Lämpöpumpuilla on keskeinen rooli sähköistyvässä kaukolämpö- ja jäähdytysliiketoiminnassa

Sähkön käyttö moninkertaistuu tulevaisuudessa lämmitys- ja jäähdytysjärjestelmien, liikenteen ja teollisuuden prosessien sähköistyessä. Lisäksi vetytalouden kasvu ja vähäpäästöisten tuotteiden valmistuksen lisääntyminen vaativat yhä enemmän sähköä. Kaikki nämä tekijät ovat osa yhteiskunnan siirtymistä kohti hiilineutraaliutta.

Eri sektoreiden entistä tiiviimpää yhteistoimintaa ja -suunnittelua kutsutaan sektori-integraatioksi. Sen tavoitteena on optimoida resurssien käyttöä ja vähentää päästöjä. Haasteena ovat eri sektorien liiketoimintaympäristöjen erot ja erilainen regulaatio, mikä johtaa helposti epätehokkaaseen osajärjestelmien optimointiin. Paavo V. Suomisen rahaston rahoittama Sähköenergiatekniikan tutkimuskeskuksen hanke keskittyy erityisesti regulaation ja lainsäädännön, energiamarkkina- ja liiketoimintamallien sekä teknisten verkostojen keskinäisvaikutusten näkökulmiin.

–Tutkimushankkeessamme edistämme energiajärjestelmän osajärjestelmien, kuten lämmitys-, jäähdytys- ja sähköenergiajärjestelmien, integraatiota. Näin kasvatamme koko energiajärjestelmän toiminnallista ja taloudellista tehokkuutta, kertoo hankkeen vastuullinen johtaja professori Pertti Järventausta.

Lämmityksen sähköistyminen perustuu jatkossa entistä enemmän kiinteistökokoluokan lämpöpumppuihin, kaukolämpöjärjestelmään liitettäviin teollisen kokoluokan lämpöpumppuihin ja yhdistettyyn lämmön- ja jäähdytyksen tuotantoon, sähkökattiloihin, sekä erilaisiin lämpöakkuihin, jotka kaikki voivat toimia joustavina kuormina vaihtelevaa tuotantoa sisältävälle sähköjärjestelmälle. Myös hukkalämmönlähteiden lämpötilan nostamiseen kaukolämpöverkolle hyödylliselle tasolle tarvitaan useissa tapauksessa lämpöpumppuja.

–Lämmityksen sähköistyminen tarkoittaa myös, että lämmityksen, myös kaukolämmön, hinta pohjautuu yhä enemmän sähkön kokonaishintaan sisältäen sekä sähkömarkkinoilla määräytyvän sähköenergian hinnan että verkkopalvelumaksun, Järventausta toteaa.

Tutkimushankkeessa tarkastellaan myös lämpöpumppujen vaikutuksia sähkönverkkoon muun muassa nopeiden tehovaihteluiden ja paikalliseen jännitteen laadun näkökulmasta.

Hankkeessa tutkijoina toimivat diplomi-insinöörit Tuomas Vanhanen ja Antti Hilden. Vanhanen työstää parhaillaan alkuvuodesta 2025 valmistuvaa väitöskirjaansa ”Sector coupling for energy system flexibility in an urban area”. Samassa aikataulussa valmistuvan Antti Hildenin väitöskirjan aiheena on sähkön laadun hallinta. Lisäksi tutkimushankkeen toteutusta tukee Marja Heikkisen väitöskirjatyö “Service business models of energy companies for ECs and local energy solutions”, jota rahoittavat Tampereen yliopiston Teollisuuden tohtorikoulun kautta Porin Energia Oy ja Satakunnan säätiö.