Helsinki Energy Challenge näyttää tietä hiilivapaaseen tulevaisuuteen, Savosolar mukana voittaneessa konsortiossa

Ilmastokriisin ratkaiseksi vaaditaan myös  kaupungeilta johtajuutta uuden, hiilineutraalin talouden luomiseksi.

Helsingin kaupunki on ottanut tavoitteeksi olla hiilineutraali vuoteen 2035 mennessä, vaativa haaste jo senkin vuoksi että 2020 yli 50% kaupungin lämmöntarpeesta tuotetaan kivihiilellä. Löytääkseen tehokkaimmat keinot hiilineutraaliuteen kaupunki käynnisti Helsinki Energy Challenge-kilpailun, jonka tarkoituksena on löytää vastaus kysymykseen: Miten Helsingin lämmityskapasiteetti voidaan muuttaa hiilivapaaksi, käyttäen mahdollisimman vähän biomassaa.

Kilpailu oli kansainvälisesti valtavan suosittu, ensimmäiselle kierrokselle saatiin 252 ehdotusta joita oli luomassa 1 528 asiantuntijaa eri aloilta. Viimeiselle kierrokselle, finaaliin valittiin näistä 10 konsortiota kilpailemaan miljoonan euron palkinnosta.

Vastatakseen Helsingin pyyntöön uusituvasta ja hiilivapaasta energiasta Savosolar osallistui kahteen finaaliin valittuun konsortioon:

  1. HIVE, jonka osallistujina olivat Engie (Ranska), Storengy (Ranska), Newheat  (Ranska), Savosolar, Planenergi (Tanska) and AEE  Intec (Itävalta)
  2. Sustainable Heat Coalition, jossa mukana olivat EIT InnoEnergy (Ruotsi), Heliac (Tanska), Ecovat (Alankomaat), HeatVentors (Unkari) and ConnectPoint (Puola).

Molempien ryhmien ehdotukset olivat linjassa Helsingin tavoitteiden kanssa ja mahdollistivat fossiilisten polttoaineiden käytön lopettamisen 2035 mennessä ja kasvihuonekaasujen päästöjen pienentämisen 78%. Käytettyjä energiateknologioita olivat mm. lämpöpumput, aurinkolämpölaitokset ja suuren mittakaavan lämpövarastot, ja jopa pelillistämistä ehdotettiin kaupungin asukkaiden osallistamiseen energian säästämiseen.

Voittajaksi valittiin HIVE-konsortio

Yhdeksi voittajista valittiin HIVE-konsortio, johon Savosolar Oyj osallistui. Konsortio koostui useista yrityksistä: Engie ( Ranska), Storengy ( Ranska), Newheat ( Ranska ) Planenergi ( Tanska ) sekä AEE Intec ( Itävalta)

Konsortion ehdotus sisälsi ratkaisun hiilen polttamisen lopettamiseksi Helsingissä vuoteen 2028 mennessä, fossiilisten polttoaineiden käytön lämmitykseen lopettamisen vuoteen 2035 mennessä ja biomassan käytön vähentämisen 50 prosentilla vuoden 2024 tarpeesta. Suunnitelman toteuttaminen vähentäisi kasvihuonepäästöjä 78%, Helsingin asettamien tavoitteiden mukaisesti.

HIVE:n ehdotus Helsingin energiajärjestelmän kehittämisestä koostuu käytössä olevista koetelluista teknologioista yhdistäen mm. meriveden lämmön hyödyntämisen lämpöpumpuilla, suuria aurinkolämpöjärjestelmiä, sähköisiä boilereita ja lämpövarastoja. Useista jo käytössä olevista, kypsistä teknologioista koostuva kokonaisratkaisu parantaa järjestelmän luotettavuutta.

Julkistettu miljoonan euron rahapalkinto jaetaan voittajien kesken, HIVE-konsortion saadessa 350 000€.

