Avainsana: kodin energiankulutus

Italian energiasyöpöt asunnot…?

Taormina, Sisilia
Kuva: Flickr gnuckx, CC BY

Katselin netissä lomahuoneistoja Italian Sisiliasta, ja huomioni kiinnittyi sivuilla oleviin mainintoihin energiatodistuksista. Lähes kaikkien asuntojen kerrotaan olevan energialuokkaa G, energiankulutus yli 175 kWh neliöltä vuodessa (classe energetica G).

Tuollainen energiankulutus on aivan normaalia harvalle rintamamiestalolle Suomessa. Mutta Etelä-Italiassa tuo kyllä tuntuu liiottelulta.

Todennäköisin selitys tälle on, että Italiassa nuo energiankulutussertifikaatit sivuutetaan ilmoittamalla suoraan, että talo on huonoimmassa energialuokassa. Jos asuntovälitystoimiston mainoksessa ei ole mainittuna energiasertifikaattia, siitä voi saada 1000 – 5000 euron sakon tämän vuoden alusta lähtien [1].

Toisaalta italialaiset asunnot voivat olla hyvin energiasyöppöjä. Talvet ovat kosteita eikä taloissa ole minkäänlaista eristystä. Lattiat ovat kylmää kiveä. Ulko-oven alla oleva rako tukitaan sitä varten erityisesti tarkoitetulla tekstiilimakkaralla. Energiankulutukseen laskettaneen myös jäähdytys kesällä ja lämpimän veden tuotanto (en ole varma kuinka nuo todistuksessa otetaan huomioon), mikä kyllä nostaa energiankulutuksen suomalaiselle tasolle. Energia on Italiassa kalliimpaa kuin Suomessa, joten sähkölasku tulee olemaan kovempi kuin mitä suomalainen arvaisikaan.

Tästä siis opimme, että energiatodistuksia ei tulla etelän kulttuurimaissa ottamaan kovin vakavasti. Toisaalta, kun ilmoituksissa alkaa näkyä oikeita energiankulutustodistuksia, on mielenkiintoista miten ne vertaantuvat suomalaisiin energiatodistuksiin.

[1] http://www.certificatienergia.it

PS. Tämä on kahdessadas artikkeli tässä blogissa!

Entä, jos sähkö on pysyvästi halvempaa kuin öljy?

Suora sähkölämmitys on tällä hetkellä jopa neljänneksen halvempaa kuin öljylämmitys.

Perinteisesti ajatellen näin ei pitäisi olla, koska jos öljystä tehdään sähköä, energiasta puolet väistämättä katoaa lauhdevoimalan toimintaperiaatteen vuoksi. Kun öljy poltetaan lämmöksi kotona, hyötysuhde on yli 90%.

Tilanne on kuitenkin muuttunut. Vesivoimaa saadaan nyt Ruotsista ja Norjasta paljon paremmilla yhteyksillä ja ilman tullimuuria. Myös tuulivoima on lisääntymässä, tosin valtion epärealisisen takuuhinnan ansiosta. Ydinvoimaa Suomessa on ennestään kohtuullisesti ja Olkiluoto 3 valmistuu lähivuosina – toivottavasti. Näissä ei samalla tavalla kilpailla sen kanssa, käytetäänkö sama polttoaine lähes sadan prosentin hyötysuhteella lämmitykseen vai tehdäänkö siitä massatuotantona sähköä alle 50% hyötysuhteella.

Entä jos suora sähkölämmitys muuttuu pysyvästi halvemmaksi kuin öljylämmitys?

Suoraan sähkölämmitykseen siirtyminen on helppoa ja halpaa. Ei tarvitse, kuin ostaa uudet patterit ja pistää ne kiinni jo valmiina olevaan sähköverkkoon.

