvaa energiaa älykkäät verkot myös vähentävät CO2-päästöjä. Arvioiden mukaan älykkäät sähköverkot voivat vähentää CO2-päästöjä EU:ssa 9 %, ja kotitalouksien vuosittainen energian kulutus alenisi 10 %. Lopuksi älykkäiden verkkojen käyttöönoton etu tulevaisuudessa olisi potentiaali Helsingin sähköautojen käyttämiseen varastointiratkaisuna. Yksi sähkön ominaisuuksista on sen varastoinnin vaikeus. Tämän takia verkon epätasapainotilaa on yhä hankalampi välttää. Esimerkiksi sähköautot voisivat verkkoon kytkettynä varastoida akkuihin sähköä kulutushuippujen välillä ja käyttää sitä kulutushuippujen aikana. Älykkäät verkot lupaavat kaikkiaan lukuisia mahdollisuuksia, joihin yhdistyy luonnostaan teknisiä haasteita ja käyttäytymismuutoksia. Nämä kaikki edellyttävät innovaatioita, muutoksia ja kärsivällisyyttä. Ottaen kuitenkin huomioon yhteiskunnan kasvavan riippuvuuden energiasta ja sähköstä sekä väistämättömän ilmastonmuutoksen kasvavan uhan, älykkäitä verkkoja tarvitaan kipeästi matkalla kohti älykästä ja tehokasta yhteiskuntaa. Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki 49 Esimerkkejä muista kaupungeista Bornholmin saari Älykkään energiajärjestelmän elävä laboratorio L aajalle levinnyt tavoite ilmastonmuutoksen hallitsemiseksi vaihtamalla kaupunkien energianlähteet uusiutuvaan energiaan edellyttää kykyä valvoa ja käyttää sähköverkkoa ajoittaisten energianlähteiden ehdoilla. Tämä haaste on voitettava, jotta kaupungit voivat pienentää ympäristövaikutuksiaan. Tanskan Bornholmin saari on hyvä paikka energian jakelun ja useampien energianlähteiden käytön vaatiman teknologian testaamiseen. Kaupunki on tällä hetkellä kuin täysimittainen älykkään energiajärjestelmän laboratorio, jossa yli puolet saaren energiankulutuksesta hoidetaan uusiutuvalla energialla. 43 000 asukkaan Bornholmin tavoitteena on tulla 100-prosenttisesti kestävän kehityksen mukaiseksi ja hiilidioksidineutraaliksi yhteisöksi. Tätä tulevaisuudennäkymää kutsutaan nimellä ”Bright Green Island”. Sen kunnianhimoisen energiastrategian päätavoite on saavuttaa uusiutuvalle energialle 77 % osuus kokonaisenergianlähteistä vuoteen 2050 mennessä. Nykyisin paikalliset energianlähteet on jaettu noin neljään yhtäsuureen osaan: olki, biomassa, jätteenpoltto ja tuulivoima. 24 % Bornholmissa käytetystä energiasta tulee saaren tuuliturbiineista kattaen 33 % sähkönkulutuksesta, kun muualla Tanskassa tuulivoiman osuus on 20 %. Vuonna 2010 rakennetun uuden, pelleteillä toimivan kaukolämpölaitoksen odotetaan tuottavan vuosittain 23 000 MWh energiaa ja lämmittävän noin 1300 kotitaloutta. Tämä vastaa vuosittaisten hiilipäästöjen vähentämistä noin 5700 tonnilla. 435 kotitaloutta saa olkilämpöä lähistöllä olevista kaukolämpölaitoksista. Kaikissa voimaloissa käytetään vain paikallisia polttoaineita: paikalliset maanviljelijät toimit- 50 Kestävän Kestävänkehityksen kehityksenurbaani urbaaniinfrastruktuuri infrastruktuuri||Helsinki Helsinki tavat oljet, puupelletit taas ovat sahalaitosten ja metsänhoidon ylijäämäpuuta. Vasteeksi maanviljelijät saavat haltuunsa prosessin ainoan ylijäämätuotteen: tuhkat, joita käytetään lannoitteena pelloilla. Nämä erityisominaisuudet sekä se, että saaren eristetty verkko on yhteydessä ulkomaailmaan vain Ruotsiin johtavalla kaapelilla, ovat johtaneet saaren valintaan testialueeksi reaaliaikaisen verkon projektiin. Katkaisemalla kaapeli Ruotsiin Bornholmista voidaan tehdä energiataloudeltaan itsenäinen. Saari sai 100 miljoonan euron rahoituksen EU:n Ekoverkkoprojektilta, joka on osa seitsemättä viitekehysohjelmaa. Tämän eurooppalaisen ohjelman tavoitteena on kehittää yhteistyössä yksityisten yritysten kanssa laajamittainen havaintomalli reaaliaikaisista jaettujen energianlähteiden markkinoista ja samaan aikaan esitellä energiajärjestelmää, joka toimii yli 50-prosenttisesti uusiutuvalla energialla ja voisi olla esimerkkinä nopeasti toteutettavasta vaihtoehdosta markkinapohjaisille älykkäille sähköverkoille Euroopassa. Reaaliaikainen ekoverkko mahdollistaisi markkinoille tuotavien yksiköiden kokorajoituksen poistamisen ja asettasi hinnan 5 minuutin välein, jolloin pienempien yksiköiden vasteaika olisi lyhyt. Bornholmin projektin tavoitteena on mahdollistaa kotitalouslaitteiden älykäs hallinta, sähköautojen käyttöönotto, lämpöpumppujen kehittäminen älykkäiden sähköverkkojen käyttöön ja mikro-CHP-yksiköiden rakentaminen. Hanketta täydennetään muilla projekteilla, kuten: sähköiset kulkuneuvot, aurinkopaneelit, älykkäät lämmityksen ja jäähdytyksen ohjaimet sekä Tanskan saaren muuttaminen eläväksi laboratorioksi tulevaisuuden energialle. Toteutusmallit Energiatehokkaat muuntajat Energiatehokkaat muuntajat: tavallisten muuntajien vaihtaminen Vaikutus: 8 900 tonnia hiilidioksidia vuodessa Lisävaikutus: Kustannussäästöjä muuntajien käyttäjälle Toteutusaikataulu: Lyhyellä aikavälillä (5 vuoden kuluessa) Toteutuksen vaikeusaste: Keskitasoa Kustannukset: Pienet (takaisinmaksu yleensä 5 vuoden kuluessa) Peruste: Tämän tutkimuksen työpajoissa määritelty konsepti Muuntajat ovat jokaisen sähköverkon olennainen osa. Ne muuntavat voimalaitoksista tulevan jännitteen sopivan suuruiseksi niin, että sitä voidaan käyttää kaupungeissa. Muuntajissa syntyy kuitenkin hiilidioksidipäästöjä lisäävää sähköhävikkiä. Helsingin tavallisessa 630 kVA:n muuntajassa hävikkiä kertyy vuosittain jopa 57 000 kW, mikä vastaa 12,7 tonnia hiilidioksidia. Alueella on yli 1 800 muuntajaa, joten vuosittainen kokonaishävikki on 23 000 hiilidioksiditonnia. Paljon hävikkiä tuottava tavallinen muuntaja voidaan vaihtaa tehokkaampaan malliin, jossa on amorfinen ydin. Valmistusprosessissa sula metalliseos jäähdytetään nopeasti niin, että seoksesta syntyy eikiteinen järjestäytymätön atomirakenne (amorfinen metalli), jolla on erittäin vähäinen hävikki ja hintakin on kilpailukykyinen. Amorfisen metallin satunnainen molekyylirakenne synnyttää muita metalleja vähemmän kitkaa, ja hyvin ohuet noin 25 mikronin kerrokset aiheuttavat vähemmän virtahäviötä. Huipputekninen menetelmä edellyttää kuitenkin enemmän työtä ja huolellisuutta valmistusprosessin aikana. Seuraavassa taulukossa esitetään hävikin vähentyminen, joka voidaan saavuttaa amorfista metallia hyödyntävillä muuntajilla. Muuntajan teho Tavallisen muuntajan tyypillinen hävikki ilman kuormitusta Amorfista metallia hyödyntävän muuntajan tyypillinen hävikki ilman kuormitusta Hävikin vähennys prosentti 160 kVA 210 100 -52% 630 kVA 600 220 -63% 1000 kVA 770 350 -55% heidän energiankäyttöönsä ja muovaa siten energiakuormitusta. Pienten ja keskisuurten yritysten ja asukassektorin kuormituksiin, joissa on hieman joustavuutta ja joihin kuluttajien käyttäytyminen voi vaikuttaa, sisältyvät esimerkiksi tilojen ja veden lämmitys, jäähdytys, ilmanvaihto, valaistus ja laitteet. Osa näistä kuormituksista voi muuttaa muotoaan ajan myötä tai vain vähentyä, jolloin kuormitushuiput ja kokonaiskulutus vähenevät. Siksi kuluttajien käyttäytyminen nousee kaupunkisuunnittelun keskeiseksi tekijäksi kestävän kehityksen tavoitteiden kannalta. Pienet ja keskisuuret yritykset sekä asukkaat kuluttavat yli 80 % Helsingin sähköstä, joten kuluttajien käyttäytymisen muutokset voivat vaikuttaa painavasti seuraavien tavoitteiden saavuttamiseen: • energiankulutuksen ja hiilidioksidipäästöjen vähentäminen • energiankäytön tasapainottaminen • verkon vakauden riskien pieneneminen. Tässä keskitytään PK-yritys- ja asukassektoriin, jolla on toisaalta lupaavasti mahdollisuuksia kuormitushuippujen ja kokonaiskulutuksen vähentämiseen, mutta jota on toisaalta vaikea käsitellä, koska siihen kuuluu satoja tuhansia yksittäisiä toimijoita, joilla on vähän teknistä asiantuntemusta ja resursseja. Helenin Sävel Plus –palvelussa asiakkaat voivat seurata omaa energian kulutustaan. Kuluttajien käyttäytymiseen voidaan vaikuttaa useilla tavoilla. Tässä tarkastellaan seuraavia: • energian kustannuksia, kulutusta ja ympäristövaikutuksia koskevan palautteen antaminen kuluttajille • kuluttajien kannustimiin tai hintasignaaleihin perustuvat menetelmät, joilla reagoidaan kysyntään • etukäteen maksettu energia • kotien automaatio • osallistuminen • oman energiankulutuksen seuranta, joka sisältää kuluttajille helppoja ja innostavia menetelmiä. -38% 14,290 8,900 14,290 Jos kaikki nykyiset muuntajat vaihdettaisiin energiatehokkaampiin amorfista metallia hyödyntäviin muuntajiin, voitaisiin toteuttaa seuraavat potentiaalit: Vaihtamalla muuntajat tehokkaampiin malleihin voitaisiin säästää jopa 8 900 tonnia hiilidioksidia ja vähentää muuntajien hiilidioksidipäästöjä yhteensä 38 % eli noin 14 000 hiilidioksiditonniin Kuluttajien käyttäytyminen ja kysyntään reagointi Energian kuluttajat ovat energian ekosysteemin olennainen osa ja energianhallinnan tärkeä sidosryhmä. Kuluttajien käyttäytyminen vaikuttaa Perustaso (tCO2/v) Säästöpotentiaali (tCO2/v) Optimi perustaso (tCO2/v) Uusien muuntajien hiilidioksidin vähennyspotentiaali Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki 51 Energian kustannuksia, kulutusta ja ympäristövaikutuksia koskeva palaute Asiakaspalaute Vaikutus: 17 600 tonnia hiilidioksidia vuodessa Lisävaikutus: Energiankulutuksen läpinäkyvyys Toteutusaikataulu: Lyhyellä aikavälillä (5 vuoden kuluessa) Toteutuksen vaikeusaste: Keskitasoa - helppo Kustannukset: Vähäiset Peruste: Tämän tutkimuksen työpajoissa määritelty konsepti Tämä menetelmä perustuu ajatukseen, jonka mukaan kuluttaja pystyy vähentämään kulutustaan todellista kulutusta, kustannuksia ja ympäristövaikutuksia koskevan tiedon perusteella ja tieto myös motivoi toimimaan. Useissa tutkimuksissa on osoitettu, että tällaisen läpinäkyvyyden ansiosta kulutus pienenee jopa 10 %. Näiden tutkimusten tärkeimpiä havaintoja olivat Kuluttajia motivoi eniten kustannusten pieneneminen. Muiden seikkojen, kuten ympäristövaikutusten vähenemisen, vaikutus oli selvästi vähäisempi. • Kulutuksen vähenemisen voimakkuus määräytyy kulutuksen läpinäkyvyyden määrän ja kustannusten mukaan. Vain joiltakin kuluneilta kausilta saatavilla olevat kokonaiskulutuksen (esimerkiksi edellisen päivän kokonaiskulutuksen) luvut vaikuttivat kulutukseen vähiten. Paras vähennyspotentiaali on lähes reaaliaikaisilla luvuilla, joista nähdään kuormituksen dynamiikka (esimerkiksi laitteen sammuttamisen aiheuttama kuormituksen väheneminen) niin, että yksittäiset kuormitusryhmät (esimerkiksi yksittäiset laitteet tai yksittäisten huoneiden valaistus) voidaan eritellä. • Mukavuus ja helppokäyttöisyys ovat erittäin tärkeitä kuluttajien osallistumisen kannalta. Esimerkiksi internetin kautta toimivat työkalut voivat innostaa aloittamaan kulutuksen tai kustannusten seurannan, mutta kuluttajien mielenkiinto hiipuu melko pian. Toisaalta kätevät, ennakoivat ja innostavat mobiilisovellukset saattavat onnistua ylläpitämään kuluttajien mielenkiintoa pidempään. Kulutusta, kustannuksia tai vaikutuksia koskevan palautteen konkreettinen toteutus voi vaihdella useiden seikkojen mukaan. Ensinnäkin tietoja voidaan kerätä monella tavalla. Tavallisimpia keinoja ovat: tavanomainen älymittari, joka mittaa talouden kokonaiskulutuksen, mittauslaite, joka erottelee eri laitteiden (kuten jääkaapin ja pesukoneen) aiheuttamat kuormat erityisillä tiedonkäsittelymenetelmillä, alamittarit, jotka mittaavat yksittäisten kuormitusryhmien (kuten huoneiden ja laitteiden) kulutuksen suoraan. Seuraavaksi tiedot voidaan toimittaa kuluttajalle eri näyttölaitteilla: älymittarin oma näyttö, energiatietojen näyttöön erityisesti suunniteltu talon sisäinen näyttö, televisio (digisovitin), internet-sovellus (pöytä- tai taulutietokone), mobiilisovellus (älypuhelin tai taulutietokone). Lopuksi kulutus-, kustannus- tai vaikutustiedot voidaan esikäsitellä eri tavoilla. Helpoin tapa on esittää vain tämänhetkiset tiedot. Tehokkaampi tapa on antaa historiatietoja. Sitäkin hyödyllisempää on ennustaa tulevaa eli ”Kuinka suuret kustannukset ovat kuukauden lopussa, jos jatkan tällaista kuluttamista”. Tehokkaimmat analyysit saadaan ennusteanalyyseistä eli ”Mitä hyötyä saan, jos käytän pesuko- 52 Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki netta yöllä enkä päivällä”. Toinen ratkaisumalli oman kulutuksen analysointiin on kuluttajien vertaisryhmään vertailu. Johtopäätöksenä voidaan todeta, että kulutuksen vähentämisen voimakkuuteen vaikuttavat selvästikin kerättyjen tietojen tyyppi, tietojen näyttötapa sekä tietojen esikäsittely ja analysointi. Kulutusta, kustannuksia tai vaikutuksia koskevan palautteen vaikutusten arviointi perustuu seuraaviin oletuksiin: • Helsingin asukkaat kuluttavat sähköä 1,6 TWh vuodessa • Helsingissä on 303 982 taloutta • ulutusta, kustannuksia tai vaikutuksia koskevan palautteen ansiosta kulutus vähenee keskimäärin 5 % • keskimääräinen tukkuhinta megawattituntia kohti on 57 €, keskimääräinen vähittäishinta on 106 € • älymittareita ja kehittynyttä MDM-järjestelmällä varustettua mittausinfrastruktuuria on jo asennettu. Kulutusta, kustannuksia tai vaikutuksia koskevan palautteen antamisen myönteisiä vaikutuksia voivat siten olla: • sähkönkulutuksen väheneminen 0,08 terawattitunnilla vuodessa • sähkön vuosittaiset kokonaiskustannukset vähenevät 4,56 miljoonaa euroa (tukkuhinta) tai 8,48 miljoonaa euroa (vähittäishinta), talouskohtainen säästö on 27,9 euroa vuodessa (vähittäishinta) • hiilidioksidipäästöt vähenevät 17 600 tonnia vuodessa. Kulutusta, kustannuksia tai vaikutuksia koskevan palautteen käyttöönottoa varten tarvittavan investoinnin arvioidaan olevan viidestä eurosta kymmeniin euroihin asiakasta kohti kulloistenkin tarpeiden mukaan. Kysyntään reagointi Kysyntään reagointi Vaikutus: 2 900 tonnia hiilidioksidia vuodessa Lisävaikutus: Vakaampi verkko Toteutusaikataulu: Lyhyellä aikavälillä (5 vuoden kuluessa) Toteutuksen vaikeusaste: Vaikea - keskitasoa Kustannukset: Keskitasoa Peruste: Tämän tutkimuksen työpajoissa määritelty konsepti Sähköjärjestelmän tasapainottamisessa on otettava huomioon useita epävarmuustekijöitä: • sähkön kuluttajien (kuormituksen) aiheuttama kulutuksen vaihtelu • toimituksen vaikeasti ennustettavat sattumat, kuten sähkölinjan tai tuotantoyksikön menetys • eholtaan satunnaisen uusiutuvan tuotannon (kuten tuulen) suuri osuus • hajautettu tuotanto, joka toimii yleensä omistajan harkinnan varassa, ei laitoksen tai järjestelmän käyttäjän ehdoilla. Vaihteleva ja vaikeasti ennustettava kuormitus voidaan tasapainottaa vaihtelevan ja vaikeasti ennustettavan tuotannon kanssa hallitsemalla sekä tarjontaa että kysyntää. Kysynnän vähentäminen verkon tasapainottamisen näkökulmasta tuottaa samat tulokset kuin tarjonnan lisäys – ilmeinen ero on se, että kysynnän väheneminen ei tuota lisää hiilidioksidipäästöjä. Kysynnän vähentämisen investointi- ja käyttökus- tannukset ovat yleensä myös paljon pienemmät kuin varavoimaloiden investointi- ja käyttökustannukset. Verkon tasapainottaminen vaikeutuu entisestään, kun tuotannoltaan satunnaisten uusiutuvien energialähteiden (kuten tuulen) osuus kasvaa. Vaikeutta lisää erityisesti siirtyminen joustamattomampaan peruskuorman tuotantoon, näitä ovat esimerkiksi ydinvoimalat sekä hiilidioksidin talteenotolla ja varastoinnilla varustetut voimalat. Verkon tasapainoa haittaa myös joidenkin energiatehokkuutta lisäävien tekniikoiden, esimerkiksi lämmityksessä käytettävien lämpöpumppujen, laaja levinneisyys: vaikka lämpöpumput vähentävätkin energian kokonaiskulutusta, ne pahentavat sähkön kulutushuippuja. Tämän seurauksena sähköjärjestelmän tasapainoa on yhä vaikeampaa ylläpitää ainoastaan tarjontapuolen ratkaisuilla – kysynnän hallinnasta on nopeasti tulossa olennainen osa tasapainon ylläpitoa. Kysyntään reagoinnissa tärkeintä on vaikuttaa kuluttajien käyttäytymiseen niin, että he muuttavat kulutustaan tavalla, joka auttaa ylläpitämään sähköjärjestelmän tasapainoa. Tästä näkökulmasta kysyntään reagointi ei sinällään pyri vähentämään kulutusta vaan muuttamaan kulutuksen jakautumista ajoissa, siirtämään kuormitusta jaksosta toiseen. Kysyntään reagoinnin ilmeisin sovellus on kuormituksen siirtäminen huipputehon ajasta pienen kuorman aikaan. Toinen sovellus energiajärjestelmässä, jossa tuulella on suuri osuus energiantuotannosta, on siirtää kuormitusta vähän tuulivoimaa tuottavasta jaksosta jaksoon, jossa tuulivoimaa tuotetaan paljon. Kuormituksen siirto ratkaisee monia tärkeitä ongelmia: • se parantaa sähkön laatua • se vähentää keskimääräisiä energiakustannuksia • sen avulla voidaan korvata varavoimaloita, joita tarvitaan tuulivoiman vaihtelun kompensointiin. Kysyntään reagoinnilla voidaan pienentää keskimääräisiä energiakustannuksia, koska varavoimalat, joilla kompensoidaan energiantarpeen huippuja tai tuotannon vaihtelua, tuottavat yleensä kalliimpaa energiaa. Samalla varavoimaloiden korvaaminen hiilidioksidia tuottamattomalla kysyntään reagoinnilla vähentää hiilidioksidipäästöjä. Kysyntään reagoinnin kaksi pääasiallista ratkaisumallia ovat: • hintaan perustuva reagointi kysyntään reagointi • kannustimiin perustuva reagointi kysyntään Hintaan perustuvassa kysyntään reagoinnissa kuluttaja saa hintasignaaleja (esimerkiksi sähkö kallistuu huipputehon aikana ja halpenee pienen kuorman aikaan) ja muuttaa kulutusta energiankäytön hinnan mukaisen kustannus- ja hyötyanalyysinsä perusteella. Hintojen muutoksista on ilmoitettava kuluttajalle etukäteen. Sille, kuinka aikaisin energian hinnoista ilmoitetaan, on eri vaihtoehtoja: aikatariffissa kiinteät hinnat määritetään kuluttajan sopimuksen allekirjoitushetkellä, ja dynaamisessa hinnoittelussa hinnat ilmoitetaan muutamaa tuntia (tai jopa yksi tunti) ennen hintojen muutosta. Jälkimmäisessä vaihtoehdossa on käytettävä tehokasta viestintäkanavaa, jotta kuluttaja saa hintasignaalin ajoissa. Kannustimiin perustuvassa kysyntään reagoinnissa asiakasta palkitaan kysyntänsä muuttamisesta tai siitä, että hän antaa muuttaa kysyntäänsä (esimerkiksi sähkölaitoksen tai muun palveluntarjoajan ohjaaman kuormakytkimen asentamisesta). Kuluttaja hyväksyy palkkion perusteeksi joko hänelle lähetettyjen pyyntöjen mukaisen kysynnän muuttamisen tai tiettyjen kuormitusryhmien suoran ohjauksen antamisen toiselle osapuolelle (sähkölaitokselle tai muulle palveluntarjoajalle). Jälkimmäiseen voidaan määrittää ehtoja, joiden mukaan kuluttaja saa puuttua suoraan ohjaukseen erityistapauksissa. Kuten dynaamista hinnoittelua käytettäessä, kannustimiin perustuvassa kysyntään reagoinnissa on käytettävä tehokasta viestintäkanavaa, jotta toiminta tehostuu, mutta kuluttajalle aiheutuva vaiva pysyy mahdollisimman vähäisenä. Asukkaiden kysyntään reagoivan järjestelmän teknisiä edellytyksiä ovat: älymittareihin pohjautuvia tietoja keräävä verkko, erityissovellus, joka ohjaa kaikkia kysyntään reagointiin liittyviä toimintoja, integrointi verkon automaatiojärjestelmiin, integrointi laskutus- ja asiakastietojärjestelmiin, kuluttajien viestintäkanavat kysyntään reagointia koskevien tietojen toimittamista varten (esimerkiksi sähköpostit, tekstiviestit, internet, mobiilisovellukset, talon sisäiset näytöt), asiakkaan tiloissa olevat automaattiset laitteet (esimerkiksi kuormakytkin tai talon sisäinen ohjain), eri toimijoiden (kuten DNO:n, jälleenmyyjän tai muun palveluntarjoajan) väliset viestintäportaalit. Kysyntään reagoinnin arvioidut vaikutukset perustuvat seuraaviin oletuksiin: • kysyntään reagoinnin päivittäisten tapahtumien kesto on keskimäärin puoli tuntia • kulutus vähenee kysyntään reagoinnin tapahtuman aikana noin 40 %. • asukkaiden kysyntään reagoinnin käyttöönotosta saatavia mahdollisia hyötyjä: • sähkönkulutus vähenee 0,013 TWh/v (tai siirtyy aikaan, jolloin sähköä tuottava energianlähde ei aiheuta päästöjä) • sähkön kokonaiskustannukset pienenevät vähintään 760 000 € vuodessa (tukkuhinnat) • hiilidioksidipäästöt vähenevät 2 933 tonnia vuodessa. Kysyntään reagoinnin toteutusta varten tarvittavan investoinnin arvioidaan olevan 50–300 € taloutta kohti kulloistenkin tarpeiden mukaan. Etukäteen maksettu energia Etukäteen maksettu energia Vaikutus: 5 300 tonnia hiilidioksidia vuodessa Lisävaikutus: Energiankulutuksen parempi hallittavuus Toteutusaikataulu: Lyhyellä aikavälillä (5 vuoden kuluessa) Toteutuksen vaikeusaste: Vaikea Kustannukset: Vähäiset Peruste: Tämän tutkimuksen työpajoissa määritelty konsepti Etukäteen maksetun energian toimintaperiaate on sama kuin televiestinnässä: sen avulla energiaa voidaan kuluttaa vain ennen kulutuksen alkua maksetun summan verran. Järjestelmästä on monenlaisia taloudellisia hyötyjä energiantuottajalle, mutta tärkein kuluttajalle ja yhteisölle koituva hyöty on paremmin hallittavissa oleva energiankäyttö ja siten energiankulutuksen väheneminen. Tekniseltä kannalta etukäteen maksetun energian käyttöönottoa varten tarvitaan mittauslaite, kuormakytkin, etukäteismaksutoiminnot ja täydennysjärjestelmän sisältävä laskutusjärjestelmä sekä kaikkien näiden osien integrointi. Kuorman kytkennällä varustettuja älymittareita voidaan käyttää. Etukäteen maksetun energian arvioidut vaikutukset perustuvat Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki 53 seuraaviin oletuksiin: • etukäteen maksetun energian seurauksena saatava kulutuksen vähennys on keskimäärin 10 % taloutta kohti • 15 % talouksista ottaa etukäteen maksetun energian käyttöön (nämä taloudet jakautuvat tasan kaikkien kuluttajasegmenttien kesken – esimerkiksi paljon ja vähän kuluttavien segmenttien kesken). • etukäteen maksetun energian käyttöönotosta saatavia mahdollisia hyötyjä: • sähkönkulutuksen väheneminen 0,024 terawattitunnilla vuodessa • sähkön vuosittaiset kokonaiskustannukset vähenevät 1,37 miljoonaa euroa (tukkuhinta) tai 2,54 miljoonaa euroa (vähittäishinta), talouskohtainen säästö etukäteen maksetulla tariffilla on 55,79 € vuodessa (vähittäishinta) • hiilidioksidipäästöt vähenevät 5 280 tonnia vuodessa. Etukäteen maksettuja energiatariffeja varten tarvittavan investoinnin arvioidaan olevan kymmeniä euroja taloutta kohti kulloistenkin tarpeiden mukaan. Kotien automaatio Kotien automaatio Vaikutus: 12 300 tonnia hiilidioksidia vuodessa Lisävaikutus: Lisää asumismukavuutta Toteutusaikataulu: Lyhyellä aikavälillä (5 vuoden kuluessa) Toteutuksen vaikeusaste: Vaikea - keskitasoa Kustannukset: Suuret Peruste: Tämän tutkimuksen työpajoissa määritelty konsepti Kotiautomaation avulla voidaan automatisoida kuluttajien