Milloin öljylämmittäjän ajastin päälle?

Jos öljylämmittäjällä on yksi vuorokausiajastin, milloin todennäköisimmin kannattaa vaihtaa öljylämmitykseltä sähkölämmitykselle?

Yleensä vastaus on viime aikoina ollut ei koskaan. Mutta silloin tällöin sähkö on kalliimpaa kuin öljy. Tänä vuonna näin on tapahtunut lähinnä tammikuussa, mutta myös tämän viikon tiistaina ja keskiviikkona.

Oheisessa kuvassa on esitetty minä tunteina on useimmiten ylitetty nykyinen öljylämmitysraja 5,7 c/kWh.

(Kuva ohjelmalla Libreoffice 4.0)

Tämä kuva on hieman erilainen kuin se, milloin yleensä sähkö on vuorokaudessa kalleinta. Kuva kertoo, milloin sähkö on kallista, kun se on ollut poikkeuksellisen kallista. Esimerkiksi aamun piikki 9.00 – 10.00 on tuntia myöhemmin, kuin yleensä aamupäivän kallein tunti.

Oletamme siis, että öljylämmittäjällä yleensä on käytössä vain sähkölämmitys. Kun sähkö on kallista, öljylämmittäjä asentaa ajastimen, joka pistää osaksi päivää öljylämmityksen päälle. Mitä aikoja tuohon ajastimeen kannattaa laittaa, jos ei joka päivä jaksa katsoa sähkön tarkkoja hintoja?

Jos ajastinta haluaa pitää päällä yhden tunnin vuorokaudessa, tuo tunti on 9.00 – 10.00. Alkuvuoden 70 vuorokaudesta öljylämmitysraja ylittyi tuona tuntina yhdessätoista, 16%. Sähkön yleishinnan ollessa korkealla tuo raja ylittyy tietysti vielä useammin.

Hyvä valinta on pitää öljylämmitystä päällä 8.00 – 12.00. Öljylämmitysraja ylittyi alkuvuoden aikana 13%:na noista tunneista.

Aamupäivän tunnit muodostavat parhaat 1-4 tunnin kombinaatiot, jos käytettävissä on vain yksi ajastusaika vuorokaudessa.

Jos yhdellä ajastimella haluaa mahdollisimman suurella todennäköisyydellä kalliita tunteja, edullisinta on jatkaa ajastusta puolen päivän ylitse vaikka seuraavat tunnit ovatkin harvinaisempia. Aina ajastukseen 8.00 – 15.00 asti. Tuo viimeisen ajastuksen tunneista ylihintaisia on 9%.

Tämän jälkeen yhdellä ajastimella kannattaakin hypätä ajastukseen 8.00 – 19.00. Tälläkin ajastuksella kalliita tunteja on 9% kaikista tunneista. On hieman yllättävää, ettei ajastus korkeimmasta piikistä toiseksi korkeimpaan piikkin 9.00 – 19.00 ole suhteessa yhtä hyvä kuin tuntia pidempi 8.00 – 19.00, mutta kalliita tunteja on suhteessa 8.00 – 19.00 selvästi enemmän.

Kahdella ajastimella tietysti suhteessa paras ajoitus on kaksi tuntia 9.00 – 10.00 ja 18.00 – 19.00. Pidemmät ajastukset kasvattavat aamupäivää aina ajastukseen 8.00 – 12.00 ja 18.00 – 19.00. Sitten kannattaakin kasvattaa iltapäivän aikaa alkamaan aikaisemmin. 17.00 – 19.00 on selvästi parempi kuin 15.00 – 19.00, mikä taas on selvästi parempi kuin 13.00 – 19.00.