Kiinteästi asennettava perussähköpatteri maksaa noin sata euroa. Talossa, jossa on kymmenen sähköpatteria ja lämmityskulut 2000 e/vuosi, säästöä syntyisi neljännes (joulukuun sähkönhinta vs. tammikuun öljynhinta) eli 500 e/vuosi, jolloin pattereiden takaisinmaksuaika on kaksi vuotta. Tämä on yksi edullisimmista lämmitysjärjestelmäremonteista ja halvempi kuin yksi kunnollinen lämpöpumppu.

Jos veden lämmitys on öljyllä, se pitää järjestää jollain muulla tavalla, eli siitä tulee vielä kuluja päälle.

Tokihan lämpöpumppu säästää suoraan sähkölämmitykseen verrattuna, mutta vastaava 10-patterinen koti voi vaatia viisi järeää lämpöpumppua (todennäköisesti pattereiden lisäksi), joista jokainen maksaa tuon tuhat euroa. Minulla on käytössä sähköpatteri, joka on yli 40 vuotta vanha. Kuka uskoo, että lämpöpumput kestävät edes 10 vuotta jatkuvassa käytössä? Ja pitää myös muistaa, että lämpöpumput kuluttavat kylmimpään aikaan – silloin kun sähkö on kallista – lähes yhtä paljon energiaa kuin suora sähkölämmitys. 10 patteria lämmittää myös paljon tasaisemmin ja vedottomammin kuin viisi lämpöpumppua.

Koko lämmityskauden (koko vuosi poislukien 2,5 kuukautta) jokainen kodin sähkölaite – tietokone, lamppu, pesukone, televisio – on suora sähkölämmitin. Niiden energiankulutukseen ei siis nykytilanteessa kannata kiinnittää kovin paljoa huomiota.

Joudumme mahdollisesti siirtymään aivan uuteen kodin energia-ajatteluun.

Lämmitystapojen suhteellinen hinta

Olen laskenut paljonko eri tavoilla lämmittäminen tällä hetkellä maksaa. Koska luvut vaihtelevat suuresti riippuen esim. hyötysuhteen arvioinnista, jätän yksityiskohdat myöhäisempiin artikkeleihin.

Tästä kuitenkin hieman suuntaa muidenkin arvioille.

Jos öljylämmitys maksaa 100%, muilla tavoilla lämmittäminen maksaa:

  • pörssisähköllä marraskuussa 93%
  • pörssiyösähköllä marraskuussa 84%
  • ostetuilla koivuklapeilla 84% (*)
  • piensäkeissä tarjouksesta ostettu pelletti 68%
  • lämpöpumpulla päiväsähköllä 47% (**)
  • nestekaasu 210% (***)
Sähkö on talvikautena yleenä öljyä kalliimpaa, mutta vielä marraskuussa hintaetu on selvä sähkön hyväksi.
Mitään kiinteitä kuluja ei ole otettu huomioon. Öljylämmityksen hyötysuhteeksi on oletettu 0,9.
(*) klapien hinnaksi on oletettu 65 euroa / irto-m3, hyötysuhteeksi oletettu 0,7 eli varaava leivinuuni
(**)  lämpöpumpulle oletettu hyötysuhde 2. Mainoksissa puhutaan jopa hyötysuhteesta 4.
(***) 6 kg pullon täyttö Puuilossa

Lamassa lämpöisenä

Monissa kehitysmaissa on ongelma, että kaikki puu kerätään polttopuuksi ja seurauksena on aavikoituminen. Voisiko Suomessa käydä näin? Jos pankkikriisin seurauksena kaikki infrastruktuuri pysähtyy eikä mitään muuta energiaa ole, pysymmekö edes lämpiminä puustomme vuosikasvulla?

Ehkä lampaat pitävät meidät lämpiminä, jos parturoimme puut pois?
Kuva Uudesta Seelannista, Flickr: Mark Veraart CC BY

Suomen metsien kasvu on noin 100 miljoonaa kuutiometriä vuodessa (1). Oikeasti siitä kerätään vain 70 miljoonaa kuutiometriä, mutta olettakaamme, että energiapulassa siitä kerätään kaikki. Ilmeisesti kasvu on mitattu tuoreena 50% kosteutta sisältävänä kiintokuutiometrinä.

50% kosteutta sisältävä männyn koko puun (sisältää kuoren ja oksat) kiintokuutiometri sisältää energiaa 1,81 MWh (2). Suomen puut ovat keskimäärin mäntyjä, joten käytämme sitä arvoa.

100 miljoonaa kuutiometriä sisältää siis energiaa 100.000.000 * 1,81 MWh = 181 TWh.

Verratkaamme tätä ensin Suomen sähköntuotantoon. Suomen sähköntuotanto oli vuonna 2008 87 TWh (3). Lisäksi tuontia oli 2008 13 TWh. Suomen puuston kasvu on suunnilleen kaksinkertainen koko Suomen sähköntuotantoon verrattuna. Tuonti ja huono hyötysuhde sähkön tuottamisessa puusta  (korkeintaan 44% (4)) huomioon ottaen, Suomen sähkönkulutusta ei voitaisi täysin tyydyttää polttamalla Suomen puuston vuosikasvu sähköksi. Tuotto on korkeintaan 80 TWh mutta tarve on 100 TWh.

Vuonna 2008 suomalaisilla oli käytettävissään 38,6 neliötä asukasta kohden. Eurooppalaisittain tämä on vähän.

Yhden neliön lämmittäminen kuluttaa noin 150 kWh vuodessa (6). Suomen väkiluku on noin 5,4 miljoonaa, joten ihmiset kuluttavat kodeissaan lämmittämiseen vuodessa noin

    5.400.000 * 38,6 m2 * 150 kWh/m2 = 31,3 TWh

Tämä ei ole kuin 17% metsiemme vuosittaisesta kasvusta, joten aavikoituminen ei ole odotettavissa vaikka puunpolton hyötysuhde olisi huonokin (leivinuunin hyötysuhde puunpoltossa on paljon parempi kuin voimalaitoksen sähköntuotannon). Pysymme siis ainakin lämpimänä kävi eurolle miten tahansa. Mutta pimeää voi tulla.

(1) HS: Suomen metsien kasvu on Länsi-Euroopan nopeinta
(2) VTT tiedote T2045, taulukko 24
(3) Wikipedia: Sähkö Suomessa
(4) Wikipedia: Lauhdevoimalaitos
(5) Sijoitustalous: Arjen katsaus 1/2010: Asuntojen hinnat kuumenemassa kasvukeskuksissa
(6) Sähkölamppu: Parasta A-luokkaa ja aktiivisahkoenergiaa

Kosteutta harakoille

Usein ajattelemme ilmanvaihdolla vanhan ajan tuuletusta: saamme kodista hajut ja hiilidioksidit pois. Taloon tulee parempi hengittää. Totuus on kuitenkin, että nykyiaikaisissa taloissa ilma tulee vaihtaa ensisijaisesti kosteuden poistamiseksi.

Eläminen talossa aiheuttaa kosteutta. Ihminen hengittää kosteaa höyryä, hikoilee, käy suihkussa, tekee ruokaa, kastelee kukkia… Tämä kosteus on saatava talosta pois tai talo muuttuu paremmaksi asuinpaikaksi bakteereille kuin ihmisille.

Ilmastoinnin tarve on suunnilleen seruaava ((1) yksinkertaistettuna):

