Omavarainen energiantuotanto teollisuushallissa

Abstract

Ilmaston lämpeneminen, sekä halu sen hidastamiseksi ajaa nyky-yhteiskuntaa vuosi vuodelta kohti puhtaampaa energiantuotantoa. Käytännössä tämä on tapahtunut laki- ja veroteknisin toteutuksin, jotka kohdistuvat fossiiliseen tuotantoon, kallistaen näin tuotettua energiaa. Tästä syntyvän kustannuspaineen sekä uusien trendien myötä yhä useampi sektori on alkanut kiinnostua puhtaan uusiutuvan energian tuotannosta. Tämän diplomityön tarkoituksena oli tarkastella omavaraisen energiantuotannon kannattavuutta vanhassa teollisuusrakennuksessa, niin rahallisen säästön kuin ekologisuuden kautta. Omavaraiseksi tuotannoksi työssä on katsottu ne tuotantomuodot, joiden avulla niin sähkö- kuin lämmitysenergiaa voidaan tuottaa ilman riippuvuutta ulkopuolisesta tahosta. Näiden ajatusten pohjalta sähköntuotannollinen tarkastelu on toteutettu aurinko- sekä pientuulivoimalle ja lämmöntuotannossa lämpöpumpuille sekä puulämmitykselle. Sähköntuotannossa aurinko- sekä pientuulivoimalle laskettiin tuottoennusteet erilaisilla vuosienergiatuotannoilla, joiden pohjalta pystyttiin lopulta arvioimaan investointien taloudellista kannattavuutta. Laskelmien pohjalta aurinkovoimalan hankintaa kohteeseen voitiin pitää perusteltuna investointina niin rahallisesta kuin ekologisesta näkökulmasta katsottuna. Pientuulivoiman osalta hankintaa ei kuitenkaan voitu pitää kannattavana vaihtoehtona ennen tarkempia tuulimittauksia. Tuulimittausten suorittamista voidaan kuitenkin pitää perusteltuna, mahdollisen talvella saatavan energiahyödyn kautta. Tarkasteltaviksi päälämmitysjärjestelmiksi valittiin puukeskuskattila, maalämpö sekä ilma-vesilämpöpumppu, joiden kannattavuutta tarkasteltiin investointikustannusten sekä energiantuotannosta aiheutuvien vuotuisten kustannusten avulla. Käytännöllisyyden sekä ekologisuuden kannalta tarkasteltuna järkevimpänä yhteisinvestoin-tina esimerkkikohteeseen voitiin pitää aurinkovoimaa yhdistettynä maalämpöön. Vaikka vuosi-kustannusten kannalta puukeskuslämmitys on lämmitysjärjestelmistä halvin, tuottaa se muihin lämmitysratkaisuihin nähden enemmän työtä sekä ilmansaasteita.

Global warming and the desire to slow it down are driving modern society from year to year towards cleaner energy production. In practice, this has been done with laws and taxation that are focused to energy production with fossil fuel, by making production more expensive. With the resulting cost pressures and new trends, more and more sectors are interested in clean renewable energy production. The purpose of this master’s thesis was based on to study the profitability of self-sufficient energy production in an old industrial building using both economic savings and ecology. Forms of production that can be used to produce both electricity and heat without dependence on an external party have been considered as self-sufficient production. Based on these ideas, electricity production for solar and wind power as well as heat production with heat pumps and wood heat have been considered. In electricity generation, production forecasts for solar and wind power were calculated using different annual energy productions that could eventually be used to assess the economic profitability of the investment. Based on the calculations, on the acquisition of a solar power plant on-site could be considered a justified investment from both an economic and ecological point of view. The acquisition of wind power could not be considered a profitable option until more accurate wind measurements were made. However, wind measurements can be considered justified due to the potential energy benefits available in winter. Based on investment costs and the annual costs of energy production profitability comparison of the main heating systems were done to wood-fired central heating boilers, ground source heat pumps and air-to-water heat pumps. From the point of view of practicality and ecology, solar energy combined with ground source heat pumps could be considered the most sensible joint investment in the example building. Although wood-fired central heating boiler is the cheapest in the annual cost of a heating system, but it causes more labor and air pollution than other heating solutions.