Maalämpöjärjestelmän vaikutukset elinkaarikustannuksiin uusissa asuinkerrostaloissa
Varjonmaa, Miika (2021)
2021
Rakennustekniikan DI-ohjelma - Master's Programme in Civil Engineering
Rakennetun ympäristön tiedekunta - Faculty of Built Environment
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2021-05-28
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202105185157
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202105185157
Tiivistelmä
Maalämpöjärjestelmien käyttö rakennusten lämmittämisessä on kasvanut huomattavasti viime vuosina. Tämä johtuu osaltaan järjestelmien ympäristöystävällisyydestä ja pienestä hiilijalanjäljestä, mutta myös sen matalista käyttökustannuksista. Myös lainsäädännöllä on pyritty vaikuttamaan siihen, että rakennusten käyttämästä energiasta yhä suurempi osa tuotettaisiin uusiutuvalla energialla ja energiatehokkailla menetelmillä. Suomessa tilojen lämmittämisen energiansäästöpotentiaali onkin suuri, sillä yli kaksi kolmasosaa suomalaisten asuinrakennusten energiankulutuksesta kului tilojen lämmittämiseen vuonna 2019.
Maalämpöjärjestelmien ongelma on, että niiden investointikustannukset ovat korkeat verrattuna muihin energiantuottotapoihin. Johtuen kuitenkin järjestelmän matalista käyttökustannuksista sen elinkaarikustannukset ovat huomattavasti pienemmät. Energian hinnan noustessa järjestelmän alkuinvestointi on mahdollista maksaa takaisin jo hyvissä ajoin rakennuksen elinkaaren aikana. Työn tarkoituksena oli tutkia maalämpöjärjestelmien elinkaarikustannuksia uusissa asuinkerrostalokohteissa ja laskea investointien nettonykyarvoja sekä takaisinmaksuaikoja käyttäen nettonykyarvomenetelmää.
Työn teoriaosuus on toteutettu kirjallisuustutkimuksena, jonka pohjalta saatiin selville maahan porattavien energiakaivojen olevan tehokkain maalämpöjärjestelmätyyppi. Työtä varten saatiin referenssikohteiksi neljä uudisrakenteista asuinkerrostaloa, joiden lämmitysmuotona on maalämpö. Kohteista saatujen tietojen pohjalta laskettiin maalämpöinvestointien nettonykyarvot vertaamalla näiden elinkaarikustannuksia yleisesti käytössä olevaan kaukolämpöön. Laskelmissa haluttiin selvittää, millaisia kustannussäästöjä uusissa asuinkerrostaloissa voidaan tehdä valitsemalla maalämpö rakennuksen lämmitysjärjestelmäksi.
Työn tuloksena saatiin kaikkien kohteiden investointien takaisinmaksuajaksi alle 20 vuotta käyttäen nettonykyarvomenetelmää. Huomioiden, että asuinkerrostalojen taloudellinen pitoaika vaihtelee tyypillisesti 30-40 vuoden välillä, voidaan investointeja pitää oikein kannattavina. Maalämpöjärjestelmät voidaan siis katsoa kannattaviksi sijoituksiksi myös uudisrakenteisissa asuinkerrostaloissa. Merkittävimmät kustannussäästöt kohteissa tehdään järjestelmien huomattavasti matalammilla käyttökustannuksilla, mitkä myös kasvavat energian hinnan noustessa.
Virhettä tuloksiin voivat aiheuttaa osittain puutteelliset lähtötiedot kohteista, jonka johdosta jotkin laskennassa käytetyistä lähtötiedoista perustuvat oletuksiin. Toisaalta laskennassa ei myöskään huomioitu esimerkiksi rakennuksen vaihtoehtoisesta kaukolämpöön liittämisestä aiheutuvia kustannuksia tai järjestelmän huoltamisesta aiheutuvia kustannuksia, jotka toisaalta nostavat vertailussa maalämpöjärjestelmän kannattavuutta. Lisäksi maalämpöjärjestelmän korkea energiatehokkuus ja ympäristöystävällisyys voi luoda rakennuksen omistajalle tai käyttäjälle erilaisia imagollisia hyötyjä, joiden arvon mittaaminen on tällaisessa toteutuksessa haastavaa.
Maalämpöjärjestelmien ongelma on, että niiden investointikustannukset ovat korkeat verrattuna muihin energiantuottotapoihin. Johtuen kuitenkin järjestelmän matalista käyttökustannuksista sen elinkaarikustannukset ovat huomattavasti pienemmät. Energian hinnan noustessa järjestelmän alkuinvestointi on mahdollista maksaa takaisin jo hyvissä ajoin rakennuksen elinkaaren aikana. Työn tarkoituksena oli tutkia maalämpöjärjestelmien elinkaarikustannuksia uusissa asuinkerrostalokohteissa ja laskea investointien nettonykyarvoja sekä takaisinmaksuaikoja käyttäen nettonykyarvomenetelmää.
Työn teoriaosuus on toteutettu kirjallisuustutkimuksena, jonka pohjalta saatiin selville maahan porattavien energiakaivojen olevan tehokkain maalämpöjärjestelmätyyppi. Työtä varten saatiin referenssikohteiksi neljä uudisrakenteista asuinkerrostaloa, joiden lämmitysmuotona on maalämpö. Kohteista saatujen tietojen pohjalta laskettiin maalämpöinvestointien nettonykyarvot vertaamalla näiden elinkaarikustannuksia yleisesti käytössä olevaan kaukolämpöön. Laskelmissa haluttiin selvittää, millaisia kustannussäästöjä uusissa asuinkerrostaloissa voidaan tehdä valitsemalla maalämpö rakennuksen lämmitysjärjestelmäksi.
Työn tuloksena saatiin kaikkien kohteiden investointien takaisinmaksuajaksi alle 20 vuotta käyttäen nettonykyarvomenetelmää. Huomioiden, että asuinkerrostalojen taloudellinen pitoaika vaihtelee tyypillisesti 30-40 vuoden välillä, voidaan investointeja pitää oikein kannattavina. Maalämpöjärjestelmät voidaan siis katsoa kannattaviksi sijoituksiksi myös uudisrakenteisissa asuinkerrostaloissa. Merkittävimmät kustannussäästöt kohteissa tehdään järjestelmien huomattavasti matalammilla käyttökustannuksilla, mitkä myös kasvavat energian hinnan noustessa.
Virhettä tuloksiin voivat aiheuttaa osittain puutteelliset lähtötiedot kohteista, jonka johdosta jotkin laskennassa käytetyistä lähtötiedoista perustuvat oletuksiin. Toisaalta laskennassa ei myöskään huomioitu esimerkiksi rakennuksen vaihtoehtoisesta kaukolämpöön liittämisestä aiheutuvia kustannuksia tai järjestelmän huoltamisesta aiheutuvia kustannuksia, jotka toisaalta nostavat vertailussa maalämpöjärjestelmän kannattavuutta. Lisäksi maalämpöjärjestelmän korkea energiatehokkuus ja ympäristöystävällisyys voi luoda rakennuksen omistajalle tai käyttäjälle erilaisia imagollisia hyötyjä, joiden arvon mittaaminen on tällaisessa toteutuksessa haastavaa.