Granlundin ja Wapicen yhteisratkaisu Helsinki Energy Challenge -kilpailun finalisteissa

Granlund ja Wapice pääsivät Flexible Future -ratkaisullaan Helsinki Energy Challenge -kilpailun finalistijoukkoon. Helsingin kaupunki haki kilpailulla ratkaisua, jolla se pääsee mahdollisimman kestävällä tavalla eroon kivihiilen käytöstä lämmöntuotannossa vuoteen 2029 mennessä. Kilpailuun tuli yhteensä 252 ehdotusta 35 maasta.

Voittaja julkaistiin tiistaina 16.3.2021 virtuaalitilaisuudessa. Kisan voitto jaettiin usean finalistin kesken. Onnea HIVE, Beyond Fossils, Smart Salt City ja The Hot Heart. Voittajien ratkaisuihin pääsee tutustumaan Helsinki Energy Challengen kotisivuilta.

Arviointikriteereinä olivat ehdotuksen ilmastovaikutus, vaikutus luonnonvaroihin, kustannusvaikutus, toteuttamisaikataulu, toteutettavuus, toimitusvarmuus ja kapasiteetti. Helsingin kaupunki tulee jakamaan kilpailun opit ja tulokset avoimesti, jotta myös muut kaupungit voivat hyödyntää niitä omassa ilmastotyössään kohti hiilineutraalisuutta. Useat ratkaisut – kuten myös Flexible Future – ovat skaalattavissa myös muiden kaupunkien tarpeisiin.

Flexible Future hyödyntää olemassa olevaa energiajärjestelmää

Flexible Future perustuu Helsingin kaupungin nykyisten energiainfrastruktuurien, erityisesti lämpöverkkojen, tehokkaaseen hyödyntämiseen. Mukaan on lisätty moderneja energiaratkaisuja.

Ratkaisu perustuu toimiviksi todettuihin energiatehokkuustoimenpiteisiin, lämpövarastoihin, lämpöpumppuihin ja puhtaaseen lämmöntuotantotekniikkaan. Se vähentää yli 70% hiilidioksidipäästöjä vuoteen 2030 mennessä, ja 80 % biomassan käyttöä.

”Helsingissä on valmiiksi kaukoenergiajärjestelmä, joka toimii hyvin. Aloimme kuitenkin miettiä, miten tästä järjestelmästä saataisiin vieläkin tehokkaampi ja miten sen voisi muuntaa älykkääksi lämmönkeruualustaksi, jotta kiinteistöjen hukkalämpöpotentiaali saataisiin maksimaalisesti hyödynnettyä. Ratkaisumme ei ole pelkästään energiatehokas, vaan samalla erittäin resurssi- ja kustannustehokas. Siihen tarvittiin vielä älykäs ohjausjärjestelmä, johon Wapice toi puuttuvan palan”, kertoo Flexible Future -tiimin vetäjänä toiminut Jussi-Pekka Kuivala Granlundilta.

Virtuaaliakkualusta tasapainottaa lämmön kulutuskysyntää ja tuotantoa

Granlund ja Wapice ovat tehneet useamman vuoden yhteistyötä kiinteistöjen käytön optimoinnin saralla. Kun Helsinki Energy Challenge julkaistiin, yritykset löysivät toisistaan välittömästi "perfect matchin".

Wapice toi Flexible Future -ratkaisuun kehittämänsä ”virtuaaliakkualustan”, jolla voidaan tasapainottaa lämmön kulutuskysyntää ja tuotantoa.

“Lämmönjakelun ja -tuotannon isoihin piikkeihin voidaan vaikuttaa merkittävästi, kun järjestelmä arvioi tulevia tarpeita etukäteen ja huomioi kohteiden lämmitystarpeet tarkemmin. Jo pelkällä kulutuspiikkien tasoituksella on mahdollisuus saada aikaan hyviä tuloksia”, kertoo Wapicelta Toni Mattila, joka toimi tiimissä IoT-asiantuntijana.

Ohjausjärjestelmän myötä koko lämmitysverkoston seuranta ja hallinta on helpompaa, kun siitä voidaan data-analytiikan avulla muodostaa tarkempi reaaliajassa päivittyvä kokonaiskuva. Myös kustannuksia voidaan saada alemmas.

“Lämmitystarpeiden arvioinnissa voidaan hyödyntää lisäksi tekoälyn avulla mallinnettuja rakennusmalleja, joten kaikkia älykkäästi ohjattavia kohteita ei ole tarpeen varustaa mittavilla anturoinneilla tai muilla lisälaitteilla”, Mattila lisää.

Kolme kaupunkialuetta – kolme mallia

Flexible Future jakaa Helsingin kolmeen erityyppiseen kaupunkialueeseen:

Keskustassa kaukojäähdytysverkon avulla jäähdytetään kiinteistöjä sekä otetaan samalla talteen niiden ylijäämälämpö kaukolämpöverkkoon käytettäväksi verkon muissa osissa. Kaukolämpöverkon roolia muutetaan aktiivisemmaksi, jolloin se palvelee kuluttajia, jotka syöttävät myös lämpöä verkkoon.

Kaupungin laita-alueilla lämmönsiirto ei ole kuitenkaan yhtä helppoa: esimerkiksi talvella lämmön toimituslämpötilan on oltava korkeampi. Näillä alueilla hyödynnetään paikallista hukkalämpöä suoraan kaukolämpöverkkoon ilman kaukojäähdytysverkkoa. Lisäksi rakennetaan uusia lämpöpumppulaitoksia, jotka tukevat nykyisiä huippukattilalaitoksia. Näin verkon lämpötilaa voidaan laskea.

Kolmantena alueena nähdään "tulevaisuuden energiayhteisöt", jotka olisivat enimmäkseen omavaraisia lämmitysratkaisuillaan. Ne kytkeytyisivät Helsingin kaukolämpöverkkoon varalämmön tuottajina ja ylijäämälämmön käyttäjinä.

Flexible Future -ratkaisun avainteknologiat, kuten energiatehokkuustoimet, lämpövarastot, lämpöpumput ja ICT-ratkaisut, ovat laajennettavissa ja skaalattavissa myös muihin kaupunkeihin.