kotona tehtäviä energianhallinnan toimintoja, kuten pesukoneen käynnistäminen pienen kuorman aikaan, lämmityksen tai jäähdytyksen voimakkuuden muuttaminen ulkoisten olosuhteiden ja kysyntään reagoinnin mukaan 54 Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki tai vedenlämmittimen käynnistäminen ja sammuttaminen kysyntään reagoinnin mukaan. Kotiautomaatio voidaan ohjelmoida niin, että jotkin parametrit (kuten energiakustannukset, kysyntään reagoinnin kannustin tai hiilidioksidipäästöt) optimoidaan, mutta samalla tarvittava mukavuustaso säilyy. Kotiautomaatiolla saadaan yleensä paljon suuremmat kulutussäästöt ja huippujen vähennykset kuin manuaalisella energianhallinnalla. Kun esimerkiksi kulutusta, kustannuksia tai vaikutuksia koskeva palaute yhdistetään kotiautomaatioon, voidaan saada 30 % suuremmat säästöt kuin silloin, kun ihminen tulkitsee kulutusta, kustannuksia tai vaikutuksia koskevan palautteen. Toisaalta kotiautomaatio edellyttää moninkertaisesti suurempia investointeja kuin edellä mainitut tekniikat, joten sen käyttöönotto saattaa olla paljon muita tekniikoita hitaampaa. Kotiautomaatioon yhdistetyn kulutusta, kustannuksia tai vaikutuksia koskevan palautteen vaikutusten arviointi perustuu seuraaviin oletuksiin: • kotiautomaatioon yhdistetyn kulutusta, kustannuksia tai vaikutuksia koskevan palautteen ansiosta kulutus vähenee keskimäärin 40 % • kotiautomaatiota asennetaan 10 prosenttiin kotitalouksista. • kotiautomaatiosta saatavia mahdollisia hyötyjä: • sähkönkulutuksen väheneminen 0,056 terawattitunnilla vuodessa (lisävähennys pelkän kulutusta, kustannuksia tai vaikutuksia koskevasta palautteesta seuraavan vaikutuksen lisäksi) • lisäksi (pelkän kulutusta, kustannuksia tai vaikutuksia koskevasta palautteesta seuraavan vaikutuksen lisäksi) sähkön vuosittaiset kokonaiskustannukset vähenevät 3,19 miljoonaa euroa (tukkuhinta) tai 5,94 miljoonaa euroa (vähittäishinta), kotiautomaatiosta saatava talouskohtainen säästö on 195,27 € vuodessa (vähittäishinta) • lisäksi (pelkän kulutusta, kustannuksia tai vaikutuksia koskevasta palautteesta seuraavan vaikutuksen lisäksi) hiilidioksidipäästöt vähenevät 12 320 tonnia vuodessa. Kotiautomaation investoinnit määräytyvät käytettävän tekniikan mukaan. Investointien arvioidaan olevan muutamasta sadasta eurosta useisiin tuhansiin euroihin taloutta kohti. Osallistuminen Kuluttajat voivat osallistua energianhallintaan suosittujen sosiaalisten verkostojen kautta ja vaikuttaa käyttäytymisellään kulutukseen. Esimerkkejä osallistumisesta sosiaalisten verkostojen kautta: • sosiaaliseen verkostoon kuuluvien kuluttajien vertaisryhmään vertailu • energiatehokkuuden kilpailut • energiatehokkuuteen liittyvien vihjeiden ja kokemusten jakaminen. Nämä tekniikat ovat melko uusia ja vielä odotetaan tutkimuksia, joista saataisiin kvantitatiivisia arvioita niiden vaikutuksista. Oman energiankulutuksen seuranta Oman energiankulutuksen seuranta on ratkaisumalli, jossa edellä mainitut tekniikat yhdistetään yhteen portaaliin tai sovellukseen. Näin eri tekniikoista saadaan synergiaetuja ja energianhallinnasta tulee asukkaille helpompaa ja mukavampaa. Synergiaetujen ja käyttömukavuuden seurauksena saadaan lisävähennyksiä energiankulutukseen ja kulutus jakautuu entistä tasaisemmin. Näiden vaikutusten määrään vaikuttaa kuitenkin voimakkaasti oman energiankulutuksen seurantaan yhdistettyjen muiden tekniikoiden kokoonpano, joten sitä ei voida arvioida luotettavasti ilman konkreettisen toteutusmallin pohdintaa. Johtopäätökset Kuluttajien käyttäytymisellä on keskeinen asema energianhallinnan tavoitteiden kannalta. Tavoitteisiin sisältyvät hiilidioksidipäästöjen vähen- täminen, energiakustannusten tasapainotus ja sähkön laadun parantaminen. Kuluttajien käyttäytymiseen voidaan vaikuttaa monenlaisilla tekniikoilla. Kun näitä tekniikoita sovellettiin Helsingin asukkaiden kulutukseen, lyhyestä analyysistä ilmeni, että kyseisillä tekniikoilla saatetaan vähentää hiilidioksidipäästöjä huomattavasti ja niillä on myönteiset vaikutukset myös esimerkiksi energiakustannuksiin ja sähkön laatuun. Laivojen maasähköyhteys Laivojen maasähköyhteys Vaikutus: 41 700 tonnia hiilidioksidia vuodessa Lisävaikutus: Typen ja rikin oksidien sekä hiukkaspäästöjen vähentyminen Toteutusaikataulu: Lyhyellä aikavälillä (5 vuoden kuluessa) Toteutuksen vaikeusaste: Keskitasoa Kustannukset: Suuret Peruste: Tämän tutkimuksen työpajoissa määritelty konsepti Vaikka valtamerilaivat ovatkin tehokkaita kuljetusvälineitä, ne ovat suuri yksittäinen ilmansaasteiden aiheuttaja lähinnä siksi, että laivaliikenteen päästöjen sekä käytettävän polttoaineen määrän ja laadun valvonta on verraten vähäistä. Reitti- ja risteilyalusten päästöjen osuudeksi arvioidaan 9,2 % maailman laivaliikenteen kokonaispäästöistä, ja risteilyalukset tuottavat 3,3 % maailman hiilidioksidipäästöistä. Laivat pääs- Laivojen maasähköyhteyden toimintaperiaate Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki 55 tävät ilmaan muitakin saasteita, kuten typpioksideja (NOx), rikkidioksidia (SO2) ja hiukkasia (PM). Nämä saasteet vaikuttavat näkyvyyteen, ilmanlaatuun ja ihmisten terveyteen. Kestävän kehityksen näkökulma on alettu ottaa huomioon, joten laivaliikenteen päästöjen vähentämiseksi on tekeillä uusia tekniikoita. Laivoissa voidaan ottaa käyttöön esimerkiksi moottorin elektroninen ohjaus tai katalysaattori. Maasähköyhteydestä voi tulla tehokas ratkaisu ilmansaasteiden huomattavaan vähentämiseen laivojen satamassa olon aikana. Laivan satamassa olon aikana päämoottori sammutetaan, mutta apumoottoreiden ja kattiloiden toiminta jatkuu. Apumoottoreita ja kattiloita tarvitaan lastaus- ja purkutöitä varten sekä laivassa olevien laitteiden, kuten valaistuksen, ilmanvaihdon, lämmityksen, pumppujen, jäähdytyksen ja viestinnän, käyttöä varten. Kun satamissa olevat laivat kytketään maasähköyhteydellä Suomen sähköverkkoon, apumoottori voidaan sammuttaa, mutta kattiloita tarvitaan edelleen. Sammuttamalla apumoottorit vältytään niiden tuottamilta päästöiltä ja laivat käyttävät paikallisesta sähköverkosta saatavaa sähköä. Tällöin maasähköyhteyden aiheuttamiin päästöihin vaikuttavat pääasiassa sähkön yhdistelmä ja sen tuottamien ilmansaasteiden määrä. Laivojen maasähköyhteys koostuu kolmesta pääosasta: maalla olevasta sähköjärjestelmästä ja infrastruktuurista (teolliset sähköasemat ja sähkölinjat tuovat satamaan sähköä paikallisesta verkosta), satamapaikassa olevasta kaapelijärjestelmästä (sähkökaapelit ja -johdot, satamalaiturin sähköasema ja liitännät laivan kytkentää varten) ja laivojen sähköjärjestelmästä. Asennuskustannukset vaihtelevat suuresti sataman entisen infrastruktuurin, verkon kapasiteetin ja varustettavien satamapaikkojen määrän mukaan. Jännitteen ja taajuuden standardoinnin puuttuminen on suuri ongelma laivojen maasähköyhteyden kannalta. Laivat käyttävät eri jännitteitä (esimerkiksi 440 V, 6,6 KV tai 11 kV) ja taajuuksia (Euroopassa standardina on 50 Hz ja Amerikassa 60 Hz). Myös sähköntarve vaihtelee laivamallin mukaan (300 KWe – 8 MWe). Laivojen maasähköyhteyden asentamista Helsingin satamaan arvioitaessa oletuksena oli, että laivat pysyvät satamapaikassa keskimäärin 10 tuntia. Oletus perustui satamasta kerättyihin tietoihin. Keskiarvo voi silti vaihdella suuresti laivojen tyypin ja koon mukaan. Erityyppisten laivojen sähkönkulutusta arvioitiin kunkin alustyypin teoreettisen keskimääräisen kuormituskyvyn mukaan. Oletuksena oli myös, että laivoissa ei ole päästöjä vähentävää tekniikkaa, kuten katalysaattoria. Arviossa otettiin huomioon myös, että järjestelmä voi tuottaa energiaa vain laivoille, joiden käyttämän sähkön taajuus on 50 Hz tai 60 Hz, ja että satamapaikkoja ei todennäköisesti ole varustettu. Silti kun otetaan huomioon Suomen sähkön alhainen hiilidioksidi-intensiteetti (220 g CO2/kWh), maasähköyhteys näyttäisi olevan erittäin hyödyllinen ratkaisu Helsingin laivaliikenteen päästöjen vähentämiseksi. Laivojen maasähköyhteydellä on monia etuja, mutta sen pääasiallisia hyötyjä ovat saasteiden eli hiilidioksidi-, typpi- ja rikkioksidi- sekä hiukkaspäästöjen väheneminen, terveysriskien pieneneminen ja ympäristövaikutukset. Helsingin sataman (Pohjois- ja Eteläsataman sekä Vuosaaren) vähennyspotentiaalia arvioitaessa todettiin, että hiilidioksidipäästöjä voitaisiin vähentää ainakin 62 % ja typpioksidipäästöjä 92 %. Tämä vastaa hiilidioksidin 40 000 tonnin ja typen oksidien 1 200 tonnin vähennystä. Toinen laivojen maasähköyhteydestä saatava hyöty on se, että apumoottoreiden sammuttaminen vähentää myös lähialueille kantautuvaa melua. Tulevaisuudennäkymiä Älyverkon ominaisuudet tekevät energian jakelusta entistäkin luotettavampaa, taloudellisesti tehokkaampaa, ympäristöystävällisempää, joustavampaa, varmempaa ja ennen kaikkea tuovat sen kaikkien ulottuville markkinamekanismien kautta. Verkot ovat aina olleet älykkäitä, mutta älyverkot ovat paljon muutakin kuin järkevästi suunniteltuja sähkönsiirtoreittejä. Niiden avulla voidaan optimoida vaihtelevien syöttöjen ja kuormitusten ohjaus. Toisen sukupolven älykäs verkko toi merkittävän muutoksen perinteisiin ajatusmalleihin: staattisena pysyvä verkosto ja sen käyttö ovat muuttuneet tieto- ja viestintäosien avulla dynaamisesti mu- -63% -92% 66,000 1300 41,700 1200 24,300 100 Laivan CO2-kokonaispäästöt laiturilla Helsingissä CO2-päästöjen vähentyminen maasähköyhteydessä Lopulliset CO2-päästöt Laivojen maasähköyhteydestä saatava hiilidioksidipäästöjen vähennyspotentiaali 56 Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki Laivan NOx-kokonaispäästöt laiturilla Helsingissä Päästöjen vähentyminen maasähköyhteydessä Lopulliset NOx-päästöt Laivojen maasähköyhteydestä saatava typpioksidipäästöjen vähennyspotentiaali kautuvaksi eläväksi infrastruktuuriksi, jota voidaan hallita ennakoivasti. Eräs älykkäiden sähköverkkojen tärkeä ominaisuus on mahdollisuus integroida jaettu energia älykkäästi niin sanottujen virtuaalivoimaloiden avulla: eri energiantuottajat yhdistetään energia-automaatiotekniikan avulla. Näin muodostuu virtuaalitasapaino, jonka avulla toiminnan optimoitu hallinta sujuu helposti. Tämän lisäksi älykkäiden sähköverkkojen älykkäät automaatio- ja ohjaustoiminnot varmistavat säädettävän tuotannon, vaihtelevan syötön ja kulutuksen välisen tasapainon. Tehonvirtauksen järjestelmällisen hallinnan avulla älykkäät sähköverkot tukevat tehokkaasti energian vaihtoa pitkillä etäisyyksillä energiansiirtosektorilla ja jakeluverkostoissa. Koska entistäkin laajemmat ja monimutkaisemmat verkostot ovat herkempiä toimintahäiriöille, 2030-älyverkossa on modernit tehonsäätökeskukset, jotka valvovat, ennustavat ja optimoivat hetkellistä ja tulevaa verkon tilaa erittäin tarkasti. Näin ollen kriittisiä tilanteita voidaan välttää ja katkosten estämiseksi voidaan tehdä ennaltaehkäiseviä toimia. Älyverkoissa on erilainen palvelukonsepti, jonka ansiosta käyttökustannukset ovat alhaisemmat. Perinteinen määräaikaishuolto on korvattu kuntopohjaisella valvonnalla ja huollolla. Huoltotoimet on luokiteltu tärkeyden mukaan, ja ne tehdään vain pyydettäessä tai jos laitteiston korjaaminen on verkon kannalta olennaista. Lisäksi tilan valvonta ja diagnosointi hoidetaan pitkälti automaattisilla anturijärjestelmillä, jotka ovat yhteydessä asiantunteviin etävalvontakeskuksiin. Älyverkot osaavat tuottaa laadultaan eritasoista sähköä, joka sovitetaan mahdollisimman tarkasti viennin kuormitukseen. Sidosryhmien, toimittajien, säätelyviranomaisten ja kuluttajien välisissä sopimuksissa voidaan määritellä eri tasoja luotettavuudelle, volttimäärille ja taajuusvakaudelle eri hintaluokissa sen mukaan, onko kyseessä teollisuusasiakas vai tavallinen kotitalous. Koko verkon kattavien ja lyhyin väliajoin lähetettyjen automaattisten hintasignaalien ansiosta älyverkon käyttäjät voivat hallita energian kulutustaan ja energiasta maksamaansa hintaa tarkasti ja tehokkaasti paikallisella kuormituksenvalvonnalla. He voivat valita haluamansa energiantoimittajan ja myydä ylimääräisen tuotetun energian. Älyverkon käyttöönottostrategia on käyttökelpoinen vain, jos sen voi jakaa yksittäisiin toimiin. Asiakas tarvitsee opastusta älyverkon käyttöönotossa, kuten merenkulkija tarvitsee kompassia päästäkseen määräsatamaansa. Turvallinen opastus tulevaisuuden verkon käyttöön on käyttäjän kannalta välttämätöntä. Tulevaisuuden älyverkko on käyttökelpoinen kestävän kehityksen edellyttämän urbaanin infrastruktuurin tavoitteiden saavuttamiseksi vain, jos teemme oikeat päätökset jo nyt. Kun Jukka syö aamiaista, useita energiaa koskevia päätöksiä on jo tehty. Näillä päätöksillä on sekä taloudellinen vaikutus että ympäristövaikutus. Kaikki perustuu valintoihin, jotka Jukka on tehnyt jo ennalta ja omien mieltymystensä mukaisesti. Hänen vaatteensa kuivattiin yön aikana kuivurissa. Hänen älymittarinsa on neuvotellut parhaan mahdollisen sopimuksen edullisen vihreän energian saamiseksi, kuten Jukka on asetuksissaan määritellyt. Älymittarin avulla Jukan kellarissa oleva mikrovoimala on tuottanut energiaa ja myynyt sen verkkoon parhaalla mahdollisella hinnalla. Jukka voi olla varma, että tänä tuulettomana päivänä hän tuottaa energiaa verkkoon, sillä hänen mikrovoimalansa tuottaa sähköä, joka myydään automaattisesti samalla kun tuotettu lämpö joko otetaan talteen eristettyyn vesisäiliöön tai myydään kaukolämpöverkkoon. Hänen investointinsa tuottaa joka tapauksessa mukavasti tulosta. Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki 57 Helsingin hiilidioksidiprofiili 60 Katuvalaistus 66 Top-down: mahdollisuudet ja skenaariot 67 58 Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki Toteutusmalli 73 Muiden kaupunkien esimerkkejä 74 Tulevaisuudennäkymiä 76 Haastattelu 77 Liikenne Pääkaupunkiseudun matkustajaliikenne kuluttaa vuosittain 2,8 terawattituntia energiaa ja tuottaa 0,67 miljoonaa tonnia hiilidioksidipäästöjä. Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki 59 Liikenne Helsingin hiilidioksidiprofiili Nykytilanne Helsingin seutu koostuu Helsingistä ja sitä ympäröivistä alueista. Tämän tutkimuksen liikennettä koskevassa osassa keskitytään pääkaupunkiseutuun eli Helsinkiin, Espooseen, Vantaaseen ja Kauniaisiin. Näissä neljässä kaupungissa asuu yhteensä miljoona asukasta. Kauniainen on kaupungeista pienin. Sen asukasluku oli vuonna 2010 noin 8 700. Tässä tutkimuksessa Kauniaisen tiedot sisältyvät kaikkialla Espoon tietoihin. Kauniaisten osuus pääkaupunkiseudun polttoaineen kokonaiskulutuksesta on noin 1 % (VTT – LIPASTO). Polttoaineen kulutus on olennaisin tieto hiilidioksidipäästöjä arvioitaessa. Yhden bensiinilitran polttamisesta syntyy 2 350 grammaa hiilidioksidia ja diesellitrasta 2 660 grammaa hiilidioksidia. Hiilidioksidi on yksi täydellisen palamisen lopputuotteista. Sitä ei voi suodattaa katalysaattoreilla eikä poistaa pakokaasuista tavanomaisilla menetelmillä, toisin kuin useimpia muita pakokaasuja. Siksi tehokkain tapa vähentää bensiiniä tai dieseliä käyttävien ajoneuvojen hiilidioksidipäästöjä on vähentää niiden fossiilisten polttoaineiden kulutusta. Helsingin ympäristötilastojen mukaan pääkaupunkiseudulla oli Autojen omistus pääkaupunkiseudulla vuonna 2000 vuonna 2009 noin 430 000 autoa. Helsingissä on vähemmän autoja tuhatta asukasta kohti kuin Espoossa ja Vantaalla. Lisätietoja on taulukossa 3. Koko alueella on vähemmän autoja tuhatta asukasta kohti kuin koko maassa keskimäärin. Koko alueella yksityisautojen määrä on kasvanut vuosittain 3,4 % vuosina 2000-2011. Automäärän kasvu aiheutuu osittain asukasluvun kasvusta ja osittain kasvavasta henkilöautotiheydestä. Jos pääkaupunkiseudun automäärä jatkaa kasvuaan nykyistä vauhtia, vuonna 2020 alueella on 560 000 yksityisautoa ja vuonna 2030 jo 670 000. Poliittiset ja julkiset aloitteet saattavat vaikuttaa tähän kehityssuuntaan, mutta niiden vaikutusta ei oteta huomioon tässä arviossa. Yksityisautot (yhteensä) Henkilöautotiheys (autoja / 1000 as.) Henkilöautotiheyden kasvu (%/vuosi) Helsinki 224 897 386 2,0 % Espoo 111 947 458 2,1 % Vantaa 94 304 477 2,5 % Taulukko3: Yksityisautojen määrä, henkilöautotiheys vuonna 2009 ja henkilöautotiheyden vuosittainen kasvu 2000–2011 Autojen omistus pääkaupunkiseudulla vuosina 2000 -2011 Enemmän kuin yksi auto Yksi auto 1000 autoa Ei autoa Vantaa 500 56% 400 30% Helsinki, asuinalueet 9% 300 48% 43% 200 Helsinki, keskusta 4% 100 36% 59% 0% 10% 20% 30% 40% osuus kotitalouksista Pääkaupunkiseudun yksityisautojen määrä 60 Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki 50% 60% 70% 2000 2002 2004 2006 2008 2010 Suurin yksityisautojen tarve näyttäisi olevan Vantaalla, missä henkilöautotiheys myös kasvaa nopeimmin. Tätä kehitystä selittävät väestörakenne, keskitulot, asenteet ja liikennejärjestelmä. Tässä tutkimuksessa keskitytään erityisesti liikennejärjestelmään sekä yksittäisten käyttäjien valintoihin ja käyttäytymiseen. Helsingin seudun liikenne eli HSL teki keväällä 2010 kyselyn tärkeimmistä syistä työmatkaliikenteen matkustustavan valintaan. On syytä olettaa, että nämä syyt koskevat kaikkia matkustustyyppejä pitkiä matkoja ja lomamatkailua lukuun ottamatta, mutta matkatyyppien syiden painotus voi vaihdella. Neljä tärkeintä syytä matkustustavan valintaan olivat matkustusaika, sujuvuus, mukavuus ja matkakustannukset. Muita syitä olivat esimerkiksi palvelun luotettavuus ja paikoitustilan saatavuus. Siksi on syytä olettaa, että kantakaupungin paikoitustilan väheneminen, keskustan paikoituksen kalleus sekä halvan paikoitustilan tarjonnan kasvu metro- ja juna-asemien lähellä todennäköisesti vähentävät yksityisautojen määrää keskustassa. Helsingin seudulla tehtiin laaja liikennetutkimus 2007–2010 (HSL 10 / 25.5.2010). Koko tutkimusalueelta saatiin yli 20 000 vastausta. Keskeinen havainto oli, että pääkaupunkialueen asukkaat matkustivat keskimäärin 25 kilometriä päivässä, kun taas muualla Helsingin seudulla matkustettiin noin 40 kilometriä päivässä. Matkojen määrän keskiarvoksi tuli hieman yli kolme päivässä. Matkustusaika oli pääkaupunkiseudulla 71 minuuttia ja muualla Helsingin seudulla 73 minuuttia päivässä. Keskiverto suomalainen matkustaa 42 kilometriä päivässä, ja matkoihin kuluu 71 minuuttia päivässä (HLT 04/05). Päivittäinen matkustusaika on Suomessa siis melko riippumaton asuinpaikasta. Lisäksi pääkaupunkiseudulla liikutaan päivittäin huomattavasti lyhempiä matkoja kuin ympäröivillä alueilla, mutta ympäröivien alueiden liikkuminen vastaa koko maan keskiarvoa. Taulukossa 4 esitetään pääkaupunkiseudun kulkutapojen jakauma. Km Kävely 1 Pyöräily Julkinen liikenne Yksityisautoilu (sis. taksit) Muu Yhteensä Min. Matkojen määrä Matkojen osuus 16 0,9 27 % 1 4 0,2 6% 8 27 0,9 27 % 13 23 1,3 39 % 1 2 0,1 3% 25 71 3,3 100 % Taulukko 4: Pääkaupunkiseudun keskivertoasukkaan päivittäisten kulkutapojen jakauma Noin 33 % kaikista matkoista kuljettiin pääkaupunkiseudulla kävellen tai pyöräillen vuonna 2008. Moottoriliikennematkoista vain pääkaupunkiseudun joukkoliikenteen osuus oli 38-–39 % vuosina 1995–2005, kun taas Tampereen alueella joukkoliikenteen osuus pieneni 19 prosentista 16 prosenttiin samalla aikavälillä. Lisätietoja Helsingin joukkoliikenteestä on HSL:n julkaisemassa energiatehokkuuden kehittämismahdollisuuksia koskevassa tutkimuksessa, joka tehtiin yhteistyössä ulkoisen konsultin kanssa lokakuussa 2010 (HSL 27 / 25.10.2010). Tutkimuksesta saatu raportti sisältää eri joukkoliikennevälineiden osuudet. Yleisimmät kulkuvälineet ovat bussi ja lähijuna. Helsingin keskustassa yleisimmin käytetty kulkuväline on raitiovaunu. Metron merkitys kasvaa, sillä uusi Ruoholahdesta Matinkylään kulkeva reitti on parhaillaan rakenteilla. Pääkaupunkiseudun matkustajaliikenne kuluttaa vuosittain 2,8 terawattituntia energiaa ja tuottaa 0,67 miljoonaa tonnia hiilidioksidipäästöjä. Yksittäisten ihmisten liikenne kuluttaa 81 % energian kokonaismäärästä ja tuottaa noin 85 % pääkaupunkiseudun henkilöliikenteeseen perustuvista hiilidioksidipäästöistä. Kilometrimäärä (Mkm/a) Autot, ilman katalysaattoria 600 Helsinki Espoo Vantaa 500 Autot, katalysaattorilla Autot, diesel 5000 4000 400 3000 300 2000 200 1000 100 2000 2002 2004 Pääkaupunkiseudun autojen määrä tuhatta asukasta kohti vuosina 2000–2011 2006 2008 2010 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 Autolla kuljettujen matkojen kilometrimäärät pääkaupunkiseudulla 2001–2009 Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki 61 (TWh/v) Osuus (energiasta) CO2 (t) Osuus (O2) Matkustaja, yksin 2,23 81 % 564,877 85 % Matkustaja, bussi 0,33 12 % 85,308 13 % Metro 0,04 2% 4,438 0,7 % Raitiovaunu 0,03 1% 2,790 0,4 % Bussi, kaasu 0,05 2% 8,956 1,3 % Lähijunat 0,09 3% 0 0% Yhteensä 100 % Taulukko 5: Pääkaupunkiseudun energian kulutus ja hiilidioksidipäästöt vuonna 2009. Vain henkilöliikenteen osuudet Henkilöliikenteeseen sisältyvät autot, moottoripyörät ja mopot. Tutkimuksesta jätettiin pois moottoripyörät ja mopot, koska niiden osuus Suomen koko maantieliikenteestä on hyvin pieni. Sähkö- ja hyb ridiautotkin ovat yhä melko harvinaisia. Vuonna 2009 noin kolmasosa yksityisautoista oli dieselautoja ja kaksi kolmasosaa bensiiniautoja. Rekkojen ja kuorma-autojen rahtiliikenne kuluttaa 1,18 terawattituntia energiaa vuodessa (2009) ja tuottaa noin 300 000 tonnia hiilidioksidipäästöjä. Vuosaaren satamasta kuljetetaan rahtia muualle Suomeen myös raiteilla, mutta VR käyttää vesivoimaa eikä raideliikenne siksi aiheuta hiilidioksidipäästöjä. Henkilö- ja rahtiliikenteen hiilidioksidipäästöt esitetään seuraavassa taulukossa. Dieselauto kuluttaa vähemmän polttoainetta ja aiheuttaa vähemmän hiilidioksidipäästöjä kuin vastaava bensiiniauto, mutta dieselautot ovat yleensä bensiiniautoja kalliimpia. Dieselautojen hiukkaspäästöt olivat aiemmin huomattavasti vastaavien bensiiniautojen hiukkaspäästöjä suurempia, joten ne olivat suurempi terveysriski erityisesti tiheästi Julkinen liikenne, kilometrimäärä (%) Bussi, kaasu 4% Metro 19% Raitiovaunu 5% Bussi, diesel 48% Lähijuna 24% Helsingin seudun joukkoliikenteen osuudet 62 Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki CO2 (t) Osuus (CO2) Matkustaja, yksin 564 877 58,1 % Matkustaja, bussi 87 747 9,0 % Metro 4 438 0,5 % Raitiovaunu 2 790 0,3 % Bussi, kaasu 8 956 0,9 % Rahti, rekka 303 617 31,2 % Yhteensä 972 425 100 % Taulukko 6: Pääkaupunkiseudun henkilö- ja rahtiliikenteen hiilidioksiidipäästöt asutuilla liike- ja asuinalueilla. Nykyisin dieselautoihin on saatavilla hiukkassuodattimia, mutta hiukkassuodatinta ei edelleenkään ole asennettu useimpiin Suomessa myytäviin dieselautoihin. Autoliitto on ilmoittanut, että vuoden 2008 alussa käyttöön otetun hiilidioksidiperusteisen rekisteröintiveron myötä dieselautojen osuus uusista rekisteröinneistä yleistyi nopeasti. Vuoden 2008 alkupuolella noin puolet uusista yksityisautoista oli dieselautoja. Muutoksen syy oli uusi verotusmalli. Suomen autoverotus koostuu Suomessa nykyisin neljästä verosta: rekisteröinti-, ajoneuvo-, käyttövoima- ja polttoaineverosta. Bensiiniautoista ei makseta käyttövoimaveroa, mutta niistä maksetaan dieselautoja suurempaa polttoaineveroa. Seuraavassa kaaviossa on yleiskatsaus Suomen autoverotuksesta. Auton rekisteröintiä ja käyttöä varten on maksettava rekisteröintivero. Sen suuruus määräytyy auton hiilidioksidipäästöjen mukaan tekniikasta riippumatta. Paljon hiilidioksidipäästöjä aiheuttavien autojen rekisteröintivero on suurempi kuin vähäpäästöisillä autoilla, mutta se on samansuuruinen esimerkiksi bensiini- ja dieselautoille, jos niiden hiilidioksidipäästöt ovat yhtä suuria. Tämä tutkimus perustuu vuoden 2009 liikennetietoihin. Silloin vuotuinen ajoneuvovero määräytyi ajoneuvon mallin ja painon mukaan. Vuonna 2010 otettiin käyttöön uusi verotusjärjestelmä, joka perustuu hiilidioksidipäästöihin. Bensiini- ja dieselautoja koskevat samat veroperusteet. Vuonna 2010 yksityisautojen pienin mahdollinen perusvero oli 19 € (alle 67 g CO2/km) ja suurin 606 € vuodessa (yli 400 g CO2/km). Suurin osa Suomessa käytössä olevista autoista tuottaa 131–200 grammaa hiilidioksidia/km eli niiden perusvero on 70–160 €. Joukkoliikenteen, erityisesti bussien, tukemiseksi dieselin hinta on pidetty bensiiniä halvempana. Siksi yksityisten dieselautojen omistajat maksavat vuosittain käyttövoimaveroa. Yksityisautoilijan kannattaa ostaa dieselauto, jos vuosittaisia ajokilometrejä kertyy paljon. Käyttövoimavero määräytyy ajettujen kilometrien mukaan, mutta sekä diesel- että bensiiniautojen polttoainevero kertyy litrojen mukaan. Bensiinin kalliimman polttoaineveron takia bensiiniautojen käyttö ei ole yhtä taloudellista, jos vuosittaiset ajokilometrimäärät ovat suuria. Ympäristövaikutusten huomioon ottaminen tukisi käyttövoimaveron pienentämistä, koska dieselautot kuluttavat vähemmän polttoainetta ja aiheuttavat siten vähemmän hiilidioksidipäästöjä kuin vastaavat bensiiniautot. Paikallisten päästöjen vähenemiseen vaikuttaisivat lisäksi uusiin dieselautoihin asennetut hiukkassuodattimet ja polttoaineiden kasvavat bio-osuudet. Polttoaineet voidaan ottaa käyttöön vähitellen sekoittamalla vanhoihin fossiilipohjaisiin polttoaineisiin uusia biopohjaisia osia. Vähittäisellä menetelmällä on kaksi suurta etua nopeaan menetelmään verrattuna: useimmat ajoneuvot pystyvät jo hyödyntämään uutta polttoainetta, jos uusien osien osuudet ovat pieniä ja jakeluverkosto on jo rakennettu. VTT on raportoinut polttoaineiden koostumuksista LIPASTO-projektissa, jonka tarkoituksena on laskea Suomen liikenteen kaikentyyppiset päästöt. Bensiini sisälsi 6,55 % ja diesel 2,78 % biopohjaisia osia vuonna 2009. Euroopan unionin asettaman pakollisen tavoitteen mukaan tämän osuuden on oltava polttoaineissa vähintään 10 % vuoteen 2020 mennessä, mutta Suomessa on asetettu vieläkin tiukempi tavoite: 20 % osuus vuonna 2020. Osuudet perustuvat polttoaineiden energiasisältöön. Polttoaineissa on Suomessa oltava 4 % biopohjaisia osia vuonna 2010 ja 6 % vuosina 2011–2014. Tämän jälkeen biopohjaisten osien osuuden polttoaineesta tulisi kasvaa lineaarisesti niin, että 20 % tavoite saavutetaan vuoteen 2020 mennessä. Helsingin seudulla päättyi hiljattain biopolttoaineiden tähän mennessä maailman laajin, kolme vuotta kestänyt kokeilu (2008–2010). Kokeiluun osallistui noin 300 bussia. Ajokilometrejä kertyi yli 50 miljoonaa. Kokeilun alussa bussit käyttivät seosta, jossa oli 30 % biodieseliä ja 70 % tavallista dieseliä. Alkuvaiheen jälkeen jotkin bussit käyttivät 100-prosenttista biodieseliä. Tuloksena oli merkittävä paikallisten päästöjen vähennys: hiukkaspäästöt vähenivät 30 % ja typen oksidit 10 %. Parhaat päästöjen vähennystulokset saatiin busseilla, jotka käyttivät ainoastaan uusiutuvaa biodieseliä. Bussikalustoa ei tarvinnut muuttaa, mistä oli taloudellista etua. Testattu uusiutuva biopolttoaine toimi hyvin myös vanhemmissa busseissa ja talviolosuhteissa. Uusien polttoaineiden käyttöönotto on herättänyt myös keskustelua puolesta ja vastaan. Biopolttoaineiden suurimittainen tuotanto voi aiheuttaa ympäristöongelmia ja yhteiskunnallisia ongelmia. Jos niitä ei tuoteta vastuullisesti, seurauksena voi olla metsien hävittämistä, ravinteiden köyhtymistä, myrkyllisiä päästöjä ja biodiversiteetin kaventumista. Erityisesti metsien hävittäminen biopolttoaineita tuottavissa maissa voi haudata alleen biopolttoaineiden hyödyt hiilidioksidipäästöjen vähentämisessä, koska metsät absorboivat hiilidioksidia ilmake- Autoverotus Rekisteröintivero perustuu hiilidioksidimääriin 1.1.2008 lähtien Vuosittainen ajoneuvovero perustuu hiilidioksidimääriin 1.3.2010 lähtien Bensiiniautojen perusvero Dieselautojen perusvero ja käyttövoimavero Polttoainevero Suomen autoverotus hästä ja hidastavat siten ilmastonmuutosta. Joitakin biopolttoaineiden raaka-aineita voidaan käyttää myös elintarviketuotannossa. Biopolttoaineiden tuotanto voi johtaa myös elintarvikepulaan, elintarvikkeiden kallistumiseen ja vakaviin yhteiskunnallisiin ongelmiin. HSL päätti olla käyttämättä palmuöljyyn pohjautuvia ja vastaavia raaka-aineita vuonna 2011. Niiden sijasta käytetään Suomen elintarviketeollisuuden jätteistä valmistettua uusiutuvaa biopolttoainetta. Pääkaupunkiseudun bussit tuottivat vuonna 2009 noin 14 % matkustajaliikenteen hiilidioksidipäästöistä. Helsingin seudun liikenteen eli HSL:n tavoitteena on vähentää hiilidioksidin kokonaispäästöjä 80 % vuosina 2011–2018. HSL:n arvion mukaan vuonna 2015 parhaaseen päästöluokitukseen kuuluu puolet busseista. Busseissa aiotaan käyttää lisäksi uusiutuvaa dieselpolttoainetta ja biokaasua. Tällä hetkellä käytössä on pääasiassa kahdenlaisia busseja: diesel- ja kaasubusseja. Kaasubussit pystyvät hyödyntämään sekä maakaasua että biokaasua. Biokaasua voidaan kerätä kaatopaikoilta ja jätevesilaitoksista, mutta se on puhdistettava liikennekäyttöä varten. Hybridibussejakin on testattu, ja niiden osuuden odotetaan vielä kasvavan. Johdinbusseja ei ole tällä hetkellä käytössä. Kaupungin viranomaiset ovat arvioineet niiden käyttöä, mutta vuonna 2011 päätettiin, ettei johdinbusseja oteta käyttöön Helsingissä. HSL osallistuu myös projektiin, jonka tavoitteena on muun muassa löytää joukkoliikenteeseen uusia sähköratkaisuja. Ratkaisuja voisivat olla esimerkiksi sähköbussien lataaminen pikalatauksella tai akkujen vaihto. Tässä tutkimuksessa oletuksena on, että 8 % bussien kaikista kilometreistä matkustetaan maakaasua käyttävillä kaasubusseilla ja 92 % tavallista dieseliä käyttävillä dieselbusseilla. Oletus perustuu pääkaupunkiseudun bussityyppien osuuteen koko bussimäärästä. Tavallisen dieselin bio-osuus oli 2,8 % vuonna 2009. Maakaasua käyttävä kaasubussi kuluttaa dieselbussia enemmän polttoainetta, mutta sen hiilidioksidipäästöt ovat lähellä dieselbussin CO2-päästöjä, koska maakaasun hiilipitoisuus on pienempi kuin dieselin. Noin 300 Helsingin seudun bussia osallistui biodieselkokeiluun vuonna 2009, mutta sitä ei otettu huomioon laskelmissa, jotka perustuvat VTT:n tilastoimaan polttoaineiden kulutukseen. Pääkaupunkiseudun raideliikenne koostuu metrosta, raitiovaunuista ja lähijunista. Jos matkustajaliikennettä tarkastellaan ottamatta huomioon rahtiliikenteen vaikutusta, raideliikenne kuluttaa 6 % kokonaisenergiasta ja aiheuttaa 2 % matkustajaliikenteen hiilidioksidipäästöistä. Lähijunien sähkö tuotetaan vesivoimalaitoksissa, jotka oletettavasti eivät tuota lainkaan hiilidioksidipäästöjä, mutta raitiovaunujen ja metrojunien sähkö on peräisin Heleniltä, joka ostaa suurimman osan (94 %) sähköstään pohjolan yhteisiltä sähkömarkkinoilta. Näissä laskelmissa käytetty hiilidioksidi-intensiteetti oli 103 kg CO2 / kWh. HKL käytti samaa lukemaa omissa hiilidioksidilaskelmissaan vuonna 2009. HKL:n hiilidioksidipäästöjen laskentatapa on vaihdellut vuosittain. Helsinki seudun liikenteellä (HSL) on tällä hetkellä yksi metrolinja, jossa on kaksi haararataa. Metrolinjan pituus on yhteensä 21,1 km, ja asemia on 17. Metro kulkee kantakaupungissa maan alla. Länteen eli Espooseen on rakenteilla Ruoholahdesta Matinkylään kulkeva laajennus. Kauttaaltaan maan alla kulkeva uusi linja tulee käyttöön vuonna 2015. Länsimetroprojektin sivuilla (http://www.lansimetro.fi) uuden metrolinjan pituudeksi ilmoitetaan 13,9 km. Metromatka Ruoholahdesta Matinkylään kestää 16 minuuttia. Lauttasaareen, Tapiolaan ja Matinkylään rakennetaan bussiasema liityntälinjoja varten. Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki 63 Lauttasaari ja Koivusaari kuuluvat Helsinkiin ja muut uudet asemat Espooseen. Tapiolaan rakennetaan ylimääräinen sivuraide kääntymistä varten. Sen ansiosta jotkin metrolinjat voivat päättyä Tapiolaan. Metron uuteen linjakarttaan tulee kaksi metrolinjaa. Ensimmäinen linja liikennöi Tapiolan ja Mellunmäen välillä ja toinen Matinkylän ja Vuosaaren välillä. Suunniteltu vuoroväli on 5 minuuttia, paitsi Tapiolan ja Itäkeskuksen välillä 2,5 minuuttia. Metrojunan enimmäispituudeksi tulee kaksi yksikköä (neljä vaunua). Nykyinen enimmäispituus on kolme yksikköä (kuusi vaunua). Mellunmäki Kontula Myllypuro Itäkeskus Kalasatama Sörnäinen Kulosaari Puotila Siilitie Herttoniemi Rastila Vuosaari Hakaniemi Kaisaniemi Rautatientori Tällä hetkellä käytössä on kahdenlaisia metrojunia: M100 ja M200. M100-metrojunia valmistettiin vuosina 1977–1984 ja M200-metrojunia 2000–2001. Vuonna 2009 HSL:llä oli päivittäisessä käytössä 45 metrojunaa. 80 % linjojen kilometrimäärästä ajettiin M100-junilla ja 20 % M200-junilla. Ruoholahden ja Matinkylän välistä metroliikennettä varten on hankittava uusia metrojunia. Nykyisessä verkossa metrojunan enimmäispituus on kuusi vaunua, ja Helsingin pisimpään mahdolliseen metrojunaan mahtuu 900 matkustajaa. Yhteen metrojunaan mahtuu siis yhtä monta matkustajaa kuin 700 yksityisautoon. Vuonna 2009 metrojunan keskimääräinen matkustajamäärä oli 20 % junan koko kapasiteetista. Metroissa on silti ruuhka-aikoina tungosta. Helsingin metrojunia ajaa nykyisin vielä kuljettaja, mutta HSL on asettanut tavoitteeksi metroliikenteen automatisoinnin. Pääkaupungin raitiovaunuverkko ulottuu koko kantakaupunkiin. Vuonna 2011 matkustajaliikenteen käytössä olevan raitiovaunuverkoston kokonaispituus oli 91,3 km. Jätkäsaareen kulkeva pikaraitiotie otettiin käyttöön vuoden 2012 tammikuussa. Suunnitteilla on rakentaa uusia raiteita ja lisätä uusia asemia. Helsingin seudun liikenteellä on kolme pääasiallista raitiovaunumallia: Nrv I, MLNrv ja Variotram. Käytössä on yhteensä 82 Nrv I- ja MLNrv-mallista raitiovanua sekä 40 Variotram-mallista raitiovaunua. MLNrv-raitiovaunuja on hiljattain pidennetty lisäämällä vanhojen vaunujen väliin pidennysosa. 6,5 metrin pituisen pidennysosan madallettu lattia helpottaa vaunuun nousua. HSL on päättänyt hankkia paikalliselta tuottajalta 40 uutta energiatehokasta raitiovaunua. Kahta ensimmäistä testataan vuonna 2013. HSL liikennöi myös lähijunia. Helsinki ja Pasila ovat päärautatieasemia, joilla pysähtyvät kaikki lähijunat. Pasilan jälkeen lähijunaverkko jatkuu kolmeen suuntaan: Karjaalle, Vantaankoskelle ja Riihimäelle. Uusi kehärata on rakenteilla, ja valmistuttuaan se yhdistää toisiinsa kaksi näistä haararadoista. Kamppi Ruoholahti 2005 4500 2006 2007 2008 2009 2011 2010 4000 Helsingin metroasemat. 3500 3000 2500 Otaniemi 10 000 2000 Keilaniemi 10 000 1500 Koivusaari 10 000 Helsinki Uudet metroasemat ja niiden arvioidut päivittäiset matkustajamäärät 64 Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki Espoo Kauniainen Vantaa Helsingin seutu Asuntojen neliöhinnat Suomessa 2005–2011 Tampere Kerrostalot Rivitalot Kerrostalot Rivitalot Kerrostalot Rivitalot Kerrostalot Rivitalot Ruoholahti 0 Kerrostalot Matinkylä 30 000 500 Rivitalot Niittykumpu Lauttasaari 20 000 Kerrostalot Tapiola 30 000 1000 Rivitalot Jousenpuisto 10 000 Turku 1980 1985 1990 2000 2005 2009 2010 Espoo 137 409 156 778 172 629 213 271 231 704 244 330 247 970 Helsinki 483 036 485 795 492 400 555 474 560 905 583 350 588 549 Kauniainen 7 203 7 746 7 889 8 532 8 457 8 617 8 689 Vantaa 132 050 143 844 154 933 178 471 187 281 197 636 200 055 Total 759 698 794 163 827 851 955 748 988 347 1 033 933 1 045 263 Taulukko 7: Pääkaupunkiseudun asukasluku 1980–2010. Haasteet ja kehityssuunnat Joukkoliikenteen käyttöä vertailtaessa voidaan havaita, että Helsingin metroasemat sisältävällä alueella joukkoliikenteen osuus oli 60 % koko aamuruuhkan moottoriliikenteestä vuonna 2005, kun sen osuus Espoon ja Vantaan pohjoisosissa kaukana metro- ja juna-asemista oli vain 22–35 % (LVM 55/2007). Pääkaupunkialueen lähijunista, metrosta ja raitiovaunuista koostuvan raideliikennejärjestelmän palvelu on hyvää tasoa, sillä se on yksityisautoiluun verrattuna nopea matkustustapa erityisesti ruuhka-aikoina. Silti kantakaupungissa on edelleen ongelmia, jotka liittyvät aikataulujen pitävyyteen, riittämättömään kapasiteettiin, kuljettajien vähyyteen, turvallisuuteen ja siisteyteen. Joka tapauksessa joukkoliikenteen hyvä palvelutaso lisää joukkoliikennepalveluiden kysyntää. Yksityisautoilu on lisääntynyt alueella noin 350 % vuosina 1966– 2008. Samalla aikavälillä joukkoliikenteen käyttö on kasvanut vain noin 35 %. Vuonna 1966 Helsingissä, Espoossa ja Vantaalla tehtiin yhteensä 320 miljoonaa matkaa vuodessa. Niistä 34 % tehtiin yksityisautolla ja noin 66 joukkoliikennevälineillä. Sen jälkeen joukkoliikenteen osuus on pienentynyt, kun taas yksityisautoilun osuus on kasvanut. Kehityksen perussyynä on lisääntynyt liikenne pääkaupunkiseudun reuna-alueille, missä yksityisautoilu on paljon suositumpaa kuin lä- 30% hempänä keskustaa. Viimeisten 20 vuoden aikana pääkaupunkiseudun asukasluku on kasvanut 38 %. Väestönkasvun mukanaan tuomasta yksityisautojen kasvavasta määrästä aiheutuu yksityisautoilun lisääntymiseen liittyviä ongelmia, kuten liikenneruuhkia ja hiilidioksidipäästöjä, vaikka joukkoliikenteen osuus ei enää pienentyisikään. Kaupunkitutkimus TA Oy tutkii metropolialueiden ominaisuuksia. Sen tutkimusaloihin kuuluu työpaikkojen määrä. Helsingin seudun työpaikkojen määrä on kasvanut 10 % vuodesta 2000 vuoteen 2010. 55 % työpaikoista sijaitsee Helsingissä, 16 % Espoossa ja Vantaalla ja 14 % niitä ympäröivillä alueilla. Työpaikkojen määrä on kasvanut viime vuosina etenkin Espoossa ja Vantaalla. Työ on yksi tärkeimmistä syistä matkustamiseen ja liikenneverkon käyttöön. Vuonna 2008 työmatkan keskimääräinen pituus oli pääkaupunkiseudulla 12 km ja sen lähialueilla 25 km. Muualta maasta päivittäin pääkaupunkiseudulle töihin matkaavien määrä on myös ollut selvässä kasvussa viime vuosikymmeninä. Tilastokeskus kerää Suomen asumisen hintatietoja. Asuntojen hinnat ovat nousseet viime vuosina Helsingin seudulla. Vuonna 2009 neliömetri maksoi Helsingissä rivitalossa noin 2 900 euroa ja kerrostalossa noin 3 500 euroa. Vuodesta 2005 vuoteen 2009 kerrostaloneliön nimellishinta on noussut Helsingissä noin 27 %. Helsingin seudulla pääkaupunkialueen ulkopuolella neliömetrin hinta oli rivitalossa noin 2 100 € ja kerros- Helsingin seutu Keskusta 25% 20% Paljon työpaikkoja 15% Hyvä joukkoliikenne Erittäin kalliit asunnot Pääkaupunkiseutu 10% 5% Helsinki Espoo Kauniainen Vantaa Helsingin seutu Asuntojen nimellishinnat Suomessa 2005–2009 Tampere Kerrostalot Rivitalot Kerrostalot Rivitalot Kerrostalot Rivitalot Kerrostalot Rivitalot Kerrostalot Rivitalot Kerrostalot Rivitalot Työpaikkoja Turku Toimiva joukkoliikenne Kalliit asunnot Ympäryskunnat Vähän työpaikkoja Puutteellinen joukkoliikenne Asuntojen hinnat keskitasoa Helsingin seudun haasteet Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki 65 talossa noin 1 800 €. Kysyntä ja tarjonta vaikuttavat asuntojen hintoihin. Kerros- ja rivitaloasunnoista on Helsingin seu dulla enemmän kysyntää kuin muualla maassa, koska työpaikat keskittyvätpääkaupunkiseudulle ja Helsingin seudulle muutetaan työn perässä. Helsingin seudun asukasluku on kasvanut samalla, kun väestö vähenee muualla Suomessa. Kerros- ja rivitaloasuntojen tarjonta ei riitä vastaamaan kysyntään. Ihmiset hakeutuvat kauemmas keskustasta asuntojen kalleuden takia. Tähän voitaisiin vaikuttaa kaupunkisuunnittelussa lisäämällä asukastiheyttä. Joukkoliikennepalvelujen järjestäminen kaukana keskustasta asuville ei ole helppoa. Hinnat eivät koske uusia taloja. Helsingin seudulla tarkoitetaan Helsingin, Espoon, Vantaan ja Kauniaisten lähikuntia. Pääkaupunkiseudun suurimpiin ongelmiin lukeutuvat asuntojen korkea hintataso sekä joukkoliikennepalvelujen järjestäminen kauempana keskustasta asuville. Yksityisauto on yhä usein paras vaihtoehto esikaupunkien ja maaseudun asukkaille, joilla on työpaikka Helsingissä. Yksityisautoilu aiheuttaa liikenteestä eniten hiilidioksidipäästöjä ja on suurin syy Helsingin seudun liikenneruuhkiin. Kunta Osuus työntekijöistä (%) Tuusula Etäisyys Helsinkiin (km) 50 28 koko pääkaupunkiseudulta. Mutta edullisen asuinpaikan lisäksi haetaan myös tilaa ja rauhaa. Siksi hyvin suurituloisetkin muuttavat pääkaupunkiseudun lähialueille. Tästä aiheutuu hallinnollisia ongelmia, sillä kaupunki menettää hyviä veronmaksajia. Joukkoliikenteen järjestäminen kauempana sijaitseville alueille ei ole helppoa ja tietyissä oloissa voidaankin kysyä, tarvitaanko etäisimmille alueille ja haja-asutusalueille joukkoliikennettä lainkaan. Kuvassa 46 esitellään Helsingin seudun eri alueiden ominaisuuksia ja haasteita. Hyvän tilanteen taustaväri on vihreä, tavanomaisen tilanteen keltainen ja ongelmallisen punainen. Katuvalaistus Katuvalaistus on olennainen osa liikenneturvaa ja kaupunkikuvaa. Se on kaupungin tärkeä vastuualue, mutta samalla energiansäästöön liittyvät vaatimukset tiukentuvat. Uusissa säädöksissä kielletään ympäristövalaistus, joka tuhlaa energiaa ja häiritsee sekä asukkaita että luontoa. Valaistuksessa käytetään tavanomaisesti hehkulamppuja ja kaasupurkauslamppuja. Viime vuosiin asti hehkulamput olivat talouksissa yleisimpiä, mutta useimpia niistä ei enää ole myynnissä uusien EUsäädösten takia. Niitä ei ole käytetty ulkovalaistuksessa. Katuvalaistuksessa vakiotekniikkana on ollut kaasupurkauslamppu. Niihin kuuluvat esimerkiksi loistelamput, pien- ja suurpainenatriumlamput, suurpaineelohopealamput ja monimetallilamput. Kerava 54 31 Kirkkonummi 61 31 Sipoo 51 35 Järvenpää 45 36 Nurmijärvi 53 37 Elohopea Vihti 44 49 Teho (w) Porvoo 23 50 50 406 35 902 50 906 Siuntio 44 51 80 1 619 70 1 613 70 7 529 Pornainen 40 54 125 27 105 100 12 100 12 444 Hyvinkää 25 56 250 3736 150 527 150 9 971 Lohja 23 57 400 420 250 154 250 10 748 Inkoo 33 58 Yhteensä 33 286 400 14 400 2 362 Mäntsälä 30 61 72 121 600 35 Riihimäki 19 69 Yhteensä 3 343 110 337 Orimattila 8 93 210 92 Kouvola 2,4 134 350 231 Tampere 2,6 176 Yhteensä 44 655 Taulukko 8: Päivittäinen työmatkaliikenne pääkaupunkiseudulle ja työmatkojen pituus. Keskustaan suuntautuvan joukkoliikenteen järjestäminen kannattaa, sillä sen liikennemäärät ovat suurimpia. Tilastoitu hintataso on keskustassa korkea, joten siellä asuu enimmäkseen varakkaita ja suurituloisia. Pääkaupunkiseudun yksin asuvat ovat suurperheitä paremmassa asemassa kalliiden neliöhintojen suhteen. Joukkoliikenteen järjestäminen vaikeutuu sitä mukaa, mitä kauemmaksi keskustasta edetään. Myös keskimääräinen neliöhinta laskee etäisyyden kasvaessa. Siksi lapsiperheet ja pienituloiset asettuvat asumaan kauemmaksi keskustasta ja jopa 66 Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki Määrä Monimetalli Suurpainenatrium Teho (w) Teho (w) Määrä Määrä Taulukko 9: Helsingin lamppujen teho vuonna 2010 (Sarvaranta) Vuonna 2010 Helsingin katuvalaistuksen kokonaiskulutus oli 55 GWh, ja se tuotti 12 100 tonnia hiilidioksidipäästöjä, jos käytettiin Suomen sähkön hiilidioksidi-intensiteettiä 0,22 kg CO2 / kWh. Helsingin katuvalaistuksessa käytettiin yhteensä 81 000 lamppua. Yhden lampun käyttöaika oli noin 4 000 tuntia vuodessa (Sarvaranta). Valaistun katuosuuden pituus oli 1 050 km vuonna 2009. Energian kulutus valaistuspistettä kohti on ollut laskusuunnassa 1997–2009, mutta valaistuspisteiden määrä on samalla kasvanut. Vuosittain asennetaan 1 000 uutta valaistuspistettä ja uudistetaan 2 500 valais- tuspistettä. Valaistuspistettä uudistettaessa koko valaisin vaihdetaan yleensä uuteen. Valotehokkuuden mittayksikkö on lm/W (lumenia wattia kohti). Se mittaa tehokkuutta, jolla sähkö muutetaan näkyväksi valoksi. Lumen on valonvoimakkuuden yksikkö. Elohopealampun valotehokkuus on 50 lm/W. Suurpainenatrium- ja monimetallilamppujen valotehokkuus on parempi: 100 lm/W. Vuonna 2010 suurin osa Helsingin katuvaloista oli suurtehonatrium- ja elohopealamppuja (Sarvaranta). Helsingin jäljellä olevat elohopealamput vaihdetaan suurpainenatriumlampuiksi vuoteen 2016 mennessä. Uusien EU-säädösten seurauksena elohopealamppuja ei enää ole myynnissä vuoden 2015 jälkeen (Sandström). Jos valonvoimakkuus (lumen) jäisi nykyiselleen, elohopealamppujen vaihtaminen suurpainenatriumlamppuihin vähentäisi katuvalaistuksen aiheuttamat hiilidioksidipäästöt puoleen. Näin ei käy, koska teho ei vähene merkittävästi, kun lamput vaihdetaan tehokkaampiin, vaan katuvalaistus kirkastuu. Toisin kuin elohopealamppuja, suurpainenatriumlamppuja voidaan kuitenkin himmentää. Himmentämällä voidaan vähentää niiden energian kulutusta. Taulukko 10 sisältää Helsingin lampputyyppien tyypilliset ominaisuudet ja arvioidut vuosittaiset hiilidioksidipäästöt Elohopea Moni metalli Suurpaine natrium Kaikki lamput 139 83 159 148 50 100 100 80 6 970 8 302 15 905 11 933 Energian kulutus (kWh / lamppu) 558 332 636 592 CO2-päästöt (kg / lamppu) 123 73 140 130 Keskimääräinen teho (W) Valotehokkuus (lm / W) Valon voimakkuus (lm / lamppu) Taulukko 10: Helsingin katulamppujen keskimääräiset ominaisuudet vuonna 2010. Lampun arvioitu käyttöaika on 4 000 tuntia vuodessa. Puolijohdevalot (SSL) ovat valaistuksen uuttaa tekniikkaa, joissa käytetään LED-, OLED- tai LEP-lamppuja. Tässä tutkimuksessa keskitytään pääasiassa LED-tekniikkaan. LED-tekniikka on ympäristöystävällistä, koska se tuottaa valoa vanhoja tekniikoita energiatehokkaammin. Puolijohdevalojen emitterit ovat myös kestäviä. Lisäksi LED-valaistuksen päästöominaisuuksia voidaan mukauttaa. LED-lampuilla ei ole välkkymis- eikä lämpenemisaikaa. Ne valmistetaan myrkyttömistä aineista, joten ne voidaan kierrättää. LED-lamppujen valotehokkuus on tällä hetkellä keskitasoa eli 60 lm/W (Sandström), mutta sen arvioidaan kasvavan merkittävästi (Sarvaranta). Lampun käyttöikä vaihtelee lampputyypin mukaan. Lampputyyppien ominaisuuksia esitellään taulukossa 11. Valaisimen käyttöikä on noin 30 vuotta, mutta uusimmat saattavat kestää kauemminkin. Lampputyyppi Velotehokkuus (lm/W) 10 Hehkulamppu (hyvin pieni) Lampun käyttöikä AsennusKäyttökustannukset kustannukset 3 kuukautta (ei käytetä katuvalaistuksessa) Vähäiset Erittäin suuret Elohopea 50 (pieni) 3-4 vuotta Keskitasoa Keskitasoa Suurpainenatrium 100 (suuri) 4 vuotta Suuret Vähäiset Monimetalli 100 (suuri) 2-3 vuotta Suuret Vähäiset 60 (keskitasoa) 12 vuotta Erittäin suuret Vähäiset LED Taulukko 11. Lampputyyppien arvioidut ominaisuudet (perustuvat Sarvarannan ja Sandströmin tutkimukseen). Arvioitu käyttöaika 4 000 tuntia vuodessa. Energiaa voidaan säästää sammuttamalla valot vähäisen liikenteen ajaksi. Yleinen tapa säästää energiaa on sammuttaa joka toinen valaisin iltakymmenen ja aamukuuden väliseksi ajaksi. Toinen energiansäästötapa on himmennyksen säätö. Elohopealamppuihin ei ole saatavissa himmennyksen säätöä, mutta suurpainenatriumja monimetallilamput voidaan himmentää. Valaistusta himmennetään pienentämällä jännitettä. Joka neljänteen Helsingin valaistuspisteeseen on asennettu himmennyksen säätö. Katuvalaistuksen kirkkautta voidaan säätää liikennemäärien, säätilan ja luonnonvalon mukaan. Suomen ensimmäinen LED-katuvalaistus otettiin käyttöön Levin laskettelukeskuksessa. Levin LED-valaistus kuluttaa vain noin 41 wattia valaisinta kohti ja toimii hyvin 35 asteen pakkaseen asti. Valaisimia on yhteensä 64. Tehokkuudestaan huolimatta valo tuntuu mukavalta silmille. Vuonna 2009 useimmat kunnat eivät kuitenkaan osoittaneet kiinnostusta laajamittaisiin LED-asennuksiin (Sarvaranta). Pääasiallisia syitä kiinnostuksen puutteeseen olivat kallis hinta, valotehokkuus, luotettavuus, standardien puuttuminen ja vähäinen käyttökokemus. Johtopäätöksenä voidaan todeta, että LED-valaistus vähentäisi kaluvalaistuksen energian kulutusta merkittävästi, mutta tekniikka on vielä keskeneräistä ja vähäinen kokemus LED-valaistuksesta lisää kuntien epäröintiä. LED-valaistusta voidaan pitää erittäin lupaavana uutena tekniikkana, ja LED-katuvalaistuksen uusia testausalueita tulisi edistää. Top-down: mahdollisuudet ja skenaariot Tässä tutkimuksessa arvioidaan kolme vaihtoehtoista tulevaisuudenskenaariota. 1. Henkilöliikenneskenaario Ensimmäinen skenaario kattaa siirtymän bensiinin ja dieselin käytöstä sähköautoihin. Liikenteen CO2-jalanjäljen pieneneminen on jatkossa sähköautojen energiatehokkuuden ansiota. Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki 67 Sähköautot eivät ole ainoa tapa parantaa energiatehokkuutta ja vähentää ajoneuvojen CO2-päästöjä. Muita nykyisin huomioon otettavia keinoja ovat hybridiautot, vetyautot, flexifuel-autot ja bifuel-autot. Hybridiautot voivat käyttää sähköä tai perinteisiä polttoaineita. Vetyautojen vety voidaan tuottaa eri tavoilla, joilla jokaisella on omat ympäristövaikutuksensa. Flexifuel-autot voivat käyttää joko erityistä runsaasti bioetanolia sisältävää polttoainetta tai tavallista bensiiniä. Bifuel-autoissa on kaksi tankkia, yksi bensiinille ja yksi kaasulle. Jos biokaasua on saatavilla, bifuel-autot voivat käyttää ainoastaan uusiutuvaa energiaa. Muussa tapauksessa se voi käyttää joko maakaasua tai perinteistä bensiiniä. Perinteisille bensiini- ja diesel-autoille on myös kehitetty ympäristöystävällisempiä polttoaineita, mutta niiden käyttöönotto on ollut tähän saakka hidasta ja asteittaista. Osana tätä skenaariota arvioidaan myös vaikutuksia, joita syntyy, kun perinteisiin polttoaineisiin lisätään biopohjaisia osia. Tässä skenaariossa keskitytään vaikutuksiin, joita syntyy, kun bensiini- ja dieselautot korvataan sähköautoilla. Sähköntuotantoon käytettävät energianlähteet vaikuttavat niiden päästöihin ja ympäristövaikutuksiin. Suomessa kuluttajalla on vapaus valita kotitaloutensa sähköntoimittaja. Kun sähköauto on ladattu käyttämällä autonomistajan talon sähköpistoketta, yksittäisen sähköauton todelliset päästöt ja ympäristövaikutukset riippuvat vahvasti autonomistajan valinnoista. 2. Raideliikenneskenaario Toinen skenaario kattaa laajan raideliikenteen käytön. Tämä skenaario vaatii tehokkaita liittymälinjoja metro- ja raitiovaunuasemille. Muutoin asuin- ja kauppa-alueet, jotka eivät ole suoraan yhteydessä rautatieasemiin, ovat vaarassa menettää arvonsa ja aiheuttaa sekä yhteiskunnallisia että taloudellisia ongelmia. Kun nykyinen metrorata rakennettiin Itä-Helsinkiin, esimerkiksi Laajasalon asuntojen hinnat laskivat, kun suora linja-autoyhteys Helsingin keskustaan katosi. 3. Älykkäiden liikenneratkaisujen skenaario Kolmas skenaario kattaa edistyneiden teknisten ratkaisujen laajan käytön. Se lisää etuja julkiselle liikenteelle ja sisältää kattavan reaaliaikaisen tiedotusjärjestelmän. Metro- ja rautatieasemien läheisyyteen asennetaan teknisesti edistyneitä pysäköintijärjestelmiä, ja kiireisimpinä aikoina peritään ruuhkamaksu. Nykyisin ainoa autonomistajalle kilometreittäin aiheutuva kulu on bensiinin hinta. Polttoaineen hinta 68 Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki sisältää Suomessa polttoaineveron, mutta liikenne- ja viestintäministeriön tekemän selvityksen mukaan nykyinen hintapolitiikka ei pysty estämään ruuhkia Helsingin metropolialueella seuraavien vuosikymmenten aikana. Tämän lisäksi omaa autoa voidaan pitää ainoana vaihtoehtona monille Keski- ja Pohjois-Suomen syrjäseuduilla asuville ihmisille. Liian korkea polttoainevero voi vaikuttaa negatiivisesti maaseudun asukkaisiin. Tiivistetysti voidaan ajatella, että kilometrin ajamisen Helsingin keskustassa tulisi olla kalliimpaa kuin kilometrin ajaminen maaseudulla Keski- tai Pohjois-Suomessa. Jos ihmiset maksaisivat kohtuullisen hinnan omalla autolla ajamistaan kilometreistä, tämä kannustaisi heitä jättämään autonsa kotiin ja käyttämään julkista liikennettä alueilla, joilla se toimii hyvin. Yksityisautojen energiatehokkuutta voidaan parantaa käyttämällä sähkö- tai hybridiautoja tai valitsemalla vähän polttoainetta kuluttava bensiini- tai dieselmoottori. Valitettavasti ihmiset ovat siirtyneet tehokkaampiin, mutta samalla suurempiin autoihin. Liikenneturvallisuus on Yksityisen liikenteen ja rahtiliikenteen päästöjen arvioidaan pysyvän samoina CO2 Mt/vuosi 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 2010 Yksityisen liikenteen ja rahtiliikenteen päästöt vuosina 2010 ja 2030 (BAU) 2030 perusskenaario ollut yksi syy tällaiseen kehitykseen: isojen autojen on yleensä havaittu olevan turvallisempia onnettomuuksissa. Ajoneuvon turvallisuuden parantaminen kasvattamalla sen painoa on näin ollen suuri haaste. Kävely ja pyöräily ovat ympäristölle ystävällisimpiä liikkumistapoja lyhyillä välimatkoilla. Kävely ja pyöräily eivät aiheuta CO2-päästöjä, ja ne vaativat huomattavasti vähemmän tilaa kuin moottoroidut kulkuvälineet. Arvioiden mukaan ruuhkaisessa kaupungissa pyöräily on nopein tapa liikkua, jos matkan pituus on alle seitsemän kilometriä. Jotta kävelyä ja pyöräilyä voitaisiin lisätä huomattavasti, kotien, työpaikkojen ja opiskelupaikkojen sekä palveluiden välisten välimatkojen tulee olla tarpeeksi lyhyitä. Suomessa kaupunkisuunnittelu on tärkeä tapa vaikuttaa pyöräilyn suosioon. Talvisin lumen poisto ja liukkauden esto on olennaisen tärkeää. Polkupyörille tarvitaan myös huolella mietittyjä parkkipaikkoja ja varastotiloja. Pyöräilyreittien tulee olla turvallisia, katkeamattomia ja hyvässä kunnossa. Poljin-verkosto (Internetissä http://www.poljin.fi) on kerännyt tietoa pyöräilystä Suomessa. Pyöräilymatkan keskipituus koko maassa on kolme kilometriä. Samaan aikaan Helsingin alueella 43 % kaikista matkoista on alle kolme kilometriä. Lisäksi noin 25 % näistä alle kolmen kilometrin matkoista tehdään pääkaupunkiseudulla autolla. Auton ensimmäiset kilometrit kylmällä moottorilla ovat erityisen kriittiset, sillä ensimmäiset kilometrit kuluttavat enemmän polttoainetta ja aiheuttavat huomattavasti enemmän paikallisia päästöjä kuin myöhemmät kilometrit. Etenkin bensiiniautojen katalysaattorit toimivat huonosti kylmänä käynnistetyn auton ensimmäisillä kilometreillä. Useimmat pääkaupunkiseudun linja-autot käyttävät nykyään dieseliä, mutta käytössä on myös noin sata kaasulinja-autoa. Dieselbussien energiatehokkuutta voidaan parantaa hybriditekniikalla, mutta hybridibussit ovat ostettaessa kalliimpia kuin tavalliset dieselbussit. Yksi mahdollisuus parantaa bussien energiatehokkuutta on korvata dieselbussit johdinbusseilla. Johdinbussit käyttävät fossiilisten polttoaineiden sijaan sähköä, joten ne ovat energiatehokkaampia kuin dieselbussit. Johdinbussit eivät myöskään aiheuta paikallisia päästöjä, mikä on erityisen tärkeää kaupunkien keskustoissa. Nykyaikaiset johdinbussit voivat myös kulkea lyhyitä matkoja ilman vaijereita, mikä on yksi niiden eduista raitiovaunuihin verrattuna. Tällä hetkellä suunnitelmissa ei ole ottaa johdinbusseja käyttöön Helsingin alueella. Kaasubussit voivat käyttää maakaasua tai puhdistettua biokaasua. Maakaasu tuodaan ulkomailta, mutta biokaasua voidaan kerätä suomalaisista lähteistä. Puhdistamattoman biokaasun lähteitä ovat kaatopaikat ja jätevedenpuhdistamot. Las- kelmien mukaan noin 600 bussia (noin puolet kaikista Helsingin seudun busseista) voisi toimia Ämmässuon kaatopaikalta kerätyllä biokaasulla. Nykyisin Ämmässuolta saatua biokaasua käytetään sähköntuotantoon, mutta tämä ei ole sen energiatehokkain käyttötapa. HSL aloittaa biokaasun käytön noin 50 bussissa vuoden 2012 aikana. Biokaasua kerätään Suomenojan jätevedenpuhdistamosta, joka sijaitsee Espoossa. Raideliikenne, johon kuuluvat metrojunat, raitiovaunut ja lähijunat, on energiantehokkain valinta matkustajaliikenteelle. Raidejärjestelmien todellinen energiatehokkuus riippuu yhä kuljetusyksiköiden tehokkuudesta, ja raideliikenteen energiatehokkuus voidaan maksimoida korvaamalla vanhat metrojunat, raitiovaunut ja lähijunat uusilla. Raideliikennejärjestelmien aiheuttama CO2-jalanjälki riippuu viime kädessä sähköntuotannon tehokkuudesta ja menetelmistä. 1. Henkilöliikenneskenaario Sähköllä liikkuminen Vaikutus perusskenaariossa: 160 000 t CO2:a vuodessa (polttoaineista 20 % biopolttoaineita) Vaikutus optimiskenaariossa: 590 000 t CO2:a vuodessa (100 % sähköautoja) Lisävaikutus: vähentyneet paikalliset päästöt Toteutusaikataulu: Pitkällä aikavälillä (vuoteen 2030) Toteutuksen vaikeusaste: Vaikea Kustannukset: Suuret Peruste: Tämän tutkimuksen työpajoissa määritelty konsepti Kun bensiini- ja dieselautoja korvataan sähköautoilla, suurimpia haasteita ovat sähköisten kulkuneuvojen hinta, asenteet, nopeiden latauspisteiden verkosto, sähköautojen soveltuvuus kylmään ilmastoon ja akkukapasiteetti. Sähköautoja tulee testata kylmässä ilmastossa, ennen kuin ne ovat valmiita massakäyttöön Suomessa ja muissa pohjoisissa maissa. Massatuotantoa ja poliittisia aloitteita tarvitaan, jotta hinta saadaan kohtuulliseksi bensiini- ja dieselautoihin verrattuna. Käytettävissä on oltava nopeiden latauspisteiden verkosto, ennen kuin sähköautoja voidaan käyttää pitkillä matkoilla lyhyiden, kaupunkien sisäisten matkojen sijaan. Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki 69 Tässä skenaariossa oletetaan, että vuonna 2020 käytössä on 560 000 yksityisautoa ja vuonna 2030 käytössä on 670 000 yksityisautoa Vuonna 2009 pääkaupunkiseudulla oli 430 000 yksityisautoa, ja vuodessa ne aiheuttivat 590 000 tonnin CO2-päästöt. Yksityisauton keskimääräinen matkapituus oli 10 500 km ja keskimääräinen CO2-tuotto 1,3 tonnia vuodessa. Kaupallisen ladattavan sähköauton enimmäisvaraus on 16 kWh, ja yhdellä latauksella voi ajaa 140 km, mikä tarkoittaa 0,11 kWh/km keskimääräistä kulutusta. Jos sähköautojen osuus kasvaa, kuten tässä Autojen lukumäärä pääkaupunkiseudulla Yhteensä Sähköautot 1000 700 skenaariossa odotetaan, yksityisautojen CO2-päästöt vastaavat kuvan 46 arvoja. Mallissa käytetään Suomen energiateollisuuden suunnitelmaa kaavoittamaan sähkön hiili-intensiteetin odotettua nousua kaudella 2010–2030. Kaikki keinot perustuvat yksityisautojen odotettuihin matkoihin ja kehitykseen vuoteen 2030 mennessä. Ensimmäisessä ja toisessa vaihtoehdossa kaikki autot toimivat perinteisillä bensiinillä ja dieselillä, kun taas kolmannessa vaihtoehdossa kaikki autot ovat sähköisiä vuonna 2030. Ensimmäistä vaihtoehtoa voi myös kutsua huonoimmaksi vaihtoehdoksi, sillä polttoaineiden bio-osuuden oletetaan pysyvän vuoden 2009 tasolla. Ensimmäisessä vaihtoehdossa autojen CO2-päästöt ovat kokonaisuudessaan 780 000 tonnia vuonna 2030. Toisessa vaihtoehdossa biopolttoaineiden 20 prosentin osuus saavutetaan vuonna 2020, ja autojen CO2-päästöt vuonna 2030 ovat yhteensä 630 000 tonnia, mikä on 20 % vähemmän kuin huonoimmassa vaihtoehdossa. Kolmannessa skenaariossa kaikki autot ovat sähköisiä kauden lopussa, ja ne aiheuttavat kokonaisuudessaan 40 000 tonnia CO2-päästöjä, mikä on 95 % vähemmän kuin huonoimmassa skenaariossa. 600 2. Raideliikenneskenaario 500 Ratainfrastruktuurin projektit – pitkäaikainen 400 300 200 2030 2028 2026 2024 2022 2020 2018 2016 2014 2012 2010 2008 2006 2004 2002 2000 100 Vaikutus: 16 500 t lisää CO2:a vuodessa Lisävaikutus: Tehokkaampi, ennustettavampi ja mukava kuljetusjärjestelmä Toteutusaikataulu: Pitkällä aikavälillä Toteutuksen vaikeusaste: Helppo - keskitaso Kustannukset: Suuret Peruste: Helsingin kaupungin kehityssuunnitelma Autojen kokonaismäärä pääkaupunkiseudulla Sähköautot pienentäisivät merkittävästi yksityisautoilusta johtuvia päästöjä CO2 päästöt (Mt/vuosi) Perusskenaario (ei sähköautoja) Optimiskenaario (100 % sähköautoja) CO2 Mt/vuosi 0,7 0,7 0,6 0,6 0,5 0,5 0,4 0,4 0,3 0,3 0,2 0,2 0,1 0,1 0,0 0,0 2030 2028 2026 2024 2022 2020 2018 2016 2014 2012 2010 0,59 CO2-päästöt käytettäessä perinteisiä autoja (bensiini ja diesel) ja vaihtoehtoisia skenaarioita 70 Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki 0,59 0,63 0,04 2010 taso 2030 perusskenaario Sähköautot Sähköautojen 100 prosentin osuuden potentiaaliset säästöt (20 % bioperäistä ainesta bensiinissä ja dieselissä) 2030 optimiskenaario Ratainfrastruktuurin projektit – lyhytaikainen Vaikutus: 29 200 tonnia hiilidioksidia vuodessa Lisävaikutus: tehokkaampi ja ennustettavampi kuljetusjärjestelmä Toteutusaikataulu: Lyhyellä aikavälillä Toteutuksen vaikeusaste: Helppo - keskitaso Kustannukset: Suuret Peruste: Helsingin kaupungin kehityssuunnitelma Tällä hetkellä rakennetaan kahta raideliikennehanketta, länsimetroa ja kehärataa. Länsimetro pidentää metrolinjan Ruoholahdesta Matinkylään. Se lisää sähkönkulutusta, mutta vähentää dieselinkulutusta, sillä monet suorat bussilinjat Etelä-Espoosta Helsingin keskustaan korvataan metrolinjalla ja syöttölinjoilla metroasemille. Suunnitelmissa on myös jatkaa metroverkkoa Matinkylästä Kivenlahteen. Länsimetron lisäksi tässä skenaariossa on viisi muuta tutkittavaa hanketta • Kehärataa rakennetaan jo, ja se yhdistää kaksi jo aiemmin valmistunutta raidehaaraa Vantaankoskella ja Riihimäellä. Siitä tulee tärkeä myös kansainvälisille liikennetarpeille, koska sillä on asema Helsinki-Vantaan lentokentällä. • Jokeri on tärkeä bussilinja, joka yhdistää pääkaupunkiseudun alueita vaakasuunnassa. Jokerin siirtäminen raiteille vähentäisi dieselbussien energian kulutusta. Suunnitelmissa on korvata Jokeribussit pikaraitiotiellä. Hanke Rautatie • Pisara-ympyrärata rakennetaan Helsingin keskustaan, ja se yhdistää Espooseen suuntautuvan raideliikenteen Helsingin pohjoisosiin kulkeviin ratoihin. Se mahdollistaa aiempaa tiheämmän lähijunaliikenteen ja vähentää myöhästymisten mahdollisuutta. Joka asemalla pysähtyvät lähijunat siirretään uudelle Pisararadalle, mikä vapauttaa tilaa keskipitkien ja pitkien matkojen junille Helsingin päärautatieasemalla. • Metroverkostoa jatketaan Mellunkylästä Majvikiin. Majvik sijaitsee Sipoossa, Helsingin itäisen rajan läheisyydessä. Se on tällä hetkellä maaseutua, mutta suunnitelmissa on muuttaa se uudeksi, melko tiiviiksi asuinalueeksi noin 12 000 ihmiselle. • Laajasaloon rakennetaan uusi pikaraitiotie. Laajasalo sijaitsee Helsingin keskustan kaakkoispuolella. Suunnitelmissa on rakentaa uusi 10 000 hengen asuinalue Kruunuvuorenrantaan, joka on osa Laajasaloa VR-yhtiö käyttää nykyisin vesivoimalla tuotettua sähköä, jonka CO2-intensiteetti on nolla, ja HSL käyttää Nordpool-energiaa, jonka CO2-intensiteetti on 103 g CO2 / kWh. Näin ollen kaikki tässä luvussa esitellyt raideliikenneprojektit vaikuttavat energiankulutukseen (esitetty taulukoissa 12 ja 14) sekä CO2-päästöihin (esitetty taulukoissa 13 ja 15). Myös arviot ylittävät energiansäästöt ovat mahdollisia, sillä uusien raiteiden lisäämistä nykyiseen verkostoon tai toiminnallisten muutosten tekemistä ei ole otettu huomioon tässä skenaariossa. Lisäksi myös energiantuotannon CO2-intensiteetillä on vaikutusta raideliikenteen CO2-päästöihin. Dieselbussit Liikenne Yksityisautot Asemat Yhteenveto Kokonaisvaikutukset Tilanne vuonna 2011 Länsimetro +10 GWh +5 GWh -45 GWh +2 GWh -28 GWh Rakennusvaiheessa Kehärata +6 GWh - -2 GWh -31 GWh -27 GWh Rakennusvaiheessa Laajasalon pikaraitiotie +5 GWh - -1 GWh -13 GWh -9 GWh Suunniteltu Yhteensä +21 GWh +5 GWh -48 GWh -42 GWh -64 GWh Taulukko12: Lyhyen aikavälin (vuoteen 2015 mennessä) raideliikennehankkeiden energiavaikutukset. Hanke Rautatie Dieselbussit Liikenne Yksityisautot Yhteensä Asemat Länsimetro +1 000 tonnia +520 tonnia -12 000 tonnia -530 tonnia -11 000 tonnia Kehärata 0 - -6 900 tonnia -8 200 tonnia -15 000 tonnia Laajasalon pikaraitiotie +520 tonnia - -270 tonnia -3 400 tonnia -3 200 tonnia Yhteensä +1 520 tonnia +520 tonnia -19 170 tonnia -12 130 tonnia -29 200 tonnia Taulukko13: Lyhyen aikavälin hankkeiden (vuoteen 2015 mennessä) vaikutukset CO2-päästöihin. Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki 71 Hanke Dieselbussit Rautatie Liikenne Yksityisautot Yhteenveto Asemat Kokonaisvaikutukset Tilanne vuonna 2011 Metro Matinkylä-Kivenlahti +10 GWh +5 GWh -15 GWh - 0 Suunniteltu Metro Mellunmäki-Majvik +45 GWh +6 GWh -45 GWh - +6 GWh Suunniteltu Pisara-ympyrärata -1 GWh - -5 GWh -9 GWh -15 GWh Suunniteltu Jokeri-pikaraitiotie +9 GWh - -17 GWh - -8 GWh Suunniteltu Yhteensä +63 GWh +11 GWh -82 GWh -9 GWh -17 GWh Taulukko14: Pitkän aikavälin raideliikennehankkeiden energiavaikutukset (vuoteen 2030 mennessä). Hanke Dieselbussit Rautatie Liikenne Yksityisautot Yhteensä Asemat Metro Matinkylä-Kivenlahti +1 000 tonnia +520 tonnia -4 000 tonnia - -2 480 tonnia Metro Mellunmäki-Majvik +4 600 tonnia +620 tonnia -12 000 tonnia - -6 700 tonnia Pisara-ympyrärata 0 - -1 300 tonnia -2 400 tonnia -3 700 tonnia Jokeri-pikaraitiotie +930 tonnia - -4 500 tonnia - -3 600 tonnia Yhteensä +6 530 tonnia +1 140 tonnia -21 800 tonnia -2 400 tonnia -16 480 tonnia Taulukko15: Pitkän aikavälin hankkeiden (vuoteen 2030 mennessä) vaikutukset CO2-päästöihin. Vuonna 2009 henkilöliikenteen CO2-päästöt olivat 670 000 tonnia. Raideliikenneskenaario vähentää kokonaisuudessaan CO2-päästöjä 45 000 tonnia, mikä vastaa 7 % henkilöliikenteen CO2-päästöistä. Joka tapauksessa 85 % kaikista henkilöliikenteen päästöistä oli yksityisautojen aiheuttamaa, ja vain 15 % julkisen liikenteen aiheuttamaa. 3. Älykkäitä liikenneratkaisuja -skenaario 4. Katuvalaistus Ruuhkamaksut Vaikutus: 126 000 tonnia hiilidioksidia vuodessa Lisävaikutus: Lisätulot Toteutusaikataulu: Lyhyellä aikavälillä (5 vuoden kuluessa) Toteutuksen vaikeusaste: Vaikea Kustannukset: Keskitasoa Peruste: Helsingin kaupungin kehityssuunnitelma Liikenne- ja viestintäministeriö on tehnyt tutkimuksen ruuhkamaksumalleista Helsingin alueella. Tutkimus julkaistiin 17.6.2009, ja sen mukaan tehokkain maksumalli Helsingin seudulla olisi niin kutsuttu aluemalli, jossa kuljettajaa laskutetaan ajettujen kilometrien mukaan (LVM 30/2009). Sisempi vyöhyke sisältäisi kehä III:n sisäiset alueet, ja ulompi vyöhyke kattaisi muut alueet Helsingin seudulla. Ruuhka-aikoina sisemmän vyöhykkeen maksu olisi 10 senttiä / kilometri ja ulomman vyöhykkeen maksu 5 senttiä/km. Ruuhka-aikojen välillä sisemmän vyöhykkeen maksu olisi 5 senttiä/km, eikä ulommalta vyöhykkeeltä perittäisi maksua. Ruuhkamaksua ei perittäisi iltaisin, öisin eikä viikonloppuisin. Tämä malli leikkaisi liikenteen CO2-päästöjä 21 % Helsingin 72 alueella vuoden 2017 aikana. Tästä huolimatta mallia ei ole sisällytetty nykyiseen liikennepolitiikkaan. Ruuhkamaksut eivät ainoastaan vähentäisi liikenteen CO2-päästöjä, vaan myös tekisivät matkustamisesta helpompaa vähentämällä ruuhkia ja lyhentämällä matkustusaikoja. Julkisen liikenteen osuus kasvaisi, ja sen palvelutasoa voitaisiin parantaa tarjoamalla enemmän lähtöjä ja lyhyempiä vuorovälejä. Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki Katuvalaistus - pitkäaikainen Vaikutus: 6 400 tonnia hiilidioksidia vuodessa Lisävaikutus: Valaistuksen laatu parantunut ja kaupungin käyttökulut alentuneet Toteutusaikataulu: Pitkällä aikavälillä Toteutuksen vaikeusaste: Helppo Kustannukset: Keskitasoa Peruste: Helsingin kaupungin kehityssuunnitelma Mikäli katuvalaistuksen nykyinen kehitys jatkuu eli vuosittain asennetaan 1 000 uutta valaisinta, Helsingissä on vuoteen 2030 mennessä 100 000 katuvalaisinta. Yksi valaisin kulutti vuonna 2010 noin 680 kWh vuodessa, mikä tarkoittaa, että käyttämällä nykyistä tekniikkaa ja sähköntuotannon CO2-intensiteettiä katuvalaistus kuluttaisi 70 GWh energiaa ja aiheuttaisi 15 000 tonnin CO2-päästöt vuonna 2030. Arvion mukaan (Sarvaranta) LED-lamppujen valotehokkuus paranee huomattavasti ja saavuttaisi keskimääräisen arvon 140 lm/W vuoteen 2020 mennessä. Tässä tutkimuksessa oletetaan, että LED-lamppujen valotehokkuus on 140 lm/W myös vuonna 2030. Käyttämällä LED-teknologiaa vuonna 2030 kulutettaisiin 40 GWh energiaa, ja tuotetut CO2-päästöt olisivat 8 600 tonnia. Tämä tarkoittaa, että ottaen huomioon nykyisen CO2-intensiteetin tiheyden LED-tekniikan tuottamat päästövähennykset olisivat 43 % katuvalaistuksesta eli 6 400 tonnia. lellisesti, jotta kapasiteettiongelmat vältetään ja järjestelmän luotettavuus säilyy. Muutoin ihmiset saattavat vaihtaa takaisin yksityisautoihin, eivätkä ruuhkaongelmat katoa. . Toteutusmalli Yhteenveto ja johtopäätöksiä Ruuhkien oletetaan olevan kasvava ongelma tulevaisuudessa. Mikäli autojen määrää teillä ja kaduilla ei vähennetä, matkat Helsingin keskustaan seudun muilta alueilta tulevat olemaan paljon pidempiä kuin nykyisin. Ruuhkat lisäävät myös yksittäisten matkustajien CO2-päästöjä lisäämällä kokonaismatka-aikaa, hidastuksia ja kiihdytyksiä. Helsinki pyrkii CO2-neutraaliuteen, ja näin ollen olisi erityisen hyödyllistä vähentää paljon hiilidioksidipäästöjä aiheuttavien yksityisautojen määrää. Tämän vuoksi korkeapäästöisille autoille voitaisiin ottaa käyttöön melko suuret ruuhkamaksut ja vain alhaiset CO2-päästöt aiheuttaville autoille pienemmät ruuhkamaksut. CO2-päästöt eivät kuitenkaan ole ainoa huomioon otettava vaikutus. Kulkuneuvon tarvitseman tilan vaikutuksia tulee myös tarkastella. Näin ollen mikään kulkuneuvo ei ole täysin maksuton ruuhkaisella pääkaupunkiseudulla. Lyhyiden matkojen taittamista jalan tai pyörällä tulisi yrittää lisätä. Ihmisiä tulisi myös kannustaa jättämään yksityisautonsa metro- ja rautatieasemien läheisille parkkipaikoille ja jatkamaan matkaansa julkisilla liikennevälineillä. Metro- ja rautatieasemilla tulisi olla pysäköintipaikat myös polkupyörille. Mahdollisuutta kuljettaa pyörää metrossa ruuhka-aikoina tulisi tarkastella. Pyörän kuljettaminen metrojunassa on ollut maksutonta 1.1.2010 lähtien, mutta se ei ole vielä sallittua ruuhka-aikoina maanantaista perjantaihin kello 7–9 ja 15–18. Älykästä liikennejärjestelmää suunnitellessa tulisi suosia julkista liikennettä ja alhaiset CO2-päästöt aiheuttavia autoja. Tätä voidaan edistää antamalla erikoisetuja ja lupia julkiselle liikenteelle sekä ympäristöystävällisille pienipäästöisille autoille. Alhaiset CO2-päästöt aiheuttavien autojen pysäköintimaksut voivat olla alhaisempia kuin muiden autojen, ja käyttöön voidaan ottaa alhaiset ruuhkamaksut pienipäästöisille autoille ja korkeammat maksut suuret CO2-päästöt aiheuttaville autoille. Helsingin kaupunki antaa jo nyt pienipäästöisille autoille 50 % alennuksen pysäköintimaksuista. Julkista liikennettä suositaan jo yksityisautoihin verrattuna esimerkiksi antamalla julkisen liikenteen kulkuneuvoille etuoikeus liikennevaloissa ja varaamalla kaistoja busseille ja takseille. Tila on kuitenkin rajallista etenkin kaupunkien keskustoissa, ja priorisointia tarvitaan lisää. Jotkin kadut voidaan varata täysin pyöräilijöille ja jalankulkijoille, ja jotkin kadut voidaan sallia vain ympäristöystävällisille ajoneuvoille. CO2-päästöjen vaikutukset ovat maailmanlaajuiset, mutta bensiini- ja dieselautoilla on myös paikallinen vaikutus ilmanlaatuun. Tästä syystä jotkin keskustan kaduista tulisi varata vain ympäristöystävällisille ajoneuvoille. Tämä kannustaisi ihmisiä ostamaan ympäristöystävällisiä autoja ja vähentämään pakokaasujen aiheuttamia paikallisia päästöjä. Jos uuhkamaksut otetaan käyttöön, julkisen liikenteen palvelutaso ja ruuhkamaksuilla kerättyjen varojen käyttö ovat jatkossa kriittisiä kysymyksiä päätöksentekijöille. Ruuhkamaksuilla kerätyn rahan käyttö tulee suunnitella huolellisesti erimielisyyksien välttämiseksi. Jos se on vain uusi maksu, sitä ei todennäköisesti hyväksytä yleisesti. Lisäksi julkisen liikennejärjestelmän tulee varautua kasvavaan kysyntään huo- Metrojärjestelmän jarrutusenergian talteenottojärjestelmä Metrojärjestelmän jarrutusenergian talteenottojärjestelmä Vaikutus: 1 060 tonnia hiilidioksidia vuodessa Lisävaikutus: kaupungin energiakulujen väheneminen Toteutusaikataulu: Lyhyellä aikavälillä (5 vuoden kuluessa) Toteutuksen vaikeusaste: Helppo Kustannukset: Vähäiset Peruste: Tämän tutkimuksen työpajoissa määritelty konsepti Kuten aikaisemmin mainittiin, Helsingillä on nykyään käytössään kahdentyyppisiä metrojunia metrojärjestelmässään. Metrojärjestelmä kuluttaa 43 GWh sähköä vuodessa. Kaikki tämä kulutettu energia ei tosin ole tarpeellista. Uudenaikaistamalla metrojunat voidaan ottaa talteen jarrutuksista saatava energia ja käyttää se muiden junien kiihdytykseen tai tukiprosesseihin. Vuosina 1977 - 1984 rakennetut vanhemmat M100-tyypin metrojunat ovat toimineet hakkuri-tasavirtakäytöllä, ja ne ovat todennäköisesti käytössä vielä 10 - 15 vuotta. M100-junatyyppi ei voi ottaa energiaa talteen jarrutuksista ilman teknisiä päivityksiä ja se reagoi herkästi ylijännitteeseen. Vuosina 2000 - 2001 rakennetuissa M200-junissa on jo taajuusmuuttajat ja asynkroniset koneet. Nämä koneet ovat yhä uusinta tekniikkaa, ja ne sopivat jarrutusenergian talteenottoon. Vaikka M200-junat periaatteessa soveltuvat jarrutusenergian keräykseen, haasteena on näiden junien käyttö yhdessä vanhempien M100-junien kanssa. Jarrutusprosessin aikana jakeluverkon jännite saattaa nousta liian korkeaksi M100-junille. Vuonna 2008 Siemens suoritti simulaatioita löytääkseen ihanteellisen ratkaisun myöhemmille laajennuksille. Sivutuloksena jarrutusenergian talteenoton yhteydessä havaittiin merkittävä energiansäästöpotentiaali. Useat tekijät, kuten raideverkosto ja sen topografia, juna-aikataulut sekä tiedot ratayksiköistä ja sähköverkosta syötetään ensin simulointityökaluun. Jokaisen ratayksikön energiantarve lasketaan. Tehonsyötön tulee vastata tähän tarpeeseen. Yhdistetty simulaatio antaa tuloksia järjestelmän dynaamisesta sähkövirrasta. Laskemalla on saatu järjestelmän tehonjako ja junan liikkeistä vetoyksiköille sekä sähköverkolle lähetetyt tiedot. Helsingin metrojärjestelmän erikoistapauksessa simulaatiolle on määritetty seuraavat ehdot: • kahden minuutin vuoroväli sisemmässä järjestelmässä ja neljä minuuttia uloimmissa haaroissa. • kaksi M205-junaa, joiden täysi lasti on 60 tonnia ja apujärjestelmän teho 120 kW. • Täysi ajotila, jossa junien aikatauluille ei jää aikavarauksia. Simulaation tulokset ovat hyvin lupaavia. Sähkönkulutusta voi- Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki 73 Esimerkkejä muista kaupungeista Guangzhou, Malmö, Tukholma Puhdasta liikkumista sähköautoilla ja polkupyörillä L iikkuminen on haaste kaupungeissa. Jo nyt yli 50 % väestöstä asuu kaupunkialueilla, ja osuus on jatkuvassa kasvussa. Seurauksia ovat ruuhkat, saasteet ja ajanhukka yksityis- ja ammattiautoilijoille. Julkinen liikenne toimii äärirajoilla. Ilmanlaadun ja terveellisten elinolosuhteiden kehittäminen sekä melusaasteen rajoittaminen edellyttävät pikaisia toimenpiteitä. Tukholmassa tehdään yli neljä miljoonaa matkaa joka päivä. Lisäksi kaupunkiin tuodaan, sieltä lähtee tai sen läpi kulkee 10 miljoonaa tonnia tavaraa vuosittain. Ajossa olevien yksityisautojen määrä lisääntyy koko ajan. Tieliikenne aiheuttaa suurimman osan saasteista, 70-80 % CO2 -päästöistä. Liikennesektori on kaupungin suurin energiankuluttaja, jonka osuus on 20 % energian kokonaiskulutuksesta. 1990-luvun puolivälistä lähtien kaupunki on edistänyt puhtaiden autojen määrää ja uusiutuvien polttoaineiden käyttöä. Nämä toimenpiteet toteutetaan läheisessä yhteistyössä uusiutuvien polttoaineiden ja puhtaiden ajoneuvojen valmistajien ja jälleenmyyjien kanssa. Kaupunki on alusta lähtien yrittänyt tehdä tiivistä yhteistyötä myös erilaisten sidosryhmien kanssa antaakseen sopivia kannustimia, tietoa ja tukea. Tukholma toimii yhteistyössä polttoaineyhtiöiden kanssa pystyttääkseen latausasemia etanolille, biokaasulle ja sähkölle. Kaupunki oli myös mukana yhteishankkeessa, jossa hankittiin sähköautoja yhdessä muiden kaupunkien kanssa. Kannustimia olivat maksuttomat testiautot, valtionapu, kuluarviopalvelu kaupungin verkkosivuilla sekä sähköautojen ilmainen pysäköinti ja latauspisteet. Tavoitteena on, että Tukholman autokanta on sataprosenttisen puhdas vuoteen 2011 mennessä. Kaikessa Tukholmassa myydyssä bensiinissä on 5 % etanolia. Vuonna 2008 puolet kaupungissa käytetystä uusiutuvasta polttoaineesta oli matalaseosteista. Se ei kuitenkaan riitä, sillä Tukholman tavoitteena on luopua fossiilisten polttoaineiden käytöstä vuoteen 2050 mennessä. Vuodesta 2008 alkaen Tukholma on etupäässä luonut infrastruktuuria sähköautojen käyttöönottoa varten ja testannut plug-in-hybridiautoja, jotka toimivat sekä ladattavilla akuilla että erilaisilla polttoaineilla. Helmikuussa 2010 Guangzhoussa, Kiinan eteläosassa noin 120 km:n päässä Hong Kongista, avattiin nopea bussilinja, BRT-järjestelmä. Vuotta myöhemmin se voitti ekologisesti kestävän liikennejärjestelyn palkinnon, jonka myönsi Institute for Transportation and Development Policy (ITDP). Guangzhoussa on 11 miljoonaa asukasta. Nopeaa bussilinjaa käyttää 800 000 matkustajaa päivittäin. Tämän mahdollistavat 22,5 kilometrin verkosto ja 26 asemaa. Guangzhoun BRT-järjestelmä on edelleen Aasian ylivoimaisesti suurin, mutta Kolumbian pääkaupungissa Bogotas74 Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki sa oleva Transmilenio-järjestelmä on sitäkin laajempi. Sekä Guangzhoun että Bogotan BRT-järjestelmissä on kestävät asemat ja laaja tienkäyttöoikeus, joka on suunniteltu toimimaan yhdessä muiden liikennemuotojen kanssa. Guangzhoussa BRT-asemiin on yhdistetty muun muassa kolme metroasemaa, yhteiskäyttöisiä polkupyöräasemia sekä polkupyöräparkkeja. Vahvat yhteydet olivat yksi hankkeen tavoitteista. Lähiliikenteen matkustajat ostavat lippunsa etukäteen, jolloin bussi pääsee asemalta liikkeelle nopeammin. Maksamista on yksinkertaistettu. Samaa korttia käytetään myös julkisissa liikennevälineissä, ja se käy myös ostoksiin. BRT-järjestelmän tarkoituksena on vähentää tiheästi asutun kaupungin hiilidioksidipäästöjä, vähentää ruuhkia ja parantaa ilman laatua. Guangdongin provinssissa esiintyy syksyisin säännöllisesti happosateita. Ne huolestuttavat Kiinan viranomaisia ja provinssin ympäristönsuojelutoimea. Kaupungissa esiintyy laajalti myös sairauksia, jotka aiheuttavat hengenahdistusta, yskää, huimausta ja pahoinvointia. Ilmiö on yleinen Guangzhoun lisäksi koko Pearl River -joen suistoalueella. Bussia käyttävien määrän arvioidaan nousevan suunnitteilla olevien laajennusten ansiosta. Tarkoituksena on vähentää ilmansaasteita ja terveysongelmia sekä suojella ympäristöä. Malmössä halutaan vaikuttaa asukkaiden toimintatapoihin vihreän liikkumisen edistämiseksi. Viisi vuotta sitten kaupunki käynnisti kampanjan, jonka nimi oli ”Tehdään loppu älyttömistä autoajeluista Malmössä!” Sen tarkoituksena oli lisätä pyöräilyä. Kampanja oli menestys, ja se on käytössä edelleen. Erityisesti lyhyet ajomatkat voidaan helposti pyöräillä. Vuonna 2003 jopa 50 % Malmössä autolla ajetuista matkoista oli alle viiden kilometrin pituisia. Kampanjassa luotetaan huumoriin. Siinä pyydetään ihmisiä vastaamaan omakohtaisin esimerkein kysymykseen, millaista on älytön autoajelu. Oudoimmat vastaukset palkitaan polkupyörin. Pyöräilyn helppoutta ja nopeutta esitellään oransseihin liiveihin pukeutuneiden pyöräilijöiden avulla. He ajavat tavanomaisia reittejä ja kirjaavat ylös matka-ajan. Vuonna 1995 pyöräilyn osuus liikenteestä oli 20 %, nykyään se on 30 %. Pyöräily on lisääntynyt vuosittain 1-2 %. Lisääntynyt pyöräily on seurausta myös merkittävästä panostuksesta pyöräilyinfrastruktuuriin. Kaupunki on esimerkiksi rakentanut suojattuja pyöräteitä, asennuttanut pyöräilijöille tärkeitä kaiteita, joihin he voivat nojata vihreää valoa odotellessaan, ja asentanut pyöräliikenteen määrää seuraavia laskureita. Pyöräteitä on tällä hetkellä noin 420 km. Kaupungit ympäri maailmaa työskentelevät kestävän kehityksen eteen. Kaupungit voivat oppia toisiltaan ratkaistakseen ongelmiaan tehokkaimmin mahdollisin keinoin. daan vähentää jopa 24 %, jos jarrutuksista otetaan talteen energiaa. Koko metroverkolle tämä tarkoittaisi 10,3 GWh säästöjä vuodessa, joka vastaa 1 060 tonnia hiilidioksidia. Käyttääkseen tätä säästöpotentiaalia vanhat M100-junat tulee kunnostaa nykyisellä moottoritekniikalla ja talteenotto tulee aktivoida M200-junissa. Metrolinjat tulisi varustaa kolmannella alumiiniraiteella, ja niille tulisi rakentaa lisäasemia. Jarrutusenergian talteenoton mahdollisuuden lisäksi lisäsäästöjä voidaan saada inverttereistä, energiavarastoista ja järjestelmäparametrien optimoinnista. Näiden osien optimointi voisi lisätä säästöjä vielä 10 %. Helsingin metrojärjestelmällä on mahdollisuus suuriin energiansäästötoimiin. Pienellä vaivalla voidaan säästää jo 24 % kulutuksesta, ja muutamilla lisätoimilla voidaan säästää toiset 10 %. Toisin sanoen luotettavan, energiatehokkaan ja ympäristöystävällisen metrojärjestelmän luonti Helsinkiin on helposti toteutettavissa. Syöttölohko Etelä- ja länsisatama – liikennejärjestelyjen parantaminen Rataverkko, topografia Aikataulu Vetoyksikkö Sähköverkko Tehtävät, ajokäyrät Laskentalohko Vetoyksiköiden tehontarve Staattinen verkko Dynaaminen sähköverkko Kuormituslaskenta Tulostuslohko Junan liike käytettävissä olevalla teholla Syöttötietojen graafinen hallinta Vetoyksikön tulokset -mekaaniset -sähköiset Sähköverkko tulokset Simulaatiomalli energian talteenotolle jarrutuksessa Liikenteenhallintaa saapuville ja lähteville lauttamatkustajille Vaikutus: 1 400 tonnia hiilidioksidia vuodessa Lisävaikutus: Parantunut liikenteen sujuminen matkustajalautoille ja niiltä pois Toteutusaikataulu: Lyhyellä aikavälillä (5 vuoden kuluessa) Toteutuksen vaikeusaste: Keskitasoa Kustannukset: Vähäiset Peruste: Tämän tutkimuksen työpajoissa määritelty konsepti Helsingissä on satamatoimintaa kolmessa paikassa: Eteläsatamassa ja Länsisatamassa kaupungin keskustassa sekä Vuosaaren satamassa. Kahden ensimmäisen sataman keskeinen sijainti voi aiheuttaa liikenneruuhkia lauttojen ja risteilyalusten saapuessa satamaan. Vuonna 2010 Helsingin satamien kautta kulki 9 765 000 matkustajaa ja 1 111 100 matkustaja-autoa (lähinnä keskustan satamien kautta; Vuosaaren kautta kulki vuonna 2010 vain 332 000 matkustajaa). Kaupungin liikennevalojen optimointi ja liikenteenhallintajärjestelmän käyttöönotto voisivat sujuvoittaa liikennettä huomattavasti. Periaatteena olisi ottaa käyttöön erityinen signaalisuunnitelma suurten ajoneuvovirtojen varalta, esimerkiksi lauttojen saapuessa tai lähtiessä Helsingin satamista. Tällainen liikennevalojen optimointi yhdessä asianmukaisen liikenteenhallintajärjestelmän kanssa voisi säästää arviolta 1 400 000 kg eli 1 400 tonnia hiilidioksidia vuodessa. Kaupungin liikenteenhallinta Kaupungin liikenteenhallinta 10 42 32 Energiansäästö ilman jarrutusta (MWh/v) Säästöpotentiaali (MWh/v) Energiansäästö jarrutuksella (MWh/v) Energiansäästöpotentiaali jarrutusenergian talteenotossa Vaikutus: 10 400 tonnia hiilidioksidia vuodessa Lisävaikutus: Parantunut liikenteen sujuminen kaupungissa Toteutusaikataulu: Lyhyellä aikavälillä (5 vuoden kuluessa) Toteutuksen vaikeusaste: Keskitasoa Kustannukset: Keskitasoa Peruste: Tämän tutkimuksen työpajoissa määritelty konsepti Optimoitu liikenteenhallintajärjestelmä on käyttökelpoinen keino alentamaan liikennetiheyttä ja sujuvoittamaan Helsingin liikennettä. Tällainen järjestelmä sisältäisi seuraavat osat: Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki 75 Liikenteenohjaus: • koordinoidut kiinteät ajat • eli vihreä aalto, jolloin autoille on esimerkiksi pääteillä useita vihreitä valoja peräkkäin, mikä mahdollistaa ajamisen pysähtymättä tien päähän asti • sääntöihin perustuva signaalisuunnitelmavalinta. • tällöin etuajo-oikeus myönnetään edellä määriteltyjen tekijöiden mukaan liikennesuunnitelman määräisesti. Esimerkki: jos stadionilla on jalkapallo-ottelu, kyseiselle tielle johtavien katujen liikennevalot säädetään näyttämään vihreää. Liikenteenohjaus, johon sisältyy • vaihtelevia opasteita: liikennetiedot ovat näkyvissä reaaliaikaisesti teillä sijaitsevilla sähköisillä viestitauluilla • pysäköinninohjausjärjestelmä: antaa tietoa pysäköintimahdollisuuksista • liikennetietoja internetin/mobiililaitteiden välityksellä Optimoidun liikenteenhallintajärjestelmän käyttöönotto tuottaa monia etuja. Ensinnäkin se vähentää asukkaiden matkustusaikoja. Tällöin säästettäisiin 900 000 tuntia vuodessa, mikä jättäisi työntekijöille enemmän aikaa muuhun toimintaan. Toiseksi se vähentää liikennettä ja käytetyn polttoaineen määrää, säästää matkalaisilta rahaa ja parantaa kaupunkiympäristöä melun ja saasteiden vähentyessä. Jos kaikki yllä mainitut liikenteenhallintaratkaisut otettaisiin käyttöön, CO2-päästöt vähenisivät 10 400 tonnilla vuodessa. Bussien etuajo-oikeus ja liityntäpysäköinnin hallintajärjestelmä Bussien etuajo-oikeus ja liityntäpysäköintijärjestelmä Vaikutus: 2 000 tonnia hiilidioksidia vuodessa Lisävaikutus: Julkisen liikenteen parempi houkuttelevuus Toteutusaikataulu: Lyhyellä aikavälillä (5 vuoden kuluessa) Toteutuksen vaikeusaste: Keskitasoa - helppo Kustannukset: Vähäiset Peruste: Tämän tutkimuksen työpajoissa määritelty konsepti 76 Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki Tämä ratkaisu koostuu kahdesta osasta: • julkisen liikenteen suosimisesta, jolloin annetaan vihreä valo ensisijaisesti julkisille liikennevälineille, kuten raitiovaunuille tai busseille • liityntäpysäköintilaitokset, jotka koostuvat keskustan liepeillä olevista pysäköintijärjestelmistä, antavat keskustaan suuntaaville autoilijoille mahdollisuuden pysäköidä autonsa muutaman kilometrin päähän ja jatkaa matkaa julkisilla kulkuvälineillä. Tällaisen busseja suosivan liityntäpysäköintiratkaisun suurin etu olisi suosia siirtymää autoista julkiseen liikenteeseen, vähentää liikenneruuhkia ja näin myös yksityisten ajoneuvojen aiheuttamia saasteita. Hiilidioksidipäästöjen kokonaisvähennykset olisivat 2 000 tonnia, ja saavutetut hyödyt kattaisivat ohjauskustannukset Tulevaisuudennäkymiä Kaupungissa liikkuminen ei ole koskaan ollut helpompaa. Nykyisin suurimpana haasteena on matkustustavan valinta. Seutuliikenneviranomaisen perustamisen jälkeen julkisen liikenteen infrastruktuuri on parantunut huomattavasti, mutta tärkein muutos on ollut erilaisten liikennevälineiden yhdistäminen tietylle reitille. Ennen vanhaan matkustustapaan ei kiinnitetty juurikaan huomiota. Kuljettiin autolla, junalla tai raitiovaunulla, kunhan päästiin keskustaan. En ikinä kyseenalaistanut matkani tarpeellisuutta, mutta nykyään voin arvioida, onko minun pakko matkustaa, ja jos matkustan, suunnittelen matkani päästäkseni määränpäähäni nopeasti ja tehokkaasti. Helsingin julkinen liikenne on aina toiminut hyvin, mutta yksityisautoilu oli selvästi valtaamassa alaa. Kun sähköautot yleistyivät vuonna 2013, ilman laatu parani, mutta liikenneruuhkat pysyivät entisellään. 2010-luvun lopussa julkinen liikenne kattoi alle 45 % tehdyistä matkoista, vaikka maksoimme kaikki edelleen julkisen liikenneverkoston ylläpidosta ja kaikesta siitä hukkaan menneestä ajasta, jonka käytimme matkustamiseen tai liikenneruuhkissa istumiseen. Tämä kaikki maksoi kaupungille noin 4,5 miljardia euroa vuosittain, eli kaupunkiliikenteen radikaali uudistaminen oli selvästi tarpeen. Läpimurto tapahtui, kun päätettiin yhdistää integroitu matkustaminen toimenpiteisiin, joiden tarkoituksena oli rohkaista matkustajia tekemään oikeita päätöksiä. Tällöin parannettiin ruuhkanhallintaa ja sijoitettiin turvalliseen, puhtaaseen ja tehokkaaseen julkiseen liikenteeseen. Tietopalveluiden avulla matkustajat saattoivat luoda räätälöityjä matkasuunnitelmia, jotka optimoitiin automaattisesti odotusajan ja ruuhkien vähentämiseksi. Nämä tiedot annettiin käyttöön julkisissa langattomissa verkoissa, jolloin matkustajia voitiin ohjata jatkoyhteyksien suhteen, ja liikenteen tarjoajat saattoivat muuttaa ja synkronoida saapumis- ja lähtöaikojaan. Tiedonsiirtoverkko mahdollisti etäyhteydet, joiden avulla voitiin toteuttaa asioita, jotka ennen edellyttivät siirtymistä paikasta toiseen. Matkustaminen oli siis helpompaa, mutta lisäksi myös maksaminen oli huomattavasti yksinkertaisempaa. Älypuhelimella saattoi maksaa ennalta tai käyttää etälukukorttia. Suurin ero oli siinä, että matka maksettiin alusta loppuun kerralla eikä erikseen esimerkiksi auton vuokrasta, raitiovaunusta ja junasta. Kuukauden lopussa tuli yks lasku, joka myös osoitti, että matkat on suunniteltu halvimman mahdollisen reitin mukaisesti. Vuonna 2030 matkustaminen on kokonaan toisenlaista. Pitkien matkojen sijasta pysytään samalla alueella. Liiketoiminnasta huolehditaan etäyhteyksien avulla ja paikallisten yhteistyökumppaneiden kanssa. Tärkeitä matkoja tehdään edelleen. Niillä on tarkoitus, ja ne on suunniteltu asianmukaisesti. Yhteisautoilupalvelut ja julkinen liikenne ovat käytössä. Tapaamiset ovat kaupungin keskusasemilla. Päiväohjelmat suunnitellaan pikemminkin lopputuloksen kuin matkasuunnitelmien mukaisesti. Vuonna 2030 omaa autoa ei tarvita, eikä autosta siis tarvitse maksaa silloin, kun sitä ei käytetä. Plug-in-hybridiauto varataan kaupungin vuokrapalvelun kautta. Myös pakettiautot tai vaikkapa sähköpyörät voidaan vuokrata tarpeen mukaan ja säästää samalla rahaa. Eniten muutokset näkyvät elämänlaadussa: kaupunki on puhtaampi, ilma on raikkaampaa ja monia autojen pysäköintialueita on muutettu takaisin puistoiksi ja leikkikentiksi. Kaikkein parasta on kuitenkin se, että ruuhkien sijasta aikaa voi käyttää johonkin mielekkääseen. Haastattelu Tulevaisuudessa Helsinki keskittyy enemmän älykkäisiin liikenneratkaisuihin liikenneympäristön parantamiseksi. Myös liikenneratkaisujen kehittäminen uusille keskusta-alueille, kuten Jätkäsaareen, Kalasatamaan, Hernesaareen ja Pasilan keskustaan, on tärkeä asia. Lisääntyvistä liikennevirroista huolehditaan monin tavoin, esimerkiksi uusia tietunneleita tarvitaan. Pyöräily- ja kävelyolosuhteiden kehittäminen on myös olennainen osa mukavampaa liikenneympäristöä, sillä kaupunginvaltuuston tavoite on kaksinkertaistaa pyöräilyn osuus. Lisäksi Helsingin yleisten pysäköintiratkaisujen konsepti uudistuu. Tarpeet ja tulevaisuuden pysäköintivaatimukset otetaan huomioon, kun tämänkaltainen kattava politiikka kehitetään kaupungissa ensimmäistä kertaa. Julkisella liikenteellä on jatkossa hyvin tärkeä rooli Helsingin liikennepolitiikassa, kuten tähän astikin 1970-luvulta saakka. Ville Lehmuskoski, liikennesuunnitteluosaston johtaja, HSL Kestävän Kestävänkehityksen kehityksenurbaani urbaaniinfrastruktuuri infrastruktuuri||Helsinki Helsinki 77 78 Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki Nykytilanne ja perusskenaario 80 Strategioita ja suunnitelmia 83 Keinot ja suositukset CO2-päästöjen vähentämiseksi 83 Esimerkkejä muista satamista 86 Johtopäätös 87 Tapaustutkimus: Vuosaaren vihreä satama Vuosaaren satama voi vähentää hiilidioksidipäästöjä noin 2 %. Se säästäisi 1 060 tonnia hiilidioksidia vuodessa. Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki 79 Tapaustutkimus: Vuosaaren vihreä satama M eriliikenteen taloudellinen paino on lisääntynyt, ja meriliikenteen infrastruktuuriin onkin alettu vähitellen sijoittaa. Meriliikenne on lisääntynyt valtavasti Itämeren alueella 1990-luvun puolivälistä vuoteen 2007. Vuosien 1997 ja 2007 välillä käsiteltyjen lastien yhdistetty määrä kasvoi 42 %, keskimäärin 3,6 % vuodessa. Vuonna 2010 neljännes maan tavaraliikenteestä kulki Helsingin satamien kautta, lukuun ottamatta nestemäistä ja kiinteää bulkkilastia. Tuolloin Helsingin satamien markkinaosuus oli 33 % konttiliikenteestä, 57 % kumipyöräliikenteestä (kuorma-autot ja perävaunut) ja 75 % matkustajaliikenteestä. Tämä kasvu korosti maailmanlaajuisena trendinä satamien ja niiden infrastruktuurin kasvavaa ympäristövaikutusta. Samanaikaisesti kestävyyden painottaminen on tuonut esiin satamien tärkeän roolin tulevaisuudessa ilmastonmuutoksen selättämiseksi. Tässä tapaustutkimuksessa Vuosaaren satamasta pyritään luomaan lähestymistapa kestävään satamanhallintaan. Siinä tarkastellaan neljän avainalueen (rakennusten, valaistuksen, kuljetuslogistiikan ja konttiterminaalien) optimointikeinoja ja pyritään esittämään potentiaaliset vähennykset näille alueille. Vuosaaren satamaa käyttävät seuraavanlaiset alukset: • Tankkialukset: nestemäisen massan kuljetukseen suunniteltuja aluksia. Tankkialusten päätyyppejä ovat öljytankkerit, kemikaalitankkerit ja nesteytetyn maakaasun tankkerit 27,506 49,841 11,031 11,305 Yhteensä Laivat Sataman vuosittaiset CO2-päästöt (tonneina) 80 Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki Liikenne Rahdin käsittelykoneisto • Bulkkilasti: tavaralasti, joka kuljetetaan paketoimattomana suurissa erissä. • Rahtilaivat: mikä tahansa laiva tai alus, joka kuljettaa rahtitavaraa, hyödykkeitä ja materiaaleja satamasta toiseen. • Ro-ro: nimi tulee lyhenteestä Roll-on/roll-off. Laiva tai alus, jota käytetään pyöräajoneuvojen kuljetukseen. • Risteilyalus: matkustaja-alus, jota käytetään huvimatkoilla, joilla itse matkustus ja laivan huvitukset ovat osa kokemusta yhdessä matkakohteiden kanssa. • Konttialus: rahtialus, joka kuljettaa kuorma-autojen kokoluokkaa olevia kontteja konttijärjestelmä-tekniikan avulla. • Lautta: kulkuväline, yleensä vene tai joskus laiva, jota käytetään lähinnä matkustajien sekä toisinaan ajoneuvojen ja rahdin kuljettamiseen vesiteitse. Nykytilanne ja perusskenaario Vuosaaren satama sijaitsee Suomenlahden pohjoisrannikolla, Vuosaaren 40 000 asukkaan lähiössä 14 kilometriä Helsingin keskustasta itään. Satama avattiin marraskuussa 2008, ja se keskittyy rahtitoimintoihin, jotka aiemmin käsiteltiin keskustan läheisissä satamissa (länsi- ja pohjoissatamissa). Ne on siirretty antamaan rakennustilaa uusille asuinalueille. Vuosaaren hanke on Suomen satamasektorin suurin koskaan tehty investointi, ja se loi alueelle 7 000 työpaikkaa. Investointikulut olivat väylä- ja takamaayhteydet mukaan lukien lähes 700 miljoonaa euroa. Vuosaaren 240 hehtaarin satama tarjoaa satamien perusinfrastruktuurin, johon kuuluu satamalaitureita, varastoalueita, teitä, verkostoja ja valaistusta. Kolme terminaalioperaattoria Finnsteve, Steveco ja Multi-Link Terminals tekivät investointinsa vastaavien terminaaliensa mukaisesti sekä huolehtivat rahtien käsittelykoneistosta ja järjestelmistä. Nykyisin varasto- ja terminaalirakennukset kattavat 140 000 neliömetrin alueen. Sataman vuosittainen konttiliikenne on 403 000 TEU. Satama ja sen logistiikkakeskus on suunniteltu mukautumaan kansainvälisen kaupan kasvuun ja kehitykseen. Ne on suunniteltu pitkäaikaista käyttöä varten, ja viime vuosien taloudellisen kehityksen vuoksi sataman rahtikapasiteetti on huomattavasti suurempi kuin mitä tällä hetkellä on käytössä. Yli 480 000 kuorma-autoa ja puoliperävaunua vaihtavat kuljettamansa tavaran vuosittain. 70 % näistä kuorma-autoista ohjataan automaattisesti oikealle portille ANPR (Automatic Number Plate Recognition) -järjestelmän avulla. 11 kilometrin ratapituudella keskimäärin viisi junaa saapuu satama-alueelle päivittäin kuljettaen 10 % sataman koko tavaraliikenteestä. Vuosaaren satamalla on suuri kasvupotentiaali. Sekä ro-ro että konttien käsittely vaativat suuria alueita varastoyksiköille. Sataman infrastruktuurin ro-ro-käsittelyn arvioitu vuosittainen kapasiteetti on 700 000 - 800 000 kuorma-autoa ja perävaunua. Satama on suunniteltu noin 1,3 miljoonan TEU:n vuosittaista konttiliikennettä varten. Satama pystyy käsittelemään vuosittain 10 miljoona tonnia lastia, josta ro-ro:n osuus on 60 % ja konttien 40 %. Määrä voidaan siis nostaa kolminkertaiseksi nykyiseen käsittelykapasiteettiin verrattuna lisäten vain välineistöä tarpeen mukaan. Tulevaisuudessa suunnitellaan kymmenen junan ja 4 000 ajoneuvon sekä arviolta 450 000 kontin käsittelykykyä. Vuosaari on toteuttanut erilaisia toimia lisätäkseen ympäristöystävällisyyttään. Se on saanut ympäristöystävällisille satamille myönnettävän ESPO-palkinnon toimintansa (muun muassa tie- ja raidetunneleilla toteutettavan meluntorjunnan sekä vuotaville konteille tarkoitettujen säiliöiden) ansiosta. Sen jokaisessa satamapaikassa on suljettavat sadevesikourut, hajunpoistolaitteisto sekä viemäriyhteydet kussakin laiturissa. Vuosaaren satamalla on lisäksi valmiudet liittää alukset maasähköjärjestelmään. Satama valitsi käyttöönsä valaistusteknologian, joka minimoi valon sironnan ja antaa lähialueen eläimille rauhaa. Satama on lisäksi luonut valmiin ympäristöntarkkailujärjestelmän pinnan ja pohjaveden, vesiteiden ja kalojen sekä lintujen ja kasvien tarkkailuun. Satama-alueen suunnittelussa ja rakennuksessa huolehdittiin kestävien rakennusmateriaalien käytöstä. Vuosaaren satama ei erotu ainoastaan korkealuokkaisen arkkitehtuurinsa ansiosta. Se on myös pitänyt huolta aikaisempien satama-alueiden ympäristöystävällisestä purkamisesta sekä niiden saastuneen maaperän puhdistamisesta. Satamalla on kattava energiansäästösuunnitelma, ja se toimii ISO 14001 -ympäristönhallintastandardin mukaisesti. Se kattaa asianmukaiset ympäristösäädökset ja niiden vaatimukset kaikelle satamatoiminnalle. Valaistuksen energiatehokkuus mitataan, ja sataman kokonaismatka-ajat ovat matalia. Sataman hallinto myös valmistelee satamanlaajuisen sarjan CO2-päästöjä ja energiaa säästäviä tavoitteita. Tiedot näistä toimenpiteistä on välitetty kaikille sataman sidosryhmille. Parantamisen varaa on edelleen, sillä tätä energian optimointiprosessia ei ole vielä käsitelty jatkuvana parannusprosessina, vaan sarjana kertaluonteisia toimenpiteitä. Satama ei ole myöskään käyttänyt ESPO:n työkaluja. Satama on laskenut CO2-tavoitteensa ja tiedottanut niistä, mutta ne eivät ole linjassa sen tulevaisuuden investointien kanssa. Löydöksiä ja toimenpiteitä ei ole tähän mennessä vahvistettu kestävyysraportissa. Satama mittaa energian kulutusta, ja se on ottanut käyttöön tarkistusjärjestelmän valvomaan valaistukseen sovellettavien energiatehokkuustoimenpiteiden vaikutusta. Satama on onnistunut vähentämään energian kulutustaan huomattavasti vuonna 2010 saavuttaen 10 prosentin vähennykset vuosittaisesta tasosta. Energian kulutusta ei kuitenkaan mitata muista sähköä kuluttavista laitoksista, kuten toimistoista, varastotiloista ja tietullijärjestelmistä. Näiden alueiden huomattavia energiansäästömahdollisuuksia ei siis ole otettu huomioon. Käyttöön otettujen energiatoimenpiteiden valvontaan ei ole tarkkailujärjestelmää. Läpikulku ei myöskään ole tehokasta, koska satama-alueen sisällä oleva terminaalioperaattoriportti toimii manuaalisesti. Lisäksi vain 10 % rahdista kuljetetaan junilla. Energian optimointia varten ei ole asennettu geotermisiä lämmitys- tai jäähdytysjärjestelmiä eikä jatkuvia ja standardoituja prosesseja. CO2-päästöjä ei ole analysoitu läpikotaisin. Yli 40 % kaikesta ostetusta sähköstä perustuu kaasuun ja 8 % uusiutuviin energialähteisiin. Satama käyttää perinteistä energiaa tuuli- tai aurinkoenergian, biomassan tai geotermisen energian sijaan. Palveluntuottajien aiheuttamia epäsuoria päästöjä ei myöskään oteta mukaan laskuihin. Se ei käytä jätteestä-energiaksi-järjestelmiä eikä energiatehokkuuden ohjeita energiaa ostaessaan. Käytetty sähkö perustuu kaupungin energialaitoksen toimituksiin. Valaistus 260 hehtaarin ulkoalue on valonlähteiden (tornit) kattama, joista 80 kpl on 40 m korkuisia ja 40 kpl on 30 m korkuisia. Jokaisen tornin huipulla on aluevalaisimet. Kunkin tornin huipulla on keskimäärin kahdeksan aluevalaisinta, joista yhdessä on kaksi HID-lamppua (yksi 600 W suurpainenatriumlamppu (NAV) ja yksi 400 W monimetallilamppu (HQI-T)), joiden kokonaiskulutus on noin 3,3991 MWh vuodessa. Valaistusta ohjaa SCADA-järjestelmä (Supervisory control and Data Acquisition). Valonlähteitä voidaan ohjata joko manuaalisesti (PC:n tai GSM:n kautta) tai automaattisesti. Kunnossapitoalueen kahdeksassa hallissa on yhteensä 31 kpl 1x49 W T5 valonlähdettä (Philips Idman 471 TMS) ECG:illä varustettuna. Näitä hallitaan manuaalisella on/off-katkaisimella. Tiloja käytetään suhteellisen harvoin ja valaistuksen sammuttaminen voi helposti unohtua. Kaksoislaitureilla VC1 ja VC2 on molemmilla puolilla valorampit, jotka on varustettu 300 tyypin 2x58 W + CCG valonlähteellä joissa lisänä T8 FL kylmiin oloihin. Asennettu kokonaisteho on 34,8 kW + CCG-häviöt. Rampit kytketään päälle ja pois manuaalisesti. VC1:n valonlähteet ovat toiminnassa noin 100 h/kk ja VC2:n noin 150 h/kuukausi, mikä vastaa 21 MW vuodessa VC1:lle (12 kk * 100 h/kk * 17,4 kWh) ja 31 MW VC2:lle (12 kk * 150 h/kk * 17,4 kWh) Liikenne Vuosaaren sataman liikenne on järjestetty seuraavasti: Kuorma-autot tulevat satamaan sisääntuloportista, jota sataman hallinto ohjaa joko sähköisillä tai manuaalisilla luvilla. Sisääntuloportilla APRN-kamerat tunnistavat, onko kuorma-autolla ajolupa satamaan, ja tällöin sähköiset opasteet näyttävät reitin auton kohdeterminaaliin. Jos kuorma-autoa ei ole rekisteröity sähköiseen järjestelmään, se pysähtyy sisääntuloportilla ja hakee lupaa läpikulkuun satamatoimistolta. Sataman analyysi on tuottanut lupaavia tuloksia. Logistiikassa Vuosaaren satama tuottaa hyviä tuloksia. Useita tehokkaita toimintoja on käytössä, esimerkiksi täysin automaattinen satama-alueen porttijärjestelmä. Tällöin kokonaismatka-aika satamassa on lyhyt. Satama on yhteydessä valtatiehen tunnelin kautta ja liikenneruuhkien aikana kuorma-autot voivat käyttää vaihtoehtoista reittiä. Satama tarvitsee silti yhä parannuksia, sillä terminaaliporttien hallinta manuaalisesti aiheuttaa viivästyksiä liikenteessä sekä lisääntyneitä CO2-päästöjä. Kuorma-autoille ei myöskään ole pysäköinninohjausjärjestelmää, ja vain 10 % rahdista kuljetetaan junilla. Satamaajoneuvot eivät toimi sähköllä. Satamalla on monia haasteita liikenteen suhteen. Koska teiden määrä satama-alueelle ja sieltä pois on rajoitettu, nämä tiet ovat usein ruuhkaisia. Kapasiteetin lisääminen suurien kaupunkien lähistöllä on kallista. Konttikierron tulee olla mahdollisimman lyhyt, sillä Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki 81 satama-alueen konttien varastoalue on rajoitettu. Koska tieruuhkat ovat pullonkaula sataman muille toiminnoille, muiden liikenneyhteyksien kapasiteettia tulisi kasvattaa. Optimoitu liikennekonsepti parantaa satama-alueen käyttöä kuorma-autojen vaivattoman saapumisen ja poistumisen ansiosta. Se ratkaisee myös sataman lähialueen ruuhkaongelmia. Se luo kilpailukykyetuja, jotka perustuvat parannuksiin kuljetus- ja varustamoyhtiöiden hyväksynnässä ja näin ollen kasvupotentiaalia tulevissa liiketoiminnoissa. Näiden kolmen terminaalin operaattoreilla Steveco, Multilink ja Finnsteve on käytössään kymmenen konttinosturia 1,5 km:n pituisella konttilaiturilla. Konttilaiturilla on lisäksi 15 ro-ro-laituria, kaksi kaksoisramppia ja huoltoalue raskaalle liikenteelle. Operaattorien toiminta satamassa on ympärivuorokautista kaikkina viikonpäivinä. Terminaalioperaattorit Steveco ja Multilink eivät omista rakennuksia tai toimitiloja. Finnsteve sen sijaan omistaa kolme terminaalia, joiden 55 000 neliömetrin kokonaispinta-alasta 40 000 kuuluu satama-alueeseen. Kestävän kehityksen kannalta Finnsteven toiminta on logistiikan ja energianlähteiden osalta tehokasta. Yhtiön energiankulutuksessa ja energiansäästösuunnitelmissa on kuitenkin parannettavaa. Finnsteven logistiikkaa on jo tehostettu erilaisilla toimenpiteillä kuten varustamalla portit automaattisella rekisterikilpien ja konttinumeroiden tunnistuksella sekä automaattisilla säteilymittareilla. Raskaan liikenteen portit on varustettu valvontakameroilla ja terminaalissa on ratayhteys. Logistiikassa on silti parannettavaa, sillä portteja ei ole varustettu automaattisilla röntgenskannereilla, automaattivaaoilla tai automaattisella kuljettajan tunnistuksella. Terminaali julkaisee vuosittain raportin energiasäästöistä ja hiilidioksidipäästöjen vähennyksistä. Terminaali aikoo ottaa ISO 14001 -standardin käyttöön, ja kaikille sidosryhmille tiedotetaan energiatavoitteista ja toimenpiteistä. CO2-päästöjen tai energiankulutuksen vähentämiseksi ei ole vielä koko terminaalin kattavaa tavoitetta. Ympäristöasioille ei ole määrättyä budjettia, eikä ilmoitettua hiilijalanjälkeä ole tarkastettu riippumattoman kolmannen osapuolen toimesta. Finnsteven terminaalin on yhä parannettava toimintaansa energiankulutuksen osalta. Vaikka sähkökäyttöisiin laitteisiin (nosturit) on asennettu jatkuva valvonta ja järjestelmä valvoo toteutettujen energiatehokkuustoimien vaikutusta, valaistusjärjestelmien ja 82 Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki ohjauslaitteiden valvontalaitteistoa ei ole asennettu. Lisäksi yksittäisten alueiden energiatehokkuutta ei mitata eikä päästöjä ole sisällytetty laskelmiin (polttoaineen-, sähkön- ja lämmönkulutus sisällytetään tulevaisuudessa laskelmiin). Suurten tilojen energiansäästöpotentiaali tunnetaan. Finnsteven toiminnot ovat uusia ja tehokkaita, koska IT-järjestelmät ovat vain kaksi vuotta vanhoja ja nosturit kolme vuotta vanhoja. Finnstevellä ei kuitenkaan ole potentiaalia energian talteenottamiseen, sillä sen energianhallintajärjestelmää ei ole kytketty hallinnan suoritusjärjestelmään. Käytössä ei ole myöskään online-valvontajärjestelmää rakennusten ja laitteiston energiatehokkuuden ja suorituskyvyn tarkkailuun. Terminaalin käyttötehokkuus voidaan optimoida ja sen päästöjä voidaan vähentää ottamalla käyttöön hallinnan suoritusjärjestelmä. Terminaalin kulkuneuvot esilämmitetään, mikä parantaa päästöjä kylmissä ilmasto-oloissa etenkin moottorien käynnistyksen yhteydessä. Energianlähteiden optimoimiseksi Finnsteve on investoinut sekä nostureiden energian talteenottotekniikkaan että energian yhteistuotantoon (yhdistetty lämmitys ja sähkö, CHP) jota käytetään terminaalissa. 43 % kaikesta ostetusta sähköstä perustuu kaasuun ja 8 % uusiutuviin energialähteisiin. Energiaa ostettaessa olisi silti järkevää seurata energiatehokkuuden ohjeistuksia. Valitettavasti näin ei vielä tehdä. Energian hankinta perustuu sataman tarjontaan. Tavaroiden ja liikenteen hallinta sataman sisällä ja sen ulkopuolella ovat sataman haasteista tärkeimpiä. Rahdinkäsittely, liikenteenhallinta ja varastotoiminnot vaativat optimaaliset järjestelyt, jotta hallinta olisi sujuvaa ja tehokasta Vuosaaren satama on tässä suhteessa ottanut käyttöön huippuluokan prosesseja optimoidakseen ympäristösuojelun ja taloudellisen tehokkuuden. Sataman liikenteen hallinnassa käytetään sisäänkäynnillä sijaitsevaa hahmontunnistusjärjestelmää, joka tunnistaa satama-alueelle sallitut ajoneuvot ja mahdollistaa liikenteen tiukan valvonnan. Lisäksi kulkulupa vaaditaan pääsyyn sataman eri porteille. Tämä liikenteenhallintajärjestelmä vähentää toimintokuluja, optimoi turvallisuuden ja lisää porttien kulkukapasiteettia. Samoin Vuosaaren satama-alueen ulkopuolelle on suunniteltu tehokas liikenneverkosto. Pääportille johtaa molempiin suuntiin kaksikaistainen, moottoritiemäinen tie. Satamasta lähdettäessä kuorma-autot ohjataan suoraan kehätielle, joka johtaa valtateille, ja satamarata yhdistyy päärataverkkoon Keravalla (30 kilometriä Helsingistä pohjoiseen). Vaunut liitetään juniin satama-alueen ulkopuolella olevalla järjestelyratapihalla ja lähetetään suoraan kohteisiinsa. Tämä liikenneverkko parantaa sekä tie- että raideliikennettä, ehkäisee liikenneruuhkat ja pullonkaulat ja minimoi liikenneriskit. Strategioita ja suunnitelmia Kestävästä kehityksestä on tullut satamille todellinen huolenaihe, mutta saavutukset vaihtelevat suuresti satamien välillä. Vuosaaren satama on sitoutunut ympäristöaloitteisiin, kuten julkaisemalla vuonna 2009 Environmental responsibility and innovation -raportin, joka tarjoaa arvioinnin ympäristövaikutuksista (YVA) ja paljastaa ympäristön saaman arvon päätöksentekoprosessissa, sekä satamalle myönnetyllä ympäristönhallinnan ISO 14001 -sertifikaatilla. Vaikka satama on toteuttanut useita toimenpiteitä vähentääkseen toimiensa ympäristövaikutusta, jotkut näistä ovat erityisen tärkeitä ja niitä kuvaillaan tarkemmin jäljempänä. Kuten The ESPO/ecoports port environmental review 2009 -katsaus paljastaa, melu on ensimmäinen ympäristönsuojelun prioriteetti satamille, etenkin Vuosaaren tapaan asutusta lähellä sijaitseville satamille. Meluntorjuntaa korostaa lisäksi EU:n ympäristömeludirektiivi vuodelta 2002. Direktiivin tavoitteena on melun haitallisten vaikutusten, mukaan lukien häiriöiden, ehkäiseminen, estäminen tai vähentäminen priorisoinnin avulla. Direktiivissä on useita alueita, jotka koskevat satamien terveys- ja ympäristöasioista vastaavia virastoja ja laitoksia. Liikenteen melun aiheuttamia haitallisia seurauksia lieventämään ja estämään on tehty useita toimenpiteitä, kuten teiden ja raiteiden tunnelointi, nopeusrajoitukset sekä meluaidat. Sataman melun vaimentamiseksi on käytetty uutta ääntä vaimentavaa ja energian kulutusta vähentävää materiaalia. Toisenlainen saaste, joka voi häiritä Natura 2000-alueen ekosysteemiä (vaikutuksia lintuihin ja yölajeihin) sekä mahdollisti lähialueen asukkaita, on valosaaste. Satamaan valittiin tasapainotettu yhdistelmä kylmän valkoista ja lämpimän oranssia valoa värintuottoa ja turvallisuutta varten, jotta sataman ulkovalaistuksen vaikutukset saataisiin mi- nimoitua satama pystytti myös 40-metrin valomastot tehokkailla häikäisysuojilla ja hajavalon rajoittimilla, jotka testattiin, sekä mittauksilla, jotta hajavalon määrä ulkoilu- ja suojelualuilla minimoituisi. Valaistuksen hallintajärjestelmä ohjaa satamavaloja MicroSCADA-järjestelmällä, joka optimoi valaistusta ja sähkönkulutusta. Kaikissa sataman laitureissa on talteenotto mustalle ja harmaalle vedelle ja se on yhdistetty viemärijärjestelmään. Siten rahtialukset voivat tyhjentää jätevetensä Helsingin kaupungin viemäriverkkoon puhdistettavaksi. Keinot ja suositukset CO2-päästöjen vähentämiseksi Seuraavassa on yleiskuvaus Vuosaaren sataman tehokkuutta ja kestävyyttä parantavista keinoista ja ehdotuksista. Ensin esitellään tärkeimmät rakennustekniikan parannuksiin liittyvät keinot ja ehdotukset, jonka jälkeen esitellään valaistuksen ja liikenteen parannuksiin liittyvät havainnot. Valaistus Sataman valaistus Vaikutus: 80 tonnia hiilidioksidia vuodessa Lisävaikutus: Pienemmät käyttökustannukset Toteutusaikataulu: Lyhyellä aikavälillä (5 vuoden kuluessa) Toteutuksen vaikeusaste: Keskitasoa - helppo Kustannukset: Vähäiset Peruste: Tämän tutkimuksen työpajoissa määritelty konsepti BAU-lähtötilanteesta sataman energian kulutusta voidaan parantaa monin eri toimenpitein. Alueen ulkovalaistukseksi suositellaan kahden HDP-lampun yhdistelmää, sillä HDP-lamppujen tehokkuus on jopa 150 lm/W, mikä Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki 83 on paljon enemmän kuin voimakkaimpien ulkokäyttöön tarkoitettujen LED-valonlähteiden vain 50 lm/W tehokkuus. Tärkein potentiaali on sataman varastoissa, vaikka valaistusta käytetään harvoin. Jos valot laitetaan päälle ja sammutetaan vain tarvittaessa, vuosittainen kulutus on noin 4,4 MW. Jos valot unohdetaan sammuttaa ja jätetään päälle, vuosittainen kulutus on noin 106 MW. Muuntaja- ja kunnossapitohallit kuluttavat arviolta 4,4-106 MW. Liikkeentunnistimen asentaminen säästäisi jopa 96 % kulutetusta energiasta, vaikka kunnossapitohallien arviointi oli valaistuksen manuaalisen hallinnan vuoksi melko epätarkkaa. Laituri C vaatii noin 52 MW (21 MW + 31 MW). Lisäämällä päivänvalotunnistimilla varustetut liikkeentunnistimet voitaisiin päästä jopa 50–70 % säästöihin. Lisäksi jos T8-lamput korvataan OSRAM LED-valaisimilla, nykyään kulutetusta energiasta voidaan säästää jopa 80 %. Toimistojen ja rakennusten sisävalaistus on jo optimoitu. Valonlähteet olivat uudenaikaisia ECG-valaisimia T5 FL- ja CFL-valonlähteillä. Tällä hetkellä ei ole parannustoimenpiteitä, sillä valaistuksen hallintajärjestelmä on jo optimoitu eikä tarvitse parannuksia. Sähköautoja satama-autojen tilalle Vaikutus: 18 tonnia hiilidioksidia vuodessa Lisävaikutus: muiden ilmansaasteiden väheneminen satamassa Toteutusaikataulu: Lyhyellä aikavälillä (5 vuoden kuluessa) Toteutuksen vaikeusaste: Keskitasoa Kustannukset: Keskitasoa Peruste: Kaupungin tutkimusyhteistyön määrittämä Liikenne Pääasialliset keinot liikenteen parantamiseksi Vuosaaren satamaan ja sen sisällä ovat optimoida liikennevirrat satamaan ja sieltä pois, toiseksi optimoida odotusajat porteilla ja kolmanneksi optimoida matkustusajat satama-alueelle. Valtatieverkkoon liitetyt rahtisatamat sekä kuorma-autoliikenne aiheuttavat liikenneruuhkia. Toisaalta näitä ruuhkia voidaan vähentää ja välttää optimoimalla liikennevirta dynaamisen reitityksen, valtateiden telemaattisten järjestelmien ja navigointijärjestelmien dynaamisen tiedonsaannin avulla Liikennevalojen sijainti erityisopastesuunnitelmalla Liikenne Porttimaksu manuaalisen luvanmyöntämisen sijaan Vaikutus: 4 tonnia hiilidioksidia vuodessa Lisävaikutus: tehokkaammat satamatoiminnot Toteutusaikataulu: Lyhyellä aikavälillä (5 vuoden kuluessa) Toteutuksen vaikeusaste: Helppo Kustannukset: Vähäiset Peruste: Tämän tutkimuksen työpajoissa määritelty konsepti Satamatoimiston päästöt 1% Satama-alueella ajavat rekat 47% Porttien yhdistelmä Vaikutus: 860 tonnia hiilidioksidia vuodessa Lisävaikutus: tehokkaammat satamatoiminnot Toteutusaikataulu: Lyhyellä aikavälillä (5 vuoden kuluessa) Toteutuksen vaikeusaste: Helppo Kustannukset: Vähäiset Peruste: Tämän tutkimuksen työpajoissa määritelty konsepti 84 Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki Sataman kuorma-autojen CO2-päästöt Toisella portilla pysähtyvät rekat 53% -28% 3200 867 Yhteensä Automaattinen rekisterikilven tunnistus Muuttuva opastintaulu Liikennevalot Yksi automaattinen porttijärjestelmä 9 18 2306 Erikseen ostettavan luvan hinta Sähköautojen käyttö Jäljelle jäävät CO2-päästöt Sataman kuorma-autoliikenteen CO2-päästöjen vähennyspotentiaali Sataman älykäs liikenteenhallinta Automaattinen rekisterikilven tunnistus Lisäksi liittymä radioasemille, vaihtuvat opasteet sekä nykyisen raidekapasiteetin laajentaminen vähentäisivät ruuhkautunutta liikennettä, vaikka viimeisin vaatiikin pitkän aikavälin ponnistuksia. Satama aiheuttaa vuosittain 3 217 600 kg CO2-päästöt, joista 1 700 000 kg aiheutuu kuorma-autojen joutuessa pysähtymään manuaalisesti ohjatuilla porteilla ja 1 500 000 kg aiheutuu kuorma-autojen ajaessa satama-alueella. Porttien lähemmällä tarkastelulla havaitaan parannusmahdollisuuksia. Ensin täytyy tarkastella sisääntuloporttien ja operaattoriporttien eroja. Sataman sisääntuloporttia ohjataan täysin automaattisesti. Näin ollen vain muutaman kuorma-autonkuljettajan, jolla ei ole sisäänajolupaa, täytyy kävellä satamatoimistoon. Sitä vastoin operaattoriportit toimivat manuaalisesti, mikä johtaa suuriin CO2-päästöihin moottorien käydessä sisäänajolupaa odottaessa. Eräs mahdollisuus CO2-päästöjen vähentämiseksi on yhdistää sisääntuloportit ja operaattoriportit. Näiden kahden porttityypin yhdistelmä säästää ajoneuvolta kahdesta neljään pysähdystä ja voi johtaa jopa 860 000 kg vuosittaisiin CO2-vähennyksiin, jos seuraavat oletukset otetaan huomioon: Muuttuva opastintaulu Porttien yhdistämiskartta Kuorma-autojen CO2-päästöt Kuorma-autoja päivässä päiviä vuodessa pysähdyksiä per ajoneuvo Satamatoimiston aiheuttamat CO2-päästöt 2 000 2 000 7 7 365 365 365 365 4-8 (keskimäärin 6) 6 3 km per kuorma-auto satama-alueella 6 polttoainetta per pysähdys tai km (litraa) 0,15 0,26 0,03 0,045 CO2 per litra (kg) 2,64 2,64 2,4 2,4 1 700 000 1 500 000 1 100 16 500 CO2-päästöt vuosittain Taulukko16: Kuorma-autojen CO2-päästöt Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki 85 Esimerkkejä muista satamista Hampuri, Portsmouth Vähemmän melua ja päästöjä Hampurin satama Hampurin satama toimii hyvänä esimerkkinä tehokkaiden liikenneratkaisujen suhteen vähennettyään CO2-päästöjä liikennevirran parannuksilla. Hampurin satama on ottanut käyttöön ainutlaatuisen geotermisen rautatien pistelämmitysjärjestelmän, joka takaa sataman rautatielle turvallisen ja luotettavan toiminnan talvisaikaan. Melunvaimennustoimenpiteitä on tehty asukkaiden suojelemiseksi. Altenwerderin konttiterminaalissa Hampurin satama käynnisti pilottikokeen automaattisesti ohjattujen autojen (AGV, Automated Guided Vehicle) valmistajan kanssa päästöttömästä, akkukäyttöisestä ajoneuvosta. AGV:t ovat paikallisesti päästöttömiä, ne eivät tarvitse lähes ollenkaan öljyä ja lisäksi ne ovat luotettavia ja hiljaisia. Akustoissa on 360 kennoa, niiden tilavuus on 3,5 m³ ja käyttöaika 12 h. Automaattisesti ohjatun kulkuneuvon malli Portsmouthin satama Portsmouthin satama on ottanut käyttöön useita toimenpiteitä energiatehokkuuden parantamiseksi ja halunnut tässä yhteydessä asentaa lämpöpumppujärjestelmän, sillä meren lämpötila pysyy melko vakiona ja takaa näin tehokkaan ”lähteen” lämmitykselle ja jäähdytykselle ympäri vuoden. Asennus sisältää satamanpuoleisen voimalatilan, jossa on ensimmäisen asteen lämmönvaihtimet. Päävoimalatila sisältää lämpöpumput ja niihin liittyvät hallintalaitteet. Järjestelmän suorituskykyä tarkkaillaan nykyisin. Nykyisen järjestelmän COP-arvo on noin 4, eli 1 kW kulutettua sähköä tuottaa 4 kW lämmitystä tai jäähdytystä. Portsmouthin satama on silti varustettu varaboilereilla äärimmäisiä talviolosuhteita varten. Lämpöpumppu Portsmouthin satamassa 86 Kestävän Kestävänkehityksen kehityksenurbaani urbaaniinfrastruktuuri infrastruktuuri||Helsinki Helsinki Porttien tehokkuutta voidaan edelleen parantaa veloittamalla manuaalisesta luvasta. Kokemuksen mukaan huomattava määrä kuljettajista vaihtaa sähköiseen lupaan välttääkseen hinnan nousun. Tämä säästää kuorma-autolta noin kolme pysähdystä päivässä vaihtamalla sähköiseen lupaan ja johtaa yli 8 600 kg vuosittaisiin CO2-vähennyksiin Kuorma-autoja per päivä: 2 000 Päiviä vuodessa: 365 Säästettyjä pysähdyksiä per ajoneuvo: 2-4 (keskimäärin 3) Polttoainetta per pysähdys (litraa) 0,15 CO2 per litra (kg) 2,64 Vuosittain säästetyt CO2-päästöt: 860 000 kg Taulukko17: Porttien yhdistämistiedot Odotusaika porteilla aiheutuu kuljettajalle tarpeellisen informaation hitaasta käsittelystä, kuten mihin terminaaliin mennä, mille laiturille purkaa kuorma ja niin edelleen. Jos automaattinen järjestelmä tunnistaa jokaisen kuorma-auton ja vaihtuvat opasteet osoittavat oikean tie vain muutamalla liikennevalolla, odotusaika porteilla lyhenisi huomattavasti. Lisäksi sataman yhdistäminen kevytraitiotie- tai metrojärjestelmään matkustajalauttojen paikanvaihdoksen kanssa johtaisi ylimääräisiin CO2-säästöihin sataman ja kaupungin välisen henkilöliikenteen vähentyessä ja näin ollen liikenneruuhkien vähenemiseen kaupungin keskustassa. Näin ollen satama tulee liittää nykyiseen metroon, joka päättyy muutaman kilometrin päässä satama-alueesta. Sähköiseen lupaan siirtyneet kuorma-autot per päivä: 10 Päiviä vuodessa: 365 Säästettyjä pysähdyksiä per ajoneuvo: 2-4 (keskimäärin 3) Polttoainetta per pysähdys (litraa) 0,15 CO2 per litra (kg) 2,64 Vuosittain säästetyt CO2-päästöt: 4 300 kg Taulukko18: Sähköisen lupakäytännön tiedot Jos sataman hallinto lisäksi vaihtaisi perinteiset autot sähköautoihin ja satamaoperaattori ostaisi ympäristöystävällistä CO2-vapaata sähköä, vuosittain voitaisiin vähentää 16 000 kg CO2-päästöjä. Johtopäätös Vuosaaren sataman käytössä on kattava joukko kestävän kehityksen toimenpiteitä ympäristöystävällisyyden parantamiseksi ja resurssien säästämiseksi. Etenkin logistiikassa sekä energiansäästössä ja -käytössä satamalla on käytössään monia keinoja ympäristöystävällisyyden tehostamiseksi, mutta energiankulutuksessa parannukset ovat vielä mahdolliset. Ottamalla käyttöön edellä suositellut toimenpiteet Vuosaaren satama voi vähentää CO2-päästöjään noin 2 %, mikä säästäisi arviolta 1 060 tonnia hiilidioksidia vuodessa. 49.841 -4% 27.506 22.335 84 890 21.361 CO2 yhteensä Laivat Perustaso Valaistus Liikenne Optimoitu Vuosaaren sataman kokonaissäästöpotentiaali Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki 87 88 Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki Rahoitus Ekologisesti kestävän infrastruktuurin kehittäminen edellyttää yksityisen sektorin investointeja. Teknologialla on merkittävä rooli kestävän kehityksen edistämisessä kaupungeissa. Tarvitaan uusia rahoitusmalleja ja -vaihtoehtoja kuten teknologiainvestointeja ja puhtaan teknologian rahoitusta. Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki 89 Rahoitus P uolet maailman väestöstä asuu kaupungeissa, ja kaupungistuminen on viimeisimpien ennustuksien valossa lisääntymässä edelleen. Ennustusten mukaan vuoteen 2030 mennessä kaupunkilaisten määrä on kasvanut kahdella miljardilla ja noin 60 % maapallon väestöstä asuu kaupunkiympäristössä. Kaupunkikeskukset ovat nyt jo vastuussa valtaosasta kasvihuonekaasupäästöjä, eikä ole yllättävää, että myös maailmanlaajuinen energian ja resurssien tarve keskittyy yhä enenevässä määrin näille alueille. Jatkuvasti kasvavan väestön vaatimusten mukana pysyminen asettaa valtavat vaatimukset kaupunkien infrastruktuurille. Kaupunkien on jatkuvasti investoitava sekä perusinfrastruktuurin kehittämiseen energian, veden ja liikenteen osalta että parannettava elintasoa pitääkseen yllä taloudellista kilpailukykyään. Kypsät markkinat, kuten USA ja Pohjoismaat, investoivat infrastruktuurinsa uudelleenrakentamiseen ja modernisointiin, kun taas maat kuten Kiina ja Intia rakentavat uutta infrastruktuuria talouskasvunsa tukemiseksi. Kysymys kuuluu: kuka vastaa investoinneista aiheutuvista kuluista? Hallitukset ja julkisen sektorin toimijat ajavat infrastruktuurin kasvua, mutta myös yksityisen sektorin osallistumiselle on selkeä tilaus. Tämä on varmasti osasyy yksityisen ja julkisen sektorin kumppanuussopimusten eli PPP-sopimusten maailmanlaajuisen lisääntymiseen. Dealogic Projectwaren mukaan vuonna 2010 solmittiin noin 224 PPP-sopimusta joiden arvo oli 75,3 miljardia dollaria, kun vuonna 2009 vastaavia sopimuksia solmittiin 179 kappaletta ja niiden arvo oli 56 miljardia dollaria. Tämä tarkoittaa yli 30 prosenttiyksikön kasvua. ”Tasainen kysyntä on tärkeä edellytys PPPmallien menestymiselle”, sanoo Roland Chalons-Browne, Siemens Financial Servicesin toimitusjohtaja. ”Ottaen huomioon infrastruktuurisijoitusten pitkäikäisyyden, joka monissa tapauksissa on yli 10 vuotta, sijoittajat odottavat luotettavaa ja kauaskantoista suunnittelua infrastruktuurin kysynnän suhteen. Tällainen varma kysyntä on olemassa esimerkiksi energian ja veden tarjonnan suhteen sekä liikenneinfrastruktuurin osalta.” Yksityiset sijoitukset ovat lisääntyneet, sillä infrastruktuuri, jota ei perinteisesti ole pidetty kypsänä investointiluokkana on investoijien tasaisesti kasvavassa suosiossa. Deloitten uuden tutkimuksen mukaan Euroopan rahastonhoitajat käsittelevät infrastruktuuria uutena vaihtoehtoisena investointimuotona. Tutkimuksessa löydettiin myös todisteita tälle väitteelle: viimeisten 12 kuukauden aikana yksityinen sektori investoi infrastruktuuriin Euroopassa yli 20 miljardia euroa. 90 Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki Kehittyvän talouden maat, jotka kaupungistuvat nopeasti ja joiden taloudellinen suorituskyky on vahva, herättävät sijoittajien mielenkiinnon. Intia on yksi parhaista esimerkeistä. Sen kaupunkiväestön määrän odotetaan räjähtävän 590 miljoonaan (joka on melkein kaksi kertaa USA:n väkiluku) vuoteen 2030 mennessä. Valtion toimenpiteet yksityisten sijoitusten kannustamiseksi ovat auttaneet kattamaan viime vuonna Dealogic Global Project Finance Review’n mukaan yli viidesosan globaalin projektin rahoituksesta (eli noin 81,4 miljardia dollaria). Tämä on suurempi rahoitusmäärä kuin millään muulla valtiolla. Myös kypsillä markkinoilla on huomattu, että ekologisesti kestävän infrastruktuurin kehittäminen edellyttää yksityisen sektorin osallistumista. Esimerkkinä voidaan mainita New Yorkin suunnitelmat infrastruktuurinsa parantamisesta. New Yorkissa on havaittu kasvavan väkimäärän ja heikon infrastruktuurin aiheuttamat haasteet ja otettu käyttöön PlaNYC 2030, kokonaisvaltainen infrastruktuurin kehittämiseen ja kasvihuonekaasupäästöjen vähentämiseen tähtäävä suunnitelma. Osana tätä suunnitelmaa New York pyrkii parantamaan infrastruktuuriaan, liikennettä, vesiteitä, taloja ja kiinteän jätteen hävitysmenetelmiä sekä vähentämään päästöjään yli 30 % vuoteen 2030 mennessä. Suunnitelmassa on kaavailtu yksityiselle sektorille tärkeää osaa tavoitteiden saavuttamisessa ja tarkoituksena on vastavuoroisesti tukea uusia ja nykyisiä sijoittajia. PlaNYC 2030 -suunnitelmaa voidaan pitää kunnianhimoisena, mutta se on erinomainen esimerkki muiden maiden kaupungeille. Esimerkiksi Helsinki pyrkii vähentämään kaupunkialueen hiilidioksidipäästöjä 30 % vuoden 1990 tasosta vuoteen 2030 mennessä. Vaikka Helsinki on sijainniltaan ja kooltaan erilainen kuin New York, sen kohtaamat haasteet ovat samankaltaisia, kun vanhoja tehdas- ja satama-alueita aletaan muuntaa uusia käyttötarkoituksia varten. Kaikki nämä kehitystoimenpiteet ja pyrkimykset kestävän kehityksen kaupunkien luomiseksi lisäävät tarvetta yksityisen sektorin rahoitukselle. Rahoittajien on kuitenkin toimittava joustavasti, sillä eri markkinat ja kehittyvät infrastruktuurin tarpeet edellyttävät heiltä tavallista innovatiivisempaa liiketoimintatapaa. Investoijien on joskus esimerkiksi muutettava projektien rakennetta tai kehitettävä uusia rahoitusmalleja ja rahoitusvaihtoehtoja kuten teknologiainvestointeja ja erityisesti puhtaan teknologian rahoitusta. Teknologia on suuressa osassa kestävän kehityksen kaupunkien luomisessa, olipa sitten kyse liikenneruuhkien vähentämisestä, vaihtoehtoisten polttoaineteknologioiden laajamittaisesta käyttöönotosta, sähköautoista tai jätteiden hävitysjärjestelmistä. ”Teknologiaan investoiminen antaa rahoittajille paitsi mahdollisuuden osallistua kaupungistumiseen, myös tilaisuuden kanavoida teknologian tuomaa tehokkuutta infrastruktuuriprojektien rahoitukseen”, sanoo Roland Chalons-Browne. Itse asiassa infrastruktuurin tarpeisiin sopivat ratkaisut hyödyttävät sekä kaupunkia että rahoittajaa, kuten Berliinin uuden kansallisgallerian (Neue Nationalgalerie) tapauksessa, jossa gallerian ja kuuden muun kansainvälisesti tunnetun 1960-luvun rakennuksen tekniset laitteet kaipasivat kipeästi uudistamista. Tarkoitukseen ei kuitenkaan ollut rahoitusta. Siemensin Financial Services -yksikkö tarjosi projektille energiatehokasta sopimusmallia jolla tarvittavat investoinnit voitiin rahoittaa budjettiin vaikuttamatta. Näin Siemens kevensi julkisen rahoituksen osuutta ja paransi rakennuksen energiatehokkuutta vähentäen energia- ja käyttökustannuksia. SFS tarjoaa taloudellisia ratkaisuja julkisen sektorin lisäksi myös yrityksille toimijoille investointeja keskittämällä, kuten esimerkiksi Talvivaaran kaivososakeyhtiön tapauksessa. Tämä kansainvälisesti merkittävä perusmetallin tuottaja tilasi Siemensiltä useita tuotteita, esimerkiksi sähköasemia ja muuntajia, jotka SFS rahoitti. Lisäksi SFS rahoitti osan Siemensin jälleenmyyjän Talvivaaralle toimittamasta kuljetinprojektista. Yritys sai tarvittavat varat muiden rahoitusvaihtoehtojen, kuten liisauksen avulla. Kuukausittaisten laskuerien lisäksi voidaan varmistaa käyttövaatimuksiin kohdistuvat muutokset ja tarpeeton pääoman sitouttaminen voidaan välttää. Kuten näistä esimerkeistä käy ilmi, Siemens Financial Services käyttää Siemensin tärkeimpien markkina-alueiden tuntemusta esimerkiksi energiantuotannon alalta tarjotakseen rahoitusratkaisuja erilaisiin tarpeisiin. Tarjottu pääoma voi liittyä alkuvaiheen kehittelyyn tai rakentamiseen. Tarjolla on rahoitusratkaisuja, lainoja, leasing-sopimuksia ja käyttöpääomaa, jotka on suunnattu yritysten ja instituutioiden tukemiseen, jotta ne saavuttavat pääomavaatimuksensa. Lisäksi esimerkiksi Euroopan investointipankki (EIB), Euroopan unionin elin, tarjoaa pitkäaikaisia lainoja. Sen tehtävänä on helpottaa EU:n jäsenmaiden integraatiota ja tasapainoista kehitystä sekä lisätä niiden ekonomista ja sosiaalista yhtenäisyyttä tarjoamalla pitkäaikaista rahoitusta järkeviksi katsottaviin investointeihin. EIB:n tärkeimpiä tavoitteita ovat kestävä kehitys sekä kestävät, kilpailukykyiset ja turvalliset energianlähteet. EIB:n mukaan pankki tarjosi Suomelle lainoja yhdeksää projektia varten yhteensä 1 miljardin euron edestä vuonna 2010. Yli kaksi kolmasosaa kokonaissummasta kohdistui teollisuu- teen, liikenteeseen ja energiaan. Yksi EIB:n toimintakohteista vuonna 2010 Suomen teollisuuden osalta oli Rautaruukin päästöjen vähentäminen. Myös liikenneprojektit olivat edustettuina, näistä esimerkkinä mainittakoon suunnitelma junayhteydestä Vantaan lentokentälle. Energiasektorin osalta EIB tuki innovatiivista Lahti Energy -energiajätevoimalaitosta. Rahoituksen lisäksi kaupungeilla sekä julkisilla ja yksityisillä infrastruktuuriin sijoittajilla on mahdollisuus hakea projektikohtaista tukea. EU tarjoaa rahoitusta ja apurahoja erilaisille projekteille ja ohjelmille. Euroopan komission mukaan rakennerahastot ja koheesiorahasto ovat rahoitusvälineitä, joiden avulla sovelletaan Euroopan unionin aluepolitiikkaa. Tavoitteena on vähentää tulojen, varallisuuden ja mahdollisuuksien alueellisia eroja. Euroopan aluekehitysrahasto (EAKR) ja Euroopan sosiaalirahasto (ESR) ovat rakennerahastojen kaksi elementtiä. Nykyinen ohjelmakausi jatkuu 31.12.2013 saakka. 1.1.2007 alkaneen jakson kokonaisbudjetti on 347 miljardia euroa, josta 201 miljardia on jaettu Euroopan aluekehitysrahastolle, 76 miljardia Euroopan sosiaalirahastolle ja 70 miljardia koheesiorahastolle. Tukea haettaessa on huomioitava ohjelmakauden kolme tavoitetta: lähentymistavoite, alueellinen kilpailukyky sekä alueellisen yhteistyön tavoite. Esimerkiksi EAKR tukee ohjelmia joissa on kyse alueellisesta kehityksestä, taloutta koskevista muutoksista, kilpailukyvyn parantamisesta ja alueellisesta yhteistyöstä EU:n alueella. Ympäristönsuojelu on yksi rahoituksen prioriteeteista. Kuinka tätä rahoitusta voi saada? Yleisesti ottaen rakennerahastojen tärkeimmät tavoitteet asetetaan EU-tasolla ja ne muunnetaan kansallisiksi tavoitteiksi jäsenmaiden ja alueiden toimesta. EU-tasolla tärkeimmät tavoitteet asetetaan yhteisön strategisilla suuntaviivoilla. Näillä rajataan toimet, joihin rahoitusta voidaan käyttää. Suuntaviivojen puitteissa jokainen jäsenmaa kehittää oman kansallisen strategisen viitekehyksensä. Tämä viitekehys asettaa jäsenmaan prioriteetit, joissa huomioidaan kansallinen politiikka. Lopuksi jäsenmaan eri alueille laaditaan toimenpideohjelmat kansallisen strategisen viitekehyksen puitteissa alueellisten tarpeiden mukaisesti. Suomessa on useita toimenpideohjelmia jaksolle 2007-2013. Niistä voidaan mainita esimerkiksi Pohjois-, Etelä-, Itä- ja Länsi-Suomea sekä Ahvenanmaata koskevat ohjelmat, joiden lisäksi käytössä on Keskisen Itämeren ja Itämeren alueen ohjelmat, jotka keskittyvät monikansallisiin ja alueiden välisiin aspekteihin. Yksi esimerkki liikennettä koskevista projekteista on ”Helsinki lähemmäksi Pietaria”, jolla tuettiin Helsinki-Kerava-Lahtioikorataa osana Euroopan laajuista liikenneverkostoa. Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki 91 92 Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki Tietojen keräys ja nykyisen energiankäytön arvio 94 Hiilijalanjälki 94 Perusskenaarion ja optimiskenaarion laskelma 95 Toteutusmallien laskelmat 97 Menetelmät Raportin lähestymistapa sisältää tietojen keräyksen ja energiankäytön arvion, hiilidioksidijalanjäljen, perusskenaariot ja optimiskenaariot sekä toteutusmallien laskelmat. Laskelmien tuottamiseen käytetyt menetelmät on selitetty tässä kappaleessa. Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki 93 Menetelmät T ämä kappale selittää tämän raportin laskelmien tuottamiseen käytetyt menetelmät ja lähestymistavan. Hanke koostui seuraavista vaiheista: 1. Tietojen keräys ja nykyisen energiankäytön arvio neljällä infrastruktuurialueelle sekä Vuosaaren satamassa; 2. Vaiheen 1 tuloksiin perustuva infrastruktuurialueiden hiilidioksidijalanjäljen laskenta. 3. 26 päästövähennystoimenpiteen tunnistaminen ja arviointi työpajoissa ja haastatteluissa yhdessä yli 30 Helsingin kaupungin ja alueellisten osastojen, Helsingin Energian, Siemensin ja Aalto-yliopiston edustajien kanssa. 4. Kunkin toimenpiteen tuottamat päästövähennykset ja näihin liittyvien investointien hintatason arviointi ja potentiaaliset käyttöönottoaikataulut. 5. Keinojen luokittelu peruskeinoihin (joiden toimeenpano on varmaa tai jotka pannaan toimeen hyvin suurella varmuudella) ja lisäkeinoihin (joiden käyttöönotosta ei ole vielä päätetty / jotka ovat uusia konsepteja). 6. Perusskenaarion ja optimiskenaarion laskelmat, jotka perustuvat perus- ja lisäkeinojen väliseen erittelyyn Tietojen keräys ja nykyisen energiankäytön arvio Ensimmäiseen vaiheeseen sisältyi tietojen keräystä julkisista lähteistä (Helsingin kaupunki, suomalaisia ja EU:n tilastoja ja raportteja), jotta nykyiselle energiankäytölle ja päästöille Helsingin eri infrastruktuurialueilla voidaan muodostaa malli. Neljästä infrastruktuurialueesta rakennuksia, energian jakelua ja liikennettä käsiteltiin energiankulutuksen lähteinä. Kulkuneuvoja ja katuvalaistusta tutkittiin alueellisesti Helsingin seudun liikenteen toimintamallin vuoksi, kun taas muita infrastruktuurialueita analysoitiin vain Helsinkiin keskittyen. Energian tuotantoa tutkittiin kahdella eri tasolla: lämmitystä kaupunkitasolla, sillä Helsingin kuluttama lämpö tulee tuottaa paikallisesti sekä sähköä kansallisella tasolla Suomen sähkömarkkinoiden ollessa avoimet ja kuluttajat voivat vapaasti valita tuottajansa koko maassa. Lisäksi kerättiin sekalaista tietoa myö- 94 Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki hempiä laskelmia varten, esim. väestötietoja, eri polttoaineiden hiiliintensiteettejä, liikennevälineiden keskimääräisiä kilometrimääriä Helsingin alueelle jne. Keräysprosessin jälkeen käytettiin analyysityökalujen sarjaa laskelmaan ja päättelemään analysoitujen infrastruktuurialueiden nykyinen energian kulutustaso, joka perustui arvioituihin tietoihin ja tilastoihin. Hiilijalanjälki Neljän infrastruktuurialueen CO2-päästöt johdettiin vaiheessa 1 lasketusta energiankulutuksesta. Laskelmaprosessi perustui eri polttoaineiden ja sähkönlähteiden CO2 intensiteettiin sekä eri infrastruktuurien alueilla energiantuotannossa käytettyihin teknologioihin. Tämän laskentaprosessin aikana tarkasteltiin ja käytettiin erilaisia muuttujia ja lähestymistapoja. Esimerkiksi lämmityksentuotannossa käytettävän CHP-teknologian huomioimiseksi lämmityksen päästöihin käytetään 0,4 kerrointa samanaikaisen lämmityksen ja sähköntuotannon tehokkuuden sisällyttämiseksi. Tämä kerroin on yleisesti hyväksytty laskelma, joka perustuu eurooppalaiseen standardiin EN 15316-4-5:2007, jota myös Helen käyttää. Sähkönkulutuksen CO2-päästöt on arvioitu käyttämällä kansallisen energiantuotannon CO2-intensiteettiä. Sähköllä toimivan julkisen liikenteen CO2intensiteetti saatiin palveluntarjoajalta. Seuraavassa selitetään autojen päästöjä koskevat laskelmat kulkuneuvojen päästölaskelmia havainnollistavana esimerkkinä: Dieselin tai bensiinin poltto synnyttää hiilidioksidia, CO2, ja vesihöyryä, kun palamisprosessi on täydellinen. Hiilimonoksidi, CO, jota syntyy epätäydellisessä palamisprosessissa, muuttuu myös hiilidioksidiksi hieman muodostumisensa jälkeen. Hiilidioksidi ei vaikuta terveyteen, mutta se on suuri tekijä ilmastonmuutoksen kannalta. Nykyään ei ole teknologiaa hiilidioksidin poistamiseksi pakokaasuista. Muodostuneen hiilidioksidin määrä on suoraan yhteydessä kulutetun polttoaineen määrään. Yksi bensiinilitra synnyttää 2 350 grammaa hiilidioksidia ja diesellitrasta muodostuu 2 660 grammaa hiilidioksidia. Taulukossa 19 on esitettynä joitakin dieselin, bensiinin ja maakaasun ominaisuuksia. Energiasisältö (kWh / l) Tiheys Hiili-intensiteetti (kg / l) (kg CO2/kg polttoainetta) Bensiini 8,96 0,75 3,17 Diesel 10,05 0,845 3,15 Kaasu 10 0,723 2,71 Taulukko19: Dieselin, bensiinin ja maakaasun (nestemäinen) ominaisuuksia Energiasisältö [kWh/l], tiheys [kg/l] ja hiili-intensiteetti [kg CO2/kg polttoainetta] ovat vakioita jokaiselle polttoainetyypille ja luonteenomaisia kullekin polttoaineelle. Polttoaineiden ominaisuudet löytyvät helposti kirjallisuudesta ja noihin ominaisuuksiin perustuen energiasisällöt ja CO2päästöt ovat helposti laskettavissa, jos kulutetun polttoaineen määrä on tiedossa. Polttoaineiden bioperäisten osien CO2-päästöt on jätetty pois. Esimerkki dieselauton CO2-päästöjen laskemisesta vuonna 2009: Dieselautot kuluttivat kokonaisuudessaan 80 607 428 litraa dieseliä ja diesel sisälsi 2,78 % bioperäisiä osia vuonna 2009. Dieselin energiasisältö on 10,05 [kWh/l], tiheys 0,845 [kg/l] ja hiili-intensiteetti 3,15 [kg CO2/kg polttoaine]. Energian kulutus = 10,05 kWh/l * 80 607 428 l = 810 104 651 kW] = 0,81 TWh CO2 kg = (1 – 0,0278) * 80 607 428 l * 0,845 kg/l * 3,15 kg CO2/kg = 208 592 142 kg eli 209 000 tonnia Perusskenaarion ja optimiskenaarion laskelma taulukossa. Keinojen määrittämisessä haastatteluissa ja työpajoissa keinoille löydettiin kolme luokkaa. Keinon alkuperä on joko lainsäädännön vaatimuksissa, jotka on toteutettava määräajassa, tai keino sisältyy jo kaupungin kehittämissuunnitelmaan ja sisältyy siten tuleviin toimenpiteisiin, tai keino määritettiin tämän tutkimuksen kuluessa. Perusskenaarion laskennassa suoritettiin seuraavat vaiheet: 1. Ensiksi nykyinen vuoden 2010 2,9 Mt hiilidioksidin päästötaso ekstrapoloitiin vuoteen 2030 historiallisen 0,8 prosentin päästökasvun perusteella vuosilta 2000-2010. - Tätä historialliseen kasvunopeuteen perustuvaa menetelmää käytettiin kaikkiin alueisiin liikennettä lukuunottamatta, jolle käytettiin tarkempaa bottom-up -arviointimallia. Tätä mallia käytettiin myös aiheeseen liittyvässä Aalto-yliopistossa tehdyssä diplomityössä. 2. Tämän jälkeen laskettiin keinojen kokonaisvähennyksien vaikutus (toimia joiden käyttöönotosta on jo päätetty ja/ tai jotka arvioidaan otettavan käyttöönsuurella varmuudella). 3. Perusskenaario vuoden 2030 päästöille laskettiin vähentämällä peruskeinojen kokonaisvaikutus vaiheessa 1 lasketusta perusversiosta. Tämän vähennyksen perusteella vuoden 2030 hiilidioksidipäästöt perusskenaariossa ovat arviolta 2,5 Mt. - Energiantuotannon parannuksien säästövaikutukset otetaan huomioon jakamalla niiden kokonaisvaikutukset eri kulutusalueiden välille (asuin- ja liikerakennukset sekä liikenne) niiden vastaavien painoarvojen mukaan. Tämä tarkoittaa, että vain Helsingissä tehdyt energian tuotannon parannukset lasketaan mukaan, ja muualla Suomessa tehdyt energiantuotannon parannukset on jätetty raportin ulkopuolelle Optimiskenaario laskettiin sitten vähentämällä kaikkien lisäkeinojen vaikutus (lisävaikutus yhteensä) perusskenaarion vuoden 2030 päästöjen arviosta. Tämä vähennys antaa optimiskenaariossa vuoden 2030 hiilidioksidipäästöiksi 1,1 Mt. Seuraavassa esitetään perusskenaarion ja optimiskenaarion laskentamenetelmä. Keinokohtaiset päästövähennyksien vaikutukset sekä lisäkeinojen vaikutusten laskelmat on esitetty erillisessä Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki 95 Perusvaikutus (Mt CO2) Lisävaikutus (Mt CO2) Asuin- ja liikerakennusten lämmityksen optimointi 404 700 165 300 Asuin- ja liikerakennusten valaistuksen optimointi 148 112 64 163 32 300 0 Potentiaali arvioitu Siemens Toolkitilla käyttäen eurooppalaisista kaupungeista saatavia vertailutietoja Kuuman käyttöveden optimointi 0 114 000 Potentiaali arvioitu Siemens Toolkitilla käyttäen eurooppalaisista kaupungeista saatavia vertailutietoja Sääennuste 0 12 070 Potentiaali Siemensin teknologian/sektorin asiantuntijan arvioima Asiakaspalaute 0 17 600 Potentiaali Siemensin teknologian/sektorin asiantuntijan arvioima – perustuu sähkönkulutuksen 5 prosentin vähennyksen arvioituun vaikutukseen Energiatehokkaat muuntajat: tavallisten muuntajien vaihtaminen 0 8 900 Potentiaali Siemensin teknologian/sektorin asiantuntijan arvioima Kysyntään reagointi 0 2 900 Potentiaali Siemensin teknologian/sektorin asiantuntijan arvioima – Perustuu oletukseen, että kulutus voidaan kattaa päästövapaalla sähköllä 4 170 37 530 Etukäteen maksettu energia 0 5 300 Kotien automaatio 0 12 300 Tuulivoima (2 puistoa merellä – 560 MW) 0 132 000 Aalto-yliopiston diplomityön tekijän arvioima 120 000 100 000 Aalto-yliopiston diplomityön tekijän arvioima Porttien yhdistelmä 0 860 Sähköautoja satama-autojen tilalle 0 18 Porttimaksu manuaalisen luvanmyöntämisen sijaan 0 4 Keino Energiatehokkaat laitteet Laivojen maasähköyhteys Skenaarioiden 1 ja 2 yhdistelmä, 20 % enemmän synteesikaasua Laskumenetelmä / lähde Helsingin nykyisen rakennuskannan uusien rakennusstandardien ja lämmitystehokkuuden analyysin top-down-arvio. EU:n ekologisen suunnittelun direktiivin ja LED-teknologian arvioidun käyttöönottonopeuden vaikutuksien analyysiin top-down-arvio. Potentiaali Siemensin teknologian/sektorin asiantuntijan arvioima – perustuu alusten keskimääräisen energiankulutukseen satamassa sekä arvioon polttoaineen korvaamisesta verkkovirralla Potentiaali Siemensin teknologian/sektorin asiantuntijan arvioima – perustuu oletukseen etukäteen maksetusta energiasta ja arvioiduista vähennyksistä kulutuksessa Potentiaali Siemensin teknologian/sektorin asiantuntijan arvioima – perustuu kulutusvähennyksiin energiankäytön hallinnan korkeamman automaatiotason ansiosta sekä oletuksiin käyttöönottotasosta Potentiaali Siemensin teknologian/sektorin asiantuntijan arvioima– perustuu päivittäiseen kuorma-autojen määrään ja niiden porteilla pysähdyksien vähennykseen satama-alueella Potentiaali Siemensin teknologian/sektorin asiantuntijan arvioima – perustuu satama-autojen arvioituun matkustuskilometrien määrään sekä pysähdyksien vähentämiseen satama-alueella ja vähennyksiin polttoaineenkulutuksessa Potentiaali Siemensin teknologian/sektorin asiantuntijan arvioima – perustuu kuormaautojen portilla pysähdysten vähenemiseen manuaalisessa luvanmyöntämisessä 0 80 6 400 0 Aalto-yliopiston diplomityön tekijän arvioima Sähköllä liikkuminen (perusskenaariossa polttoaineista 20 % biopolttoaineita, optimiskenaariossa 100 % sähköautoja) 0 591 000 Aalto-yliopiston diplomityön tekijän arvioima Ratainfrastruktuurin projektit – lyhytaikainen 0 0 Aalto-yliopiston diplomityön tekijän arvioima Ratainfrastruktuurin projektit – pitkäaikainen 0 5 445 Aalto-yliopiston diplomityön tekijän arvioima Ruuhkamaksut 0 126 000 Kaupungin liikenteenhallinta 0 10 400 Potentiaali Siemensin teknologian/sektorin asiantuntijan arvioima – perustuu liikenteen sujuvuuden parannukseen sekä pysähdyksien ja niiden liikenteessä aiheuttamien päästöjen vähennykseen Liikenteenhallintaa saapuville ja lähteville lauttamatkustajille 0 1 400 Potentiaali Siemensin teknologian/sektorin asiantuntijan arvioima – perustuu liikenteen sujuvuuden parannukseen ja autojen arvioituun määrään sekä pysähdyksien vähennykseen Metrojärjestelmän jarrutusenergian talteenottojärjestelmä 0 1 060 Potentiaali Siemensin teknologian/sektorin asiantuntijan arvioima Bussien etuajo-oikeus ja liityntäpysäköintijärjestelmä 0 2 000 Potentiaali Siemensin teknologian/sektorin asiantuntijan arvioima – perustuu arvioituun oman auton käytön vähenemiseen parantuneen julkisen liikenteen ansiosta 715 682 1 410 330 Sataman valaistus Katuvalaistus - pitkäaikainen Yhteensä 96 Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki Potentiaali Siemensin teknologian/sektorin asiantuntijan arvioima Potentiaali Siemensin teknologian/sektorin asiantuntijan arvioima – perustuu arvioon, että yksityisten kulkuneuvojen päästöt vähenisivät 21 % vuoteen 2017 mennessä Toteutusmallien laskelmat Siemensin asiantuntijat ovat laskeneet omilla erikoisaloillaan toteutusmallien vaikutuksen energianvähennykseen ja CO2-vähennyksiin tässä raportissa esitellyille teknologioille. Laskelmat on tehty sisäisesti kehiteltyjen työkalujen avulla perustuen energia-analyysin ensimmäisen vaiheen ja kaupungin virastojen Helsingin kaupunkia koskeviin tilastoihin sekä sisäisiin teknisiin laskelmiin. Keinot määritettiin Aalto-yliopiston suorittaman analyysin sekä kaupungin eri osastoilla järjestettyjen työpajojen avulla. Myös keinojen priorisointi määriteltiin näissä työryhmissä, ja siten tietyt on valittu toteutusmalleiksi. Jo päätettyjen parannusten nettovaikutus Vuosittaisten CO2-päästöjen vähennyspotentiaali 63 prosentilla vuoteen 2030 0,4 3,5 0,3 3,0 0,2 0,3 0,3 1,4 2,0 0,0 1,5 -0,1 -0,4 -0,2 -0,3 -0,5 2,6 2,5 0,1 -0,4 3,0 1,2 1,0 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 0,5 Päästöt vuoteen 2030 mennessä (arvioitu historiallisen kasvunopeuden avulla) Jo päätettyjen toimenpiteiden vaikutus Nettovaikutus perusskenaarioon 0,0 2010 2030 perusskenaario Lisäkeinot 2030 optimiskenaario Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki 97 98 Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki Luettelo keinoista 100 Tiedot 101 Lähteet 104 Liitteet Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki 99 Liitteet Luettelo keinoista Infra Keino Vaikutus CO2 (t) Aikataulu Toteutuksen vaikeusaste: Kustannukset Vaikutus-% skenaariossa CO2 (t) Pitkä (2030) / lyhyt (2015) (1 = helppo, 5 = vaikea) Suuri/ keskisuuri/ pieni Perusskenaario Optimiskenaario Rakennukset Asuin- ja liikerakennusten lämmityksen optimointi 570 000 P 3 S 71 % 29 % Rakennukset Asuin- ja liikerakennusten valaistuksen optimointi 212 275 L 5 P 70 % 30 % Rakennukset Energiatehokkaat laitteet Rakennukset Kuuman käyttöveden optimointi Rakennukset Jakelu Jakelu 32 300 L 4 K 100 % 0% 114 000 P 3 K 0% 100 % Sääennuste 12 070 L 5 P 0% 100 % Asiakaspalaute 17 600 L 4 P 0% 100 % Energiatehokkaat muuntajat: tavallisten muuntajien vaihtaminen 8 900 L 3 P 0% 100 % Jakelu Kysyntään reagointi 2 900 L 2 K 0% 100 % Jakelu Laivojen maasähköyhteys 41 700 L 3 S 10 % 90 % Jakelu Etukäteen maksettu energia 5 300 L 1 P 0% 100 % Jakelu Kotien automaatio 12 300 L 2 S 0% 100 % Energia Tuulivoima (2 puistoa merellä – 560 MW) 132 000 L 2 S 0% 100 % Energia Skenaarioiden 1 ja 2 yhdistelmä, 20 % enemmän synteesikaasua 220 000 P 3 S 43 % 57 % Satama Porttien yhdistelmä 860 L 5 P 0% 100 % Satama Sähköautoja satama-autojen tilalle 18 L 3 K 0% 100 % Satama Porttimaksu manuaalisen luvanmyöntämisen sijaan 4 L 5 P 0% 100 % Satama Sataman valaistus Liikenne Katuvalaistus - pitkäaikainen Liikenne Sähköllä liikkuminen (perusskenaariossa polttoaineista 20 % biopolttoaineita, optimoidussa skenaariossa 100 % sähköautoja) Liikenne 80 L 3 P 0% 100 % 6 400 P 5 K 100 % 0% 591 000 P 1 S 21 % 79 % Ratainfrastruktuurin projektit – lyhytaikainen 0 L 4 S 100 % 0% Liikenne Ratainfrastruktuurin projektit – pitkäaikainen 16 500 P 4 S 67 % 33 % Liikenne Ruuhkamaksut 126 000 L 1 K 0% 100 % Liikenne Kaupungin liikenteenhallinta 10 400 L 3 K 0% 100 % Liikenne Liikenteenhallintaa saapuville ja lähteville lauttamatkustajille 1 400 P 3 P 0% 100 % Liikenne Metrojärjestelmän jarrutusenergian talteenottojärjestelmä 1 060 L 5 P 0% 100 % Liikenne Bussien etuajo-oikeus ja liityntäpysäköintijärjestelmä 2 000 L 4 P 0% 100 % 100 Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki Tiedot Yleistä Muuttuja Kaupungin väestö Helsingin Bruttokansantuote (BKT) 2010 Kasvunopeus Yksikkö Lähde 588 549 0,9 % /v Asukkaita Helsingin tilastokeskus 61,85 3 %/v mrd € Helsingin tilastokeskus Energian kulutus Muuttuja Rakennukset Liikenne (sis. katuvalaistuksen) Yhteensä 2010 12 Perusskenaario 2030 11,8 Yksikkö Lähde TWh Helsingin tilastokeskus, Siemens/Aalto-yliopisto Helsingin ympäristötilasto, Siemens/Aalto-yliopisto 4 5,2 TWh 16 17,0 TWh Kasvihuonekaasut Muuttuja Yksikkö Lähde Rakennukset 2010 1,9 Perusskenaario 2030 1,60 Mt CO2 Helsingin tilastokeskus, Siemens/Aalto-yliopisto Liikenne (sis. katuvalaistuksen) 1,0 1,0 Mt CO2 Helsingin ympäristötilasto, Siemens/Aalto-yliopisto Yhteensä 2,9 3,4 Mt CO2 Rakennukset Muuttuja 2010 Perusskenaario 2030 Yksikkö Lähde Kokonaispäästöt 1,9 2,2 Mt CO2 Helsingin tilastokeskus, Siemens/Aalto-yliopisto Liikkeet ja toimistot 1 0,7 Mt CO2 Helsingin tilastokeskus, Siemens/Aalto-yliopisto 0,9 0,9 Mt CO2 Helsingin tilastokeskus, Siemens/Aalto-yliopisto 2010 Kasvunopeus Yksikkö Lähde Asunnot Muuttuja Lattiapinta-ala 38 952 037 m2 Helsingin tilastokeskus, Siemens/Aalto-yliopisto Liikkeet ja toimistot 12 299 423 0,6% /v m2 Helsingin tilastokeskus, Siemens/Aalto-yliopisto Asunnot 26 652 614 0,9 % /v m Helsingin tilastokeskus, Siemens/Aalto-yliopisto Astepäiväluvut Jäähdytyksen astepäivät 2 4376 Astepäivät Ilmatieteenlaitos 16 Astepäivät Ilmatieteenlaitos Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki 101 Liikenne Muuttuja 2010 Perusskenaario 2030 Yksikkö 1. 1,0 Mt CO2 Bussit 0,089 0,07 Mt CO2 VTT Siemens/Aalto-yliopisto Autot 0,59 0,63 Mt CO2 VTT Siemens/Aalto-yliopisto Kokonaispäästöt Rautatie Tiekuljetukset Raitiovaunu Lähijuna Lähde 0 0 Mt CO2 Helsingin ympäristötilasto, Siemens/Aalto-yliopisto 0,32 0,31 Mt CO2 VTT Siemens/Aalto-yliopisto 0,006 0,003 Mt CO2 HSL Julkisen liikenteen raportit, Siemens/Aalto-yliopisto 0 0 Mt CO2 HSL Julkisen liikenteen raportit, Siemens/Aalto-yliopisto Kaasubussit 0,009 0,00 Mt CO2 HSL Julkisen liikenteen raportit, Siemens/Aalto-yliopisto Metro 0,009 0,005 Mt CO2 HSL Julkisen liikenteen raportit, Siemens/Aalto-yliopisto Energian kulutus/ matkustajakilometri kWh / matkustaja /km Bussit 0,33 kWh / matkustaja /km HSL Julkisen liikenteen raportit, Siemens/Aalto-yliopisto Autot 0,37 kWh / matkustaja /km Helsingin ympäristötilasto, Siemens/Aalto-yliopisto Raitiovaunu 0,24 kWh / matkustaja /km HSL Julkisen liikenteen raportit, Siemens/Aalto-yliopisto Lähijuna 0,23 kWh / matkustaja /km HSL Julkisen liikenteen raportit, Siemens/Aalto-yliopisto Johdinbussi 0,52 kWh / matkustaja /km HSL Julkisen liikenteen raportit, Siemens/Aalto-yliopisto 0,1 kWh / matkustaja /km HSL Julkisen liikenteen raportit, Siemens/Aalto-yliopisto Metro Matkustaja- tai kuljetuskilometrien kokonaismäärä 11 497,6 Kuljettujen matkustajakilometrien kasvunopeus Miljoonaa matkustajakilometriä Bussit 1008,6 -0,069% /v Miljoonaa matkustajakilometriä HSL Julkisen liikenteen raportit, Siemens/Aalto-yliopisto Autot 6 038,6 1,3% /v Miljoonaa matkustajakilometriä Helsingin ympäristötilasto, Siemens/Aalto-yliopisto 22,8 -7,97% /v Miljoonaa rahtikilometria Helsingin ympäristötilasto, Siemens/Aalto-yliopisto 3 405,6 0,79% /v Miljoonaa rahtikilometria Helsingin ympäristötilasto, Siemens/Aalto-yliopisto 114,2 -0,6% /v Miljoonaa matkustajakilometriä HSL Julkisen liikenteen raportit, Siemens/Aalto-yliopisto Lähijuna 402 4,46% /v Miljoonaa matkustajakilometriä HSL Julkisen liikenteen raportit, Siemens/Aalto-yliopisto Johdinbussi 87,7 -0,07% /v Miljoonaa matkustajakilometriä HSL Julkisen liikenteen raportit, Siemens/Aalto-yliopisto 418,2 0,54% /v Miljoonaa matkustajakilometriä HSL Julkisen liikenteen raportit, Siemens/Aalto-yliopisto Rautatie Tiekuljetukset Raitiovaunu Metro 102 Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki Energia Energiantuotannon hiili-intensiteetti 2010 Yksikkö 0,35 kg CO2 / kWh Suomen viralliset tilastot, Siemens/Aalto-yliopisto Kaasu 0,2 kg CO2 / kWh Suomen viralliset tilastot, Siemens/Aalto-yliopisto +9 Öljy 0,29 kg CO2 / kWh Suomen viralliset tilastot, Siemens/Aalto-yliopisto Ydinvoima 0 kg CO2 / kWh Suomen viralliset tilastot, Siemens/Aalto-yliopisto Uusiutuva energia 0 kg CO2 / kWh Suomen viralliset tilastot, Siemens/Aalto-yliopisto 0,22 kg CO2 / kWh Suomen viralliset tilastot, Siemens/Aalto-yliopisto Bensiini 0,235 kg CO2 / kWh Lipasto liikenteen päästöt, Siemens/Aalto-yliopisto Diesel 0,266 kg CO2 / kWh Lipasto liikenteen päästöt, Siemens/Aalto-yliopisto 2010 Yksikkö Hiili 18,5 % Suomen energiateollisuus , Siemens/Aalto-yliopisto Kaasu 14,2 % Suomen energiateollisuus , Siemens/Aalto-yliopisto 0,7 % Suomen energiateollisuus , Siemens/Aalto-yliopisto 31,4 % Suomen energiateollisuus , Siemens/Aalto-yliopisto Hiili Sähkö Lähde Sähkön osuus tuotannosta Muuttuja Öljy Uusiutuva energia Turve Ydinvoima Lähde 6,8 % Suomen energiateollisuus , Siemens/Aalto-yliopisto 28,4 % Suomen energiateollisuus , Siemens/Aalto-yliopisto 2010 Yksikkö Tuotettu lämpö (kaupungin sisällä) Muuttuja Lähde Hiili 3 TWh Helsingin ympäristötilasto, Siemens/Aalto-yliopisto Kaasu 4 TWh Helsingin ympäristötilasto, Siemens/Aalto-yliopisto Öljy Uusiutuva energia Yhteensä 0,1 TWh Helsingin ympäristötilasto, Siemens/Aalto-yliopisto 0,17 TWh Helsingin ympäristötilasto, Siemens/Aalto-yliopisto 7,3 TWh Lämmön osuus tuotannosta Muuttuja Hiili 2010 Yksikkö Lähde 41 % Helsingin Energia, Siemens/Aalto-yliopisto Kaasu 54 % Helsingin Energia, Siemens/Aalto-yliopisto Öljy 1,4 % Helsingin Energia, Siemens/Aalto-yliopisto Uusiutuva energia 2,2 % Helsingin Energia, Siemens/Aalto-yliopisto Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki 103 Lähteet Helsingin hiilidioksidi- ja energiatehokkuus Helsingin tilastollinen vuosikirja 2010 Helsingin seutu tilastoina (www.helsinginseutu.fi) Energia ja rakennukset Helsingin kaupungin tilastokeskus Ilmatieteenlaitos Helsingin Energia (www.helen.fi) Helsingin ympäristötilasto (www.helsinginymparistotilasto.fi) Helsingin ympäristön tila: teemakatsaus 1/2008 Uutta Helsinkiä (www.uuttahelsinkia.fi) Eurima 2007: Ecofys VII – U-values for Better Energy Performance in Buildings. Annex 1 HSY: Pääkaupunkiseudun Ilmastoraportti, Päästöjen kehitys 2009 Energiateollisuus: kaukolämpötilasto 2010 Helsingin Energia: Energian Yhteistuotanto Helsingin Energia: Kehityshankkeet Teollisuuden voima (www.tvo.fi) Energiateollisuus ry (www.energia.fi) Energiateollisuus: Haasteista mahdollisuuksia – sähkön ja kaukolämmön hiilineutraali visio vuodelle 2050 European Commission Directorate General Environment Service Contract on Ship Emissions: Assignment, Abatement and Market-based Instruments Task 2a – Shore-Side Electricity Final Report August 2005 Entec UK Limited Energy use and CO2 emissions from cruise ships — A discussion of methodological issues, Hans Jakob Walnum AAPA: Use of Shore-side Power for Ocean-going Vessels, White Paper Sarvaranta, Anni. 2011. Impacts of new lighting technologies on redu¬cing energy use and CO2 emissions in Finland during 2020-2050. Aalto University School of Technology Master’s Thesis Adato Energia Oy: Kotitalouksien sähkönkäyttö 2006 Energian siirto Wikipedia High voltage direct current (en.wikipedia.org/wiki/File:HVDC_Europe.svg) European Commission, DG Energy and Transport: Assessment of the electric markets in the Baltic region Helsingin Energia: District Cooling in Helsinki (www.helen.fi/pdf/kj/en/General_Presentation_January_2011.pdf) European Commission Communication on next steps for Smart Grids, 12.04.2011 104 Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki Liikenne HSL - Helsingin seudun liikenne (www.hsl.fi) Yhteisellä matkalla Vuosiraportti 2009 Suomen Satamaliitto (www.finnports.com) Tilastokeskus: Ajoneuvokanta LIPASTO liikenteen päästöt HSL, Helsingin seudun liikenne: Liikkumistottumukset Helsingin seudun työssäkäyntialueella vuonna 2008 Tilastokeskus: Asuntojen hinnat HSY, Helsingin seudun ympäristöpalvelut: Pääkaupunkiseudun sukkulointi 2008 HSY, Helsingin seudun ympäristöpalvelut: Työmatkasukkulointi pääkaupunkiseudulle Liikenne- ja viestintäministeriön julkaisuja, 55/ 2007: Suurten kaupunkiseutujen joukkoliikenteen kilpailukykyinen palvelutaso HSL, Helsingin seudun liikenne: Joukkoliikenteen yksikkökustannukset 2010 Kaupunkitutkimus TA: Kaupunkitutkimus HSL, Helsingin seudun liikenne: Johdinautoliikenteen toteutettavuusselvitys YTV, Helsinki Metropolitan Area Council: Helsinki Metropolitan Area Transport System Plan PLJ 2007 Ympäristöministeriö: Liikenteen ympäristöhaitat Autoalan tiedotuskeskus: Autoilun verotus VTT Research Notes 2482: Assessing the sustainability of liquid biofuels from evolving technlogies Poljin, Pyöräilykuntien verkosto ry (www.poljin.fi/tilastoja) HKL, Helsingin kaupungin liikennelaitos: HKL-Metroliikenne Länsimetro Oy (www.lansimetro.fi/) HSL, Helsingin seudun liikenne: Työmatkan kulkutapaan vaikuttavat tekijät HSL, Helsingin seudun liikenne: Helsingin seudun liikenteen ympäristöraportti 2010 HKL, Helsingin kaupungin liikennelaitos: Ympäristöraportti 2010 Helen, Helsingin Energia: Sähköautoilu Center for Climate Change and Sustainable Energy Policy (3CSEP) Central European University Climate Change Mitgation in the building sector: the findings of the 4th Assessment Report of the IPCC Diplomityöt Huuskonen, Maija. 2012. Sustainable Urban Energy Infrastructure Study for Helsinki. Aalto Yliopisto Liukkonen, Anne. 2012. Alternatives to reduce transportation based greenhouse gases in Helsinki metropolitan area. Aalto Yliopisto Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki 105 106 Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri | Helsinki 107 Lisätietoja: Siemens Osakeyhtiö Kestävä kehitys Lars Maura lars.maura@siemens.com Kuvat: Siemens Osakeyhtiö, Siemens AG, Vuosaaren sataman ilmakuvat: Helsingin Satama, Suomen Ilmakuva Oy Siemens Osakeyhtiö Viestintä PL 60 02601 ESPOO Puh. 010 511 5151 www.siemens.fi s Kestävän kehityksen urbaani infrastruktuuri Näkymä vuoteen 2030 Helsinki Aalto-yliopiston ja Siemens AG:n tutkimusprojekti
© Copyright 2024