Mikään kombinaatio, jossa otettaisiin huomioon 8.00 – 20.00 ulkopuolella olevat satunnaiset korkat hinnat ei tunnu suhteessa järkevältä. Ajastus voidaa tehdä kaikille koskaan öljylämmityshinnan ylittäneille tunneille 6.00 – 21.00, mutta nuo viimeiset tunnit tuntuvat olevan enemmän haitaksi kuin hyödyksi. Myös yksittäinen tunti 19.00 – 20.00 on useimmissa tapauksissa järkevintä jättää ajastuksen ulkopuolelle, vaikka se onkin ollut suunnilleen yhtä usein ylihintainen kuin 13.00 – 17.00.

Tämä selvitys on hyvin suuntaa-antava, koska se ei perustu todellisiin tarkkoihin hintoihin ja se myös perustuu käytännössä yhden talvikuun, tammikuun 2013 arvoihin. Tuskin nämä opetukset ovat kuitenkaan huonoimmasta päästä, jos halutaan tietää, mihin vuorokaudenaikoihin kannattaa todennäköisimmin lämmittää öljyllä. Öljyllä lämmittäminen kannattaa kuitenkin vain, kun sähkö on muutenkin keskimääräistä hintaa korkeampi. Tämä tutkimus antaa tuosta tilanteesta paremman kuvan kuin tuntikeskiarvot sellaisenaan.

Yhteenvetona järkeviä ajastuksia öljylämmitykselle siinä järjestyksessä, kuinka monena tuntina uskot tarvitsevasi öljylämmitystä:

  • Yksi tunti: 9.00 – 10.00 aamupäivällä
  • Kaksi erillistä tuntia: 9.00 – 10.00 ja 18.00 – 19.00
  • Kaksi perättäistä tuntia: 8.00 – 10.00
  • Kolme tuntia kahdessa jaksossa: 8.00 – 10.00 ja 18.00 – 19.00
  • Kolme perättäistä tuntia: 8.00 – 11.00
  • Neljä tuntia kahdessa jaksossa: 8.00 – 11.00 ja 18.00 – 19.00
  • Neljä perättäistä tuntia: 8.00 – 12.00
  • Kuusi tuntia kahdessa jaksossa: 8.00 – 12.00 ja 17.00 – 19.00
  • Kahdeksan tuntia kahdessa jaksossa: 8.00 – 12.00 ja 15.00 – 19.00
  • Kymmenen tuntia kahdessa jaksossa: 8.00 – 19.00 paitsi 12.00 – 13.00
  • Yksitoista perättäistä tuntia: 8.00 – 19.00 (suhteessa selvästi paras pitkistä ajoista)
  • Kaksitoista perättäistä tuntia: 8.00 – 20.00

PS. Mahdollinen alennus yön sähkönsiirtohinnassa ei vaikuta näihin laskelmiin, koska öljylämmitys ei ole ikinä ollut yösähkön aikana yhtä halpaa kuin sähkölämmitys muutenkaan.

PPS. Kuvan yksi tunti 6.00 – 7.00 on 4.3. ollut 20 c/kWh hintapiikki, joka on kaikin puolin kaikkien tilastotodennäköisyyksien ulkopuolella. Klassinen esimerkki tilastoissa olevasta ”outlier”-havainnosta. Eräässä lehtiartikkelissa haastateltiin energiamarkkinaviraston asiantuntijaa, joka sanoi suunnilleen: ”Vastikään sähkön hinnassa oli yksi outo piikki, josta emme tiedä, mistä se johtui. Tutkimme asiaa.” Sen yhden tunnin takia ajastintaan ei kannata asettaa alkamaan 6.00 vaan vasta 8.00.

PPPS. On hieman vaikeaa perustella matemaattisesti, milloin tätä aikataulua kannattaa noudattaa. Yksi yksikertainen perustelu on se, että jos lämmittäjä kykenee (1) asettamaan tuntimäärän sellaisella tarkkuudella, että arvaus on yli puolessa tapauksista oikein, ja (2) väärän arvauksen vahinko on pienempi kuin oikean arvauksen etu, niin silloin aikataulun noudattamisessa ei jää ainakaan tappiolle.

(Korjaus: kuvassa sanotaan datan olevan 11.3. asti, mutta mukana on myös 12.3. olleet pari kallista tuntia.)

Sahurin itku ja valitus – mutta puu kannattaa silti ennemmin polttaa

Lasketaanpas tämä jälleen kerran. Vaikka sahat itkevät, valittavat ja huutavat,[1] ne eivät maksa tukkipuustaan edes puun polttoarvoa.

Parhaasta mäntytukkipuusta maksetaan Talouselämän artikkelin mukaan 55 euroa kiintokuutiometriltä. Tämä sisältää kaadon ja kuljetuksen tien viereen.(*) Kuljetus tien vierestä tehtaalle maksaa muutaman euron lisää. Vuonna 2003 puun kuljetusmatka oli keskimäärin 143 kilometriä ja maksoi 5,9 euroa kuutiolta.[6]

Männyn energiamäärä on 810 kWh pinokuutiometrissä eli 2025 kWh kiintokuutiometrissä (kerroin 2,5). (Polttoarvot VTT:n raportista [2]) (**)

Vain sähköä tuottavan lauhdevoimalan hyötysuhde on parhaimmillaan 44%.[3] Sähköä kiintokuutiosta mäntyä syntyy siis 891 kWh.

Viimeaikaisella pörssisähkön hinnalla 4 c/kWh sähköä kiintokuutista mäntyä syntyy 36 euron arvosta. Sähkön tuotantoa ei veroteta (vasta pörssisähkön ostaja maksaa kaikki verot).

Uusituvaa energiaa käyttävä voimalaitos saa sähköstään takuuhinnan, joka on kaksinkertainen nykyiseen markkinahintaan verrattuna, 8,35 c/kWh. Erotuksen maksavat veronmaksajat. Hyväksytty voimalaitos saakin siis kuutiosta mäntyä sähköä 74 eurolla. Hyväksyttävän voimalaitoksen on oltava myös kaukolämmön tuottaja, eli kaikki, mitä kaukolämmöstä saa rahaa on tuon päälle.

74 euroa on paljon enemmän kuin sahojen maksama 55 euroa vaikka siihen lisättäisiin kymmenen euroa kuljetuskustannuksia. Ja tämä oli paras mahdollinen sahaukseen soveltuva mäntytukkipuu.

Kaikki muut puulajit kannattaa polttaa sähköksi vielä selvemmin kuin mäntytukkipuu. Koivutukkipuun suhteen on aivan selvää, että se kannattaa ennemmin polttaa. Koivu on neljänneksen halvempaa kuin mänty ja sen polttoarvo on neljänneksen korkeampi. Samoin kaikki paperintuotantoon päätyvä kuitupuu tuottaa paljon paremmin poltettuna. Kuitupuusta maksetaan vain neljännes siitä mitä tukkipuusta.

Tämän yksinkertaisen laskelman lisäksi on paljon muita syitä, miksi puun polttaminen on edullisempaa kuin sahaus tai ainakaan paperin tuottaminen:

  • Useimmat voimalaitokset tuottavat nykyään sähkön lisäksi myös kaukolämpöä ja prosessihöyryä, jolloin niiden hyötysuhde nousee kaksinkertaiseksi puhtaaseen sähköntuotantoon verrattuna.
  • Sähkön hinta oli kaksi vuotta sitten paljon korkeamalla kuin nyt ja voi myös nousta uudelleen.
  • Kotitarvekäyttöön lämmittäminen puilla esim. maatilalla on todella edullista verrattuna puun myyntiin.

Näitä käsiteltiin aikaisemmassa artikkelissa, josta myös oheinen kuva.[4]

Sahan omistajien kannattaa rukoilla ennemmin halpaa sähköä ja öljyä kuin itkeä puun kalleutta.

(*) Talouselämän artikkelissa puhutaan ilmeisesti kantohinnoista eli pystykaupoista. Mäntytukkipuun hankintakaupan (tukki toimitetaan tien viereen) ja pystykaupan (saha kaataa ja noutaa tukin) ero ei ole tilastoissa kuin euron verran kuutiolta.[5] Tällä tarkkuudella on siis sama, kummasta puhutaan.
(**) Polttoarvo on männylle, jonka kosteusprosentti on 20. Vaikka puu poltettisiin kosteampanakin, ero ei olisi kuin muutaman prosentin: 100 kg vettä höyrystyy noin 30 kilowattitunnilla.

[1] Talouselämä: Suomen mäntytukista tuli maailman kalleinta – ”Tilanne on kestämätön”
[2] VTT: Suomessa käytettävien polttoaineiden ominaisuuksia (Eija Alakangas, 2000)
[3] Wikipedia: lauhdevoimalaitos
[4] Sähkölamppu: Tee sähköä, älä paperia
[5] Metsälehti: puun hinnat
[6] Metla: tilastot 2004

Levälamppu

Ranskalainen tutkija on kehittänyt hohtavan levälampun, joka saa energiansa auringosta ja sitoo samalla huomattavasti hiilidioksidia (”tonnin vuodessa”).

Monet kommentoijat pitävät ajatusta huonona. Minun mielestäni on kyllä huonompiakin koristeita ja katseenvangitsijoita esim. katuvaloina.

Sääli tosin, että levä ei säily hengissä Suomen olosuhteissa. Levä ei selviä jäätyneessä vedessä.

Stanfordin tutkijat USA:ssa ovat jatkaneet ajatusta ja yrittävät saada tällaisesta levälampusta sähköä.[1] Tämä ajatus on kuitenkin vielä kaukaista tutkimusta.

Tässä YouTube-video levälampusta:

Kommentteja esim.

http://www.treehugger.com/urban-design/microalgae-lamp-absorbs-150-200-times-more-co2-tree-video.html
http://www.adafruit.com/blog/2013/02/25/this-micro-algae-lamp-absorbs-150-200-times-more-co2-than-a-tree/
http://www.democraticunderground.com/10022406555

Ja lopuksi vielä tieto, mistä ostaa tällaista levää Internetistä ja kotikasvatusohjeet:
http://www.wikihow.com/Grow-Bioluminescent-Algae-at-Home

Ainakin tämä yritys lupaa toimittaa hohtavaa levää myös kansainvälisille asiakkaille (ei varmaankaan samaa kuin tuossa videossa):
http://empco.org/edu/index.php/bioluminescent-algae.html

[1] http://www.whydontyoutrythis.com/2013/02/Stanford-researchers-find-electrical-current-stemming-from-plants.html

Sähköauton pikalataus ei kovin realistista

Netissä puhutaan paljon siitä, kuinka nopeaa ja helppoa sähköauton pikalataus pian on. Valitettavasti tässä tulee aika nopeasti fysiikka vastaan.

Otetaan esimerkiksi Chevrolet Voltin 16,5 kWh:n akku. Tällä akulla Volt kulkee hyvällä säällä 61 kilometriä.

Chevrolet Volt
Chevrolet Volt

Ison saunan kiukaan teholla (8,25 kW) akkua siis lataa kaksi tuntia. Tämä onnistuu kolmivaihesähköllä, jossa jokaisessa vaiheessa on 16 ampeerin sulake.

Mikäli latauksen haluaa nopeammaksi, sähköä tarvitaan paljon enemmän. Tavallisen omakotitalon pääsulake on 3x25A eli tunnissa tuota Voltia ei aivan tavallisessa omakotitalossa voi ladata.

Tavallisen omakotitalon maksimiliittymä on 3x80A (3x63A ellei halua uusia kotiin tulevaa johtoa paksummaksi), mutta tuollainen liittymä maksaa esimerkiksi Helsingin Energialla 3968 € normaalin 1879 € sijaan. Jokainen vaihe on tuolloin puolisen senttiä paksu kuparijohto, mikä ei ole aivan halpaa. Tällä liittymällä Volt latautuu puolessa tunnissa.

Sähköauton Pikalataus Kolmessa minuutissa?

Jos haluamme ladata Voltin samassa ajassa kuin bensiiniauton tankkaa, noin kolmessa minuutissa, tarvittava ampeerimäärä on

  • 16,5 kWh / 0,05 h = 330 kW
  • 330 kW / 230 V = 1,4 kA = 1400 A

Löysin Ebaystä myynnissä 435 ampeerin alumiinikaapelia, joka on reilun tuuman paksu. Kun noita laittaa neljä vierekkäin, niin silloin virta riittää Volt-sähköauton lataamiseen kolmessa minuutissa.

Tässä vaiheessa amerikkalaisia alkaa itkettää heidän 120 V kotijännitteensä. Kaikkien johtojen pitää olla USA:ssa kaksi kertaa paksumpia.

Seuraava temppu onkin sitten nostaa jännitettä lisää. Helsingin Energian hinnastosta löytyvät 10 kV, 20 kV ja 110 kV liittymätyypit. On tosin vaikea kuvitella kotitalouden haluavan sellaista sähköauton takia. Liittymisen hinta on 22320 € + paljon lisäkuluja.

20 kV liittymällä Volt-auton akku latautuisi täyteen kolmessa minuutissa aivan ohuella muutaman neliömillimetrin johdolla.

  • 330 kW / 20 kV = 16,5 A
  • 16,5 A ~ 3 mm²

Tuo vastaa paksuudeltaan paksuinta kaiutinkaapelia. 20 kV tosin aiheuttaa tappavuudeltaan aivan erilaisia vaatimuksia kuin stereot.

20 kV avojohdon turvaetäisyys on 2-3 m ja myös päällystetyn riippujohdon turvaetäisyys on 1,5 metriä. Noin korkea jännite aiheuttaa ympärilleen sähkökentän, joka on vaarallinen tuota lähempänä vaikka johtoon ei koskisikaan.

610 km ajomatka?

Olettakaamme, että akkutekniikka kehittyy valtavasti. Ollakseen vertailukelpoinen tavallisen bensiiniauton kanssa, Voltin kantaman pitäisi olla kymmenkertainen, 610 kilometriä. Akun pitäisi siis olla 165 kWh. Halpaahan tuo olisi, täysi tankkaus vain luokkaa 17 euroa nykyisellä kuluttajahinnalla. Mutta myös latauksen sähkövaatimukset kymmenkertaistuvat.

Tankkaus kotoisella 230 V sähköllä kolmessa minuutissa vaatisi 14000 ampeeria. Tuuman alumiinikaapeleita tarvitaan 33 kappaletta rinnakkain.

20 kV sähköllä kolmen minuutin tankkaus tarkoittaa 165A virtaa. Tuo ei ole kuin kolmisen milliä paksu kuparijohto (25-30 mm²). Paksuuden puolesta tämä on realistinen johto. Mutta 20 kV ei ole kovin mukava jännite.

Ja minkälainen sähkövoimala pystyisi vastaamaan tällaiseen sähköauton lataukseen? Latauksen teho on

  • 165 kWh / 0,05h = 3,3 MW

Pääkaupunkiseudulla olevat kaukolämpö/yhteistuotantovoimalat ovat sähköteholtaan 20 MW luokkaa (esim. Keravan voimalaitoksen sähköteho on 21 MW). Tuollainen voimalaitos lataa yhtä aikaa kuutta autoa.

Sähköautolla Lappiin?

Valitettavasti näköpiirissä ei ole mitään mahdollisuutta, jolla voisit ajella yhdellä latauksella 1000 km Lappiin. Käytännössä joudut lataamaan autosi 60 kilometrin välein ainakin kahden tunnin ajan. 1000 km ajomatkalla auton latauksia joutuu tekemään 16 kertaa eli niihin menee 32 tuntia. Bensiiniautolla tuohon matkaan menee noin 12 tuntia.

Varoitus: tässä artikkelissa mainitut johtojen paksuudet ovat vahvasti viitteellisiä. Älä yritä tätä kotona.

Kuva: Mario Roberto Durán Ortiz CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=19840831

Pelasta maailma syömällä karamellia

Ranskalaiset tutkivat, mistä ruoasta saa tarvitsemansa kalorit vähimmällä hiilidioksintuotannolla.(*)

Kuva: Flickr loop_oh CC BY-ND

Vastaus on, että karkeista ja snäckseistä. Ja rasvasta.

Vihannekset jäävät selvästi taakse. Ja samoin tietysti liha.

Eli kautta linjan ruoan terveellisyys lisää hiilidioksidintuotantoa (tutkimuksen yhteenvedosta):

After adjustment for energy intake, high-nutritional-quality diets had significantly higher greenhouse gas emissions (+9% and +22% for men and women, respectively) than did low-nutritional-quality diets

Tämä on jotensakin päinvastainen tulos kuin yleismaailmantuskaa kokevien kommenteista olisi odottanut. Kasvisluomuruokavalion piti olla hyvä myös maapallolle. Tämä on jälleen kerran esimerkki kompromissesta, joita luonnon, ympäristön, terveellisyyden ja ihmisten hyvinvoinnin ja taloudellisten realiteettien välillä joudutaan koko ajan tekemään.

(*) Tämä oli suomalaisessakin lehdessä muutama päivä sitten, mutta en enää löytänyt uutista. [1] on suunnilleen saman sisältävä amerikkalainen uutinen ja [2] alkuperiäisen tutkimuksen yhteenveto.

[1] Plant based diets healthy for people but what about planet, foodnavigator.com
[2] American journal of Clinical Nutrition: High nutritional quality is not associated with low greenhouse gas emissions in self-selected diets of French adults

Hämmentävä tuntilaskutus

Siirryin tammikuussa kokeeksi tuntilaskutukseen ensimmäisten joukossa. Nyt saapui ensimmäinen lasku, jonka mukaan ei olisi kannattanut.

Ei-yösähköä käyttävä kerrostaloasukas maksoi sähköstään 5,30 c/kWh (pörssisähkö + ALV). Sähkölämmittävä asiakas 5,03 c/kWh (kulutus yli 10000 kWh/vuosi).

Yösähköä käyttävä asiakas (aikasähkö D) maksoi yöllä 4,51 c/kWh ja päivällä 5,54 c/kWh. Jos kulutuksesta 1/3 on yöllä, sähkö maksaa 5,20 c/kWh.

Minun laskuni tammikuulta oli 5,38 c/kWh. Olisin siis selvinnyt halvemmalla yleissähkön hinnalla. Tai aikasähkön. Tai melkein millä tahansa muullakin tavalla.

Koska minulla kylmällä menee automaattisesti päälle öljylämmitys, hinnan olisi pitänyt olla parempi.

Mistä sitten tiedän, mistä tunneista maksoin muita enemmän? En yhtään mistään. Verkkosovellus kertoo:

Lukemia ei löydy

Valitettavasti emme pysty näyttämään Helsingin Energian verkkoalueen ulkopuolella sijaitsevan kohteen mittarinlukemia.

Tästä kyllä jää ihmettelemään, onko laskuni oikein. Mistä ihmeestä he tietävät tuntikulutukseni, jos he eivät saa verkkoalueen ulkopuolella olevia mittarinlukemia? Saan siis aivan arvotun sähkön hinnan kuukausittain, enkä pysty sitä mistään tarkistamaan.

En suosittele.

Jään hämmentyneenä odottamaan seuraavan kuun laskua. Minulla siis ei ole mitään käsitystä, mistä päivästä lähtien tammikuussa tuntilaskutus otettiin käyttöön eikä siis mittarinlukemista. Niitä vain ei ole ilmoitettu. Kerron ensi kuussa miten sitten kävi.