  • kosteuden poisto: kaiken ilman on vaihduttava kerran kolmessa tunnissa
  • hajujen poisto: kaiken ilman on vaihduttava kerran viidessä tunnissa
  • hiilidioksidin poisto: kaiken ilman on vaihduttava kerran kymmenessä tunnissa
Tämän lisäksi on erikoistapauksia, joissa ilmastoinnin on oltava vielä suurempi, esimerkiksi ilman radon tai suurten ihmisjoukkojen aiheuttaman haju. Tupakoinnin haittoja ei pysty poistamaan normaalilla ilmastoinnilla: ilman pitäisi vaihtua ainakin puolen tunnin välin.
Aikaisemmin puunpoltosta puhuessamme huomasimme, että vesihöyryn muodostumiseen sitoutuu paljon energiaa. Nyt siis huomaamme, että ilmastoinnin tärkein tehtävä on pumpata tuo energia ulos.
Pohdittavaa: monet pitävät paljon sisäkasveja ajatuksella, että niiden tuottama happi tekee ilmasta happipitoisempaa hengitettävää. Kukkien tuoma kosteus lisää kuitenkin ilmastoinnin tarvetta niin, että on todennäköisesti energiatehokkaampaa saada tuo happi ilmastoinnista.
(1) Energia- ja ekologiakäsikirja, Rakennustieto 2010, sivu 25.

Astepäivät

Asunnon lämmitystarve kilowattitunteina/tunti on suoraan verrannollinen ulkolämpötilaan. Jos ulko- ja sisälämpötilan ero kaksinkertaistuu, myös lämmityksen tarve kilowattitunteina kaksinkertaistuu.

Taloyhtiön hallituksessa ollessani isännöitsijä esitteli joka vuosi taloyhtiön lämmityksen kilowattitunteina jokaiselta ”astepäivältä”. Astepäivät lisääntyvät yhdellä asteella, kun ulkona on yhtä astetta kylmempi yhden vuorokauden ajan. Ensimmäisenä vuonna protestoin, ettei tuo ole niin yksinkertaista, ja ettei tuollainen yksinkertaistettu mittari ole kovin hyödyllinen. Mutta sitten tuo luku säilyi vuosi toisensa jälkeen muutaman prosentin tarkkuudella samana. Kylminä talvina ja lämpiminä talvina – sama luku. Lisäeristys taas selvästi muutti lukua. Vähitellen oli pakko uskoa, että asunnon lämmityksen tarpeen ratkaisee vain ja ainoastaan ulkolämpötila ja hämmättyvästi aivan suoraan verrannollisesti ulkolämpötilaan.

Perusta asteluvulle löytyy perusfysiikasta. Esim. seinän läpi kulkee lämpöä suoraan verrannollisesti eri puolten lämpötilaeroon.

Energian siirto seinän läpi watteina on (1)

Φ = A * U * (T1 – T2)
Missä:

  • A on seinän pinta-ala neliömetreinä
  • U on seinän lämmönsiirtokerroin (hyvä: 0,1, huono: 1,5)
  • T1 on sisälämpötila
  • T2 on ulkolämpötila

Energian siirto kaksinkertaistuu, jos ulko- ja sisälämpötilan ero kaksinkertaistuu:

A * U * 2(T1 – T2) = 2 * (A × U × (T1 – T2)) = 2Φ

Tähän siis eivät vaikuta seinän muoto tai pinta-ala tai lämmönsiirtokerroin. Kaksinkertainen lämpötilaero tarkoittaa kaksinkertaista lämmitystarvetta kilowatteina. Samassa ajassa lämmitykseen kulutettavat kilowattitunnit siis myös kaksinkertaistuvat.

Muutama muu tekijä vaikuttaa lämmitystarpeeseen, mutta niiden merkitys on toisaalta pieni ja ne kumoavat toisiaan laskettaessa suhteita:

  • ilmanvaihto
  • lattia, jonka takana on eri lämpötila kuin seinien takana
  • tuuli viilentää ulkoseinät eri lämpötilaan kuin ulkolämpötila
  • ikkunoissa lämpöä siirtävät myös ikkunan sisäiset ilmavirrat
  • viemäriin veden mukana katoava lämpö

Voimme olla aivan tyytyväisiä malliin, jossa talon lämmitystarve kilowattitunteina tulee suoraan astepäivistä vakiokertoimella.

(1) http://en.wikipedia.org/wiki/Thermal_transmittance