Kilpailun voittaneen HIVE-konsortion henkilöjäsenet:

Storengy (France): Philippe Aubry
Newheat (France): Julien Metge
Engie (France & Belgium): Romain Donat  – Sandrine Bosso – Valentin Gavan – Jean-Baptiste Débonnaire – Albin Popot
PlanEnergi (Denmark):  Daniel Trier
AEE Intec (Austria): Ingo Leusbrock
Savosolar (Finland): Laurène Mejean

Näin asiantuntijat kommentoivat kokemusta:

Konsortiotyöskentelyyn osallistuminen oli erittäin mielenkiintoista ja opin valtavasti jo siitä että sain työskennellä yhdessä energia-alan suunnannäyttäjien kanssa rakentaen yhdessä energiainfrastruktuurin tulevaisuutta ” Laurene Mejean, Technical Manager Savosolar Oyjssä ja asiantuntijajäsen HIVE-konsortiossa.

”Oli todella mielenkiintoista rakentaa ehdotusta kuuden eri maista olevan innovatiivisen energiaosaajan kanssa. Oli myös hienoa huomata, kuinka eri yritysten ratkaisut saatiin ehdotuksessa saumattomasti yhteen ja tukemaan kokonaisratkaisun toimivuutta.” Miika Kilgast, Solar Energy Expert ja Sales Manager Savosolar Oyj:ssä ja asiantuntijajäsen Sustainable Heat Coalition-konsortiossa.

Alla olevista linkeistä pääset tutustumaan finalistikonsortioiden jättämiin ehdotuksiin

  1. The HIVE https://energychallenge.hel.fi/hive
  2. The Sustainable Heat Coalition https://energychallenge.hel.fi/sustainable-heat-coalition

Linkki Sustainable Heat Coalition konsortioon osallistuneet EIT Innoenergyn englanninkieliseen tiedotteeseen:

https://www.innoenergy.com/news-events/eit-innoenergy-with-a-consortium-of-five-european-companies-are-finalists-of-the-helsinki-energy-challenge/

Alla molempien finalistikonsortioiden tiedotteet englanniksi:

HIVE

HIVE’s team awarded by the city of Helsinki as one of the ten most effective solutions to decarbonize its heating network by 2035. 

16:00, March 16, 2021 

The world is increasingly urban. By 2050, 70% of the global population will be living in cities. And, with 50% of CO2 emissions produced in urban areas, cities have a crucial role to play in the much needed energy revolution. 

Helsinki is aiming to be one of the leading cities in the transition towards a sustainable future, with the goal of becoming carbon-neutral by 2035. To achieve this target, the city has decided, in February 2020, to launch a competition to meet the challenge of decarbonizing its heating network by using as little biomass as possible.  

shared ambition to move forward towards a carbon-neutral economy 

HIVE’s team, a European team composed by ENGIE & its subsidiary STORENGY, NEWHEAT, SAVOSOLAR, PLANENERGI and AEE INTEC join forces to propose a solution enabling the end of coal burning by 2028, no fossil fuel burning beyond 2035 and a drop in biomass use to 50% of the 2024 needs. This plan will decrease GHG emissions by 78%, aligned with Helsinki’s targets.  

 

Selected technologies offering the best use of Helsinki’s assets: 

HIVE’s energy plan for Helsinki, based on proven solutions, is composed of a combination of sea water heat pumps, solar thermal, electrical boilers and large heat storage. The mixed asset portfolio of mature technologies further boosts the system reliability. 

 

  • Tuning down the operating temperature of the district heating grid for better energy efficiency and larger thermal need coverage through the selected technologies  
  • Taking advantage of the incredible natural resource that Helsinki offers to harvest heat from the sea with heat pumps, up to 50% of the city’s heat needs. Heating will not rely on imported fuels or commodities. Baltic sea water balanced by large local storages will become the main heat source. 
  • Freeing space in the city-centre, especially in Salmisaari and Hanasaari neighbourhoods where coal plants will be gradually decommissioned and replaced by smaller-sized heat pumps. 
  • Minimizing as much as possible the combustible use and  thus achieving a better air quality  
  • Providing a cheaper heat supply. 
  • Promoting territorial anchoring and creating local jobs over the 15 years of the master plan’s implementation and beyond 

 

HIVE – a scalable, adaptable and ambitious solution, to reduce the city’s footprint. 

HIVEs solution meets the city’s expectations, including demand side management measure and a strong support throughout the implementation. Its energy plan is flexible and capable of integrating new technologies or new heat sources if and when these emerge, and the roadmap (“baseline scenario”) until 2035 can be updated several times as new opportunities arise over the years 

 

The Sustainable Heat Coalition

Team: SUSTAINABLE HEAT COALITION

EIT InnoEnergy (The Netherlands): Johan Söderbom, Sofia Gonçalves

Heliac (Denmark): Jacob Jensen

ConnectPoint (Poland): Marek Zając

Ecovat (The Netherlands): Ruud van den Bosch

HeatVentors (Hungary): Zoltan Andrassy

Savosolar (Finland): Jari Varjotie, Miika Kilgast

The transition to a 100% renewable, decarbonised energy system is possible – even for cities exposed to cold Nordic climates. Through  the proposal of Team Sustainable Heat Coalition – including six European companies and their complementary technologies – Helsinki will be the first to showcase this with their district heating (DH) network. We will deliver 1039 GWh of CO2-free, non-hazardous, and environmentally friendly solar thermal energy per year to the citizens of Helsinki, while maintaining existing levels of indoor climate comfort.

The project will provide solar thermal heat with flat plate collectors and concentrated solar heat. Using large-scale storage, up to 33% of the total solar thermal energy collected per annum will be stored, allowing the system to operate year-round. Decentralised heat storage facilities will add day-to-day flexibility to the system and reduce peak demands, achieving an annual cumulative system demand reduction of up to 8.9%. A real-time intelligent district heating platform will allow Helsinki’s DH network to be smartly and remotely managed and citizen engagement will be stimulated through gamification. By adopting these proposed measures, Helsinki will be able to reduce its DH network’s CO2 emissions by an impressive 78% by 2030 compared to current levels.

This no-regret solution can be implemented, integrated and financed in a modular and scalable manner. Starting implementation with an entry-level system will allow for rapid deployment, economies of scale and a project management strategy that mitigates any technical, financial, or governance risks.

The proposed solution is highly sustainable, cost competitive, technically feasible and has a high degree of social acceptance. Helsinki will be able to significantly decrease its import dependency on fossil fuels and provide a much higher degree of certainty for future operational costs. Through this front-running project, Helsinki will serve as an example of sustainable urban heating for other cities worldwide.

 

 

 

Aurinkolämpöä voidaan käyttää lämmönlähteenä kaukolämpö-järjestelmissä osana muita lämmönlähteitä. HIVE-konsortion ehdotuksessa kaksi aurinkolämpölaitosta joiden huipputeho oli molemmissa 25 MW tuottaa merkittävän osan lämmön tarpeesta kesällä. Aurinkokeräimet voidaan tuottaa paikallisesti Suomessa.
Lämpövarastot ovat toimiva ja käytössä oleva teknologia, ja useita suuria laitoksia on käytössä. Nykyisin käytössä olevat laitokset ovat pääasiassa pienempiä kuin HIVE:n ehdottamat 200 000m3, toisaalta Mustikkamaan käyttöön otettavan lämpövaraston yhteistilavuus on on 260 000m3 kahdessa luolassa. Aalborgiin Tanskaan on tarkoitus rakentaa 2x 500 000m2 lämpövarasto.
Euroopassa tarvitaan arviolta kymmenen kertaa enemmän lämpöä talvella kuin kesällä. Kesäkuukausina aurinko voi kattaa jopa kaiken lämmöntarpeen eikä muita lämmönlähteitä tarvita. Ylijäämälämpö kesältä voidaan varastoida talven yli