Rakennuksiin enemmän aurinko- ja tuulivoimaloita

Vastineen antaminen Antti Avorannan aloitteeseen Rakennuksiin enemmän aurinkoja tuulivoimaloita

HEL 2019-xxxxxxxxxxxxxx

Aloitteenne ”Rakennuksiin enemmän aurinko- ja tuulivoimaloita” on erittäin kannatettava. Aloite on linjassa kaupungin Hiilineutraali Helsinki 2035 –päästövähennysohjelman kanssa sekä muiden kasvihuonekaasupäästöjen vähentämiseen tähtäävien sopimusten ja ohjelmien kanssa, jotka Helsingin kaupunki on allekirjoittanut.

Helsingillä on ollut lukuisia energiatehokkuuden parantamiseen ja kasvihuonekaasupäästöjen vähentämiseen tähtääviä sitoumuksia vuodesta 1993 alkaen. Viimeisin ja merkittävin on Hiilineutraali Helsinki 2035 –päästövähennysohjelma, joka hyväksyttiin kaupunginhallituksessa joulukuussa 2018 ja jonka toteuttaminen on nyt alkanut. Toimenpideohjelmassa kuvataan toimenpiteet, joilla uusiutuvaa energiantuotantoa ja energiatehokkuutta edistetään rakennuskannassa kaupungissa niin, että Helsinki on hiilineutraali vuonna 2035.

Aloitteessanne ehdotatte aurinkopaneeleiden ja pienten tuulivoimaloiden lisäämistä kaikkiin niihin rakennuksiin, joihin se teknisesti, hallinnollisesti ja muista syistä on mahdollista. Tässä tuotte hyvin esiin sen, että ihan kaikkiin rakennuksiin aurinkopaneeleiden ja tuulivoiman asentaminen ei ole mahdollista tai taloudellisesti riittävän kannattavaa.

Aurinkosähkövoimaloiden osalta kaupungin tavoite on juuri esittämänne mukainen eli niiden rakentaminen kaikkiin sellaisiin rakennuksiin, joihin se muiden reunaehtojen puolesta on mahdollista. Näitä reunaehtoja ovat mm. rakenteiden kestävyys, sähkö- ja paloturvallisuusmääräykset, kunnossapitomahdollisuudet, kaupunkikuva sekä hankkeen taloudellinen kannattavuus eli tuotetun sähkön määrä ja investoinnin toteuttamisen kustannukset.

Helsingin kaupunki voi suoraan vaikuttaa vain omistamissaan kiinteistöissä tuotettuun uusiutuvaan energiaan, mutta Hiilineutraali Helsinki -ohjelman tavoitteena on, että aurinkosähköä tuotettaisiin kaupungin alueella jopa kolmasosassa rakennuksista. Tämä tarkoittaa, että Helsinki pyrkii edistämään aurinkovoimaloiden lisääntymistä koko kaupungin alueella.

Aurinkovoimalat Helsingin kaupungin rakennuskannassa

Ensimmäiset aurinkosähkövoimalat kaupungin omistamiin rakennuksiin on rakennettu vuonna 2009. Seuraavina vuosina toteutettiin muutamia aurinkosähköhankkeita. Vuonna 2016 kaupunki kartoitti aurinkosähkön kustannustehokkaita toteuttamismahdollisuuksia kaupungin palvelurakennuskannassa ja siitä käynnistyi laajempi aurinkosähkövoimaloiden toteuttaminen.

Tarkempaa tietoa jo toteutetuista aurinkosähkövoimaloista löytyy osoitteesta: https://www.hel.fi/uutiset/fi/kaupunkiymparisto/aurinkoenergiaahelsingin-kaupungin-rakennuksiin. Tiedotteessa mainittujen lisäksi voimalat asennetaan keväällä 2019 Puistopolun peruskoulun ja Arabian monitoimitalon katoille. Lisää aurinkosähkön jälkiasennuskohteita selvitetään ja toteutetaan jatkuvasti.

Myös moniin valmistumassa oleviin peruskorjaus- ja uudisrakennuskohteisiin on tulossa aurinkosähkövoimalat, esimerkiksi päiväkoti Neulaseen ja Vesalan peruskoulun laajennukseen. Metropolian uudelle kampukselle Myllypurossa toteutetaan aurinkosähkövoimala useammassa vaiheessa. Suunnittelussa on myös kymmeniä peruskorjaus- ja uudisrakennushankkeita, joihin tulee aurinkovoimaloita.

Kuten aloitteessa oli tunnistettu, kaikkiin rakennuksiin aurinko- ja tuulivoimaa ei voi erilaisista syistä asentaa. Aurinkoenergian, samoin kuin tuulivoimankin, haasteena on, että tuotanto ja kulutus eivät aina osu samaan ajankohtaan. Energian varastoinnin kehittyessä tätä pystytään tasaamaan. Tällä hetkellä pienimuotoisesti tuotetun sähkön myyminen sähköverkkoon ei ole kannattavaa. Kannattavimpia kohteita aurinkosähkön soveltamiseen ovat sellaiset, joissa kaikki tuotettu aurinkoenergia voidaan käyttää kohteen oman sähkönkulutuksen kattamiseen, eli kohteessa käytetään energiaa kesäaikana ja käyttöä on ympäri vuorokauden. Jos lisäksi rakennuksen kattopinta-ala on suuri, tasainen ja muista esteistä vapaa, nousee voimalan kannattavuus. Jatkuvasti tai suuren osan ajasta varjossa oleville katoille aurinkovoimaloiden rakentaminen ei luonnollisestikaan ole kannattavaa.

Uudisrakennushankkeiden yhteydessä selvitetään aina, voidaanko uusiutuvia energioita ja siten myös aurinkosähköä hyödyntää ko. rakennuskohteessa. Samalla selvitetään mahdollisuudet esimerkiksi maalämmön tai muiden lämpöpumppujen hyödyntämiseen. Lähtökohtaisesti tavoitteena on, että noin 10 % energiantarpeesta tuotetaan uusiutuvilla energioilla. Osuus voi olla huomattavasti isompikin, jos rakennuksessa on paljon energian käyttöä kesäaikaan.

Historiallisissa rakennuksissa tarvitaan usein kaupunkikuvasta ja suojeluarvoista vastaavien viranomaisten hyväksyntä uusiutuvan energian laitteistoille. 3 Uusiutuvan energian laitteistojen asennus olemassa oleviin rakennuksiin vaatii aina rakennuksen rakenteellisen lujuuden selvittämisen. Osana rakennusta sekä tuulivoimala että aurinkosähkövoimala rasittavat rakennuksen kattoa ja rakenteita staattisena painokuormana mutta aiheuttavat myös vaihtelevaa rasitusta mm. tuuli- ja lumitilanteen mukaan. Aurinkosähkövoimalan asennus olemassa olevaan rakennukseen vaatii aina erilaisia selvityksiä ja suunnitelmia, kuten katon kantavuusselvityksen. Lisäksi on laadittava sähkösuunnitelma voimalan vaatimista sähköteknisistä muutoksista, sähkösyöttöjen reiteistä ja löydettävä rakennuksesta tilat voimalan tekniikalle. Kaikki nämä voidaan uudisrakennuksissa tehdä rakennuksen suunnittelun yhteydessä valmiiksi.

Aurinkosähkövoimalat sijoittuvat usein rakennuksen katolle niin, että ne eivät näy maatasolle. Esimerkiksi Teurastamon alueella Kalasatamassa on aurinkosähkövoimala, joka ei näy Teurastamon tapahtuma-alueelle.

Pienet tuulivoimalat Helsingin kaupungin rakennuksissa

Pientuulivoimaa on kokeiltu osana rakennusta toistaiseksi vain Viikin ympäristötalossa. Ympäristötalon katolla on neljä pientä aksiaalista tuuliturbiinia, joiden yhteisteho on 0,28 kW. Käytännössä tämän voimalan tuotanto riittää vain matkapuhelimen lataamiseen. Piha-alueella pientuulivoimaa on Harakan luontokeskuksessa (4 kW) sekä toimintansa lopettaneessa Gardenia-puutarhassa.

Kaupunkialueella pientuulivoiman tuotantoon vaikuttavat merkittävästi rakennuksen sijainti ja paikalliset tuuliolosuhteet. Käytännössä vain meren rannalla sijaitsevat sekä hyvin korkeat rakennukset tulisivat kyseeseen tuulivoiman tuotannossa. Toistaiseksi tehdyissä selvityksissä on ilmennyt, että pientuulivoiman takaisinmaksuaika on hyvin pitkä.

Olemassa olevien rakennusten rakenteissa ei ole varauduttu siihen, että ne kestävät voimalan rakenteisiin aiheuttamat rasitukset, joita syntyy erityisesti tuulen, lumen ja jään takia. Tuulivoima aiheuttaa rakenteille myös sivuttaissuuntaisia rasituksia. Kun pientuulivoimala on sen kokoinen, että se tuottaa rakennukseen kunnolla hyödynnettävän määrän sähköä, sen aiheuttama rasitus rakenteille on merkittävä. Rakenteiden vahvistaminen jälkikäteen on haasteellista, ellei kyseessä ole laaja perusparannus.

Kaupungissa tuuliolosuhteet ovat hyvin vaihtelevat esim. muista rakennuksista johtuen, jolloin todellinen sähköntuotanto jää yleensä vielä laskennallista tuotantoa pienemmäksi. Näin ollen sopivien rakennusten löytäminen tuulivoimalle on haastavaa ja sähköntuotanto jäisi usein pieneksi. Vaihtoehtona on hyödyntää tontti- tai piha-aluetta erillisen pientuulivoimalan rakentamiseen, 4 mutta lähellä maan tasoa ympäröivän kaupunkirakenteen esteet saavat monilla tonteilla aikaan sen, että tuotantopotentiaali on hyvin vähäinen. Tuulivoima on ainakin nykyisellä tekniikalla järkevämpää toteuttaa isoina voimaloina esim. merelle tai maastoon. Tämän takia kaupunki on toistaiseksi keskittynyt aurinkovoiman edistämiseen omassa rakennuskannassaan.

Yhteenveto

Helsingin kaupungilla on koko ajan käynnissä hankkeita, joiden tähtäimenä on lisätä uusiutuvan energian tuotantoa kaupungin omistamissa kiinteistöissä. Niihin rakennuksiin, joihin on mahdollista asentaa aurinkopaneeleita, niin myös tehdään ja tällä hetkellä näyttää siltä, että aurinkosähkövoimalat tulevat lisääntymään kaupungin rakennuskannassa huomattavasti lähivuosina.

Merkittävä tuulivoimatuotanto integroituna rakennukseen kaupunkialueella on haasteellista ja tämän vuoksi on enemmän keskitytty aurinkosähkön tuotantoon. Kaupunki seuraa kuitenkin koko ajan pientuulivoimaloiden kehittymistä ja pilotoi uusia tekniikoita tarvittaessa.

Aurinkovoimaloiden määrän lisääntyminen kiihtyy myös oleellisesti, mikäli suurelta osin kesäaikaan ajoittuvan aurinkosähkötuotannon energianvarastointitekniikat kehittyvät ja halpenevat. Merkkejä varastointitekniikoiden kehityksestä on jo näkyvissä, jolloin voitaisiin toteuttaa aurinkoenergian tuotantoa kustannustehokkaasti yhä laajemmin kaupungin rakennuskannassa.

Helsingin kaupungilla toteutuneista vähäpäästöisistä, uusiutuvan energian ratkaisuista on tyypillisesti tiedotettu lehdistötiedottein, seminaariesityksissä sekä kaupungin energia- ja ympäristöraporteissa.
Lisätiedot
Rakennetun omaisuuden hallinta, Johtava energia-asiantuntija
Sirpa Eskelinen