Toimintamalleja hukkalämmön hyödyntämiseen

Hukkalämpö tarkoittaa prosesseissa syntyvää ylimääräistä lämpöenergiaa, joka usein jää hyödyntämättä ja päätyy ympäristöön. Sen tehokkaampi talteenotto ja hyödyntäminen on keskeinen keino parantaa energiatehokkuutta, vähentää päästöjä ja pienentää energian kustannuksia. Suomessa, jossa lämmitystarve on suuri valtaosan vuodesta, hukkalämmön hyödyntämisellä on erityisen merkittävä rooli kestävien energiajärjestelmien kehittämisessä.

HAMKin Kestävät energiajärjestelmät -tutkimusryhmän toteuttamassa Hukkalämmöt hyötykäyttöön (HUKKA) -hankkeessa tavoitteena oli selvittää hukkalämmön hyödyntämisen haasteita ja sitä, kuinka hyödyntämistä voidaan edistää Kanta-Hämeen alueella. Tutkimuksessa selvitettiin, missä päin tätä aluetta hukkalämpöä syntyy, ja lisäksi yhteistyössä hukkalämmön tuottajien kanssa kartoitettiin hukkalämmön hyödyntämisen esteitä. Selvitystä tehtiin haastattelemalla hukkalämpötoimijoita, ja ratkaisuja selvitettiin heidän kanssaan työpajoissa. Tämän lisäksi hankkeessa toteutettiin nykytila-analyysi hukkalämpöjen hyödyntämisestä Suomessa ja kartoitettiin kaikki Kanta-Hämeen merkittävimmät ja yleisimmät hukkalämmön tuottajat julkiseen karttapalveluun.

Tässä artikkelissa keskitytään hukkalämmön hyödyntämisessä auttaviin toimintamalleihin, joita luotiin haastattelujen analyysin sekä hukkalämpötoimijoiden kanssa toteutettujen työpajojen pohjalta.

Hukkalämpötoimijoiden etsiminen ja haastattelut

Mahdollisten hukkalämmön tuottajien etsiminen aloitettiin internetistä tutkimalla muun muassa Google Maps -karttasovelluksesta, missä sijaitsevat alueen suurimmat teolliset toimijat. Seuraavaksi yrityksiin otettiin yhteyttä ja kysyttiin syntyykö heiltä hukkalämpöä tai hyödyntävätkö he sitä. Tämän yhteydessä toimijat pyydettiin Microsoft Teams-haastatteluihin, joita varten oli ennakkoon valmisteltu kysymykset sen mukaan, olivatko kyseiset toimijat hukkalämmön tuottajia, hyödyntäjiä vai teknisten ratkaisujen tarjoajia. Näin haastateltiin yhteensä 16 toimijaa.

Haastatteluja analysoitaessa ilmeni useita eri syitä, merkitykseltään niin pieniä kuin suuriakin tekijöitä, jotka selittävät miksi hukkalämmön hyödyntäminen on haasteellista. Ongelmat ovat sekä teknisiä että liiketoimintamalleihin liittyviä. Lisäksi korostui, että tekniset ratkaisut täytyy aina rakentaa tapauskohtaisesti, koska hukkalämmön tuottajat ja hyödyntäjät ovat hyvin monenlaisia, eikä hukkalämpöjen hyödyntämiseen tämän vuoksi ole olemassa yhtä yleispätevää ratkaisua. Alla olevassa kaaviossa on eritelty tarkemmin ne hukkalämmön hyödyntämistä vaikeuttavat syyt, jotka haastatteluista nousivat esiin (kuva 1).

Kuten kuvasta 1 nähdään, keskeisimmiksi haasteiksi nousivat investointikustannusten suuruus, pitkät takaisinmaksuajat sekä hukkalämmön määrän ja saatavuuden ennustettavuus. Tämän lisäksi liiketoimintamallien epäselvyys ja toimijoiden välisen yhteistyön puute vaikeuttavat hyödyntämistä. Nämä tekijät korostavat sekä teknisten ratkaisujen että taloudellisten kannustimien merkitystä.

Lisäksi haastatteluista nousi esiin, että 11 toimijalla on vielä hyödyntämätöntä hukkalämpöpotentiaalia. Toisaalta yhdeksän vastaajista oli jo tehnyt kaukolämpöyhtiön kanssa yhteistyötä tai ainakin käynyt keskusteluja hukkalämmön hyödyntämisestä. Kuusi haastatelluista toimijoista koki lämpöpumppujen sähköveroedun itselleen hyödylliseksi kannusteeksi. Alla olevassa kaaviossa nämä hukkalämmön hyödyntämiseen kannustavat tekijät on esitetty palkkidiagrammina (kuva 2).

Hukkalämpötoimijoiden kanssa pidetyt työpajat

Haastatteluiden jälkeen järjestimme Teamsissa kaksi työpajaa tammikuussa 2026. Kutsuimme näihin haastattelemiemme yritysten edustajat sekä muita sidosryhmien ja hukkalämmön parissa toimivien tahojen edustajia, joihin olimme ottaneet yhteyttä jo aiemmin tutkimushankkeen aikana. Ensimmäisessä työpajassa keskityttiin hukkalämmön hyödyntämisen haasteisiin ja jälkimmäisessä pyrimme löytämään niihin ratkaisuja.

Ensimmäisessä työpajassa kävimme läpi, millaisia haasteita ja ongelmia meidän on ratkaistava hukkalämmön hyödyntämiseksi. Esiin nousseet haasteet olivat samoja kuin tässä artikkelissa aiemmin mainitut, ja tämä ensimmäinen työpaja toimikin pääosin pohjustuksena toisen työpajan jatkotyöskentelylle.

Toisessa työpajassa keskityimme esiin nousseiden haasteiden ratkomiseen. Loimme mahdollisimman kattavia ja yleispäteviä toimintamalleja sille, kuinka hukkalämmön tuottajan tulee edetä hukkalämmön hyödyntämisessä. Koska tiedon ja osaamisen puute oli osoittautunut yleiseksi ongelmaksi hukkalämmön hyödyntämisessä, pyrimme toimintamalleilla vastaamaan tähän haasteeseen. Työpajassa esitetyissä toimintamalleissa ilmenikin samankaltaisuuksia, mikä kertoo siitä, että mukana olleilla kokeneemmilla toimijoilla on jo testattuja ja hyväksi havaittuja käytäntöjä.

Yleinen malli hukkalämmön hyödyntämiselle

Ennen työpajaa loimme hanketiimin kesken yleispätevän mallin, joka sopii mille tahansa toimijalle. Tässä mallissa (kuva 3) ei ole etukäteen tarkemmin määritelty millaisen toimijan kanssa hukkalämmön hyödyntäminen tehdään.

Kuvassa 3 esitetty hukkalämmön hyödyntämisen yleinen toimintamalli alkaa siitä, että ensin (kuvan 3 vaihe 1) selvitetään hukkalämmön määrä ja mistä prosesseista sitä syntyy. Tämä vaihe kannattaa yhdistää energiakatselmukseen, ja tässä on hyvä muistaa, että vapaaehtoiseen katselmukseen voi saada jopa rahallista tukea Business Finlandilta. Hukkalämmön määrän lisäksi on hyvä myös olla selvillä siitä, kuinka tasaisesti tai epätasaisesti lämpöä tuotetaan ja kuinka paljon tässä on vaihtelua niin lyhyellä kuin pitkällä aikavälillä. Katselmuksen tekemiseen voi hakea myös apua olemalla yhteydessä alan toimijoihin ja konsultteihin. Lisäksi paikallinen kaukolämpöyhtiö voi olla tässä avuksi. Samalla on hyvä muistaa, että hukkalämmön voi hyödyntää myös omassa kohteessa. Kannattaakin tarkistaa, löytyykö omasta kohteesta tarvetta lämmölle ja ostaako lämmitysenergiaa erikseen jo muualta.

Seuraavaksi (vaihe 2) kannattaa tutkia ympäristöä ja selvittää, onko naapurissa tai lähistöllä kiinteistöjä, jotka voisivat hyödyntää lämpöenergiaa. Mikäli näitä ei löydy, on hyvä selvittää myös, onko lähistöllä kaukolämpöverkkoa, koska kaukolämpöyhtiöt ovat yleisimpiä hyödyntäjiä. Tämän jälkeen (vaihe 3) kannattaa keskustella muiden toimijoiden kanssa ja selvittää heidän lämpöenergian tarvettaan tai sitä, syntyykö heilläkin hukkalämpöä. Jos lähialueilla on paljon hukkalämmön tuottajia, voi esimerkiksi harkita lämmön varastoimista heidän kanssaan. Mikäli lämmön tuotanto on epätasaista, lämpövarasto on erityisen varteenotettava vaihtoehto. Seuraavaksi (vaihe 4) täytyy valita tekninen ratkaisu hukkalämmön talteenotolle (esimerkiksi lämpöpumppu tai kaukolämpöverkkoon myyminen) ja laskea investoinnin hinta. Tähän saa apua toimintamallin ensimmäisessä kohdassa mainituilta toimijoilta. Tämän jälkeen (vaihe 5) tulisi tehdä mahdollisten hukkalämmön hyödyntäjien kanssa sopimus siitä, miten, millä hinnoilla ja millä määrillä lämpöä hyödynnetään. Tässä on syytä ottaa huomioon myös lämmön tuotannon sekä tarpeen tasaisuus. Näiden vaiheiden päätteeksi lopulta (vaihe 6) rakennetaan ratkaisu ja ylläpidetään sitä. Ylläpidossa kannattaa pyrkiä prosessin jatkuvaan optimointiin.

Työpajoista nousseet ratkaisut hukkalämmön hyödyntämiseen

Työpajassa jakauduttiin kahteen ryhmään, jotka molemmat tuottivat erilaisen ratkaisun sen mukaan, millaisen toimijan kanssa hyödyntäminen on tarkoitus toteuttaa. Ensimmäinen ryhmä tuotti toimintamallin hukkalämmön hyödyntämiseen kaukolämpöverkossa (kuva 4).

Kuvassa 4 esitetty malli sille, kuinka hukkalämpöä voidaan hyödyntää kaukolämpöverkossa alkaa siitä, että ensin (kuvan 4 vaihe 1) selvitetään tuotetun hukkalämmön määrä ja laatu (lämmön tasaisuus, lämpötila, priimaustarve, fyysiset ominaisuudet). Lisäksi täytyy selvittää myös kohteen etäisyys ja liityntämahdollisuudet kaukolämpöverkkoon. Kustannusarvio hukkalämmön hyödyntämiselle kannattaa kartoittaa euroina per megawattitunti. Seuraavaksi (vaihe 2) otetaan yhteyttä kaukolämpöyhtiöön, ja sen jälkeen (vaihe 3) käydään kaupallinen neuvottelu hyödyntämisestä. Neuvottelussa tulee sopia reunaehdot hyödyntämisen toteutumiselle ja sopia talteenottolaitteiston alkuinvestoinnin, käyttökulujen ja vastuiden jakautumisesta. Talteenottoteknologian omistuksen ja täten myös ylläpitovastuun kannattaa kuulua kokonaisuudessaan vain toiselle osapuolelle, sillä omistajuuden jakautuessa ylläpito hankaloituu ja voi syntyä erimielisyyksiä vastuiden jaosta. Kannattaa myös sopia mahdollisten investointitukien hakemisesta. Sopimuksen kesto tulee ottaa huomioon siinä, kuinka pitkää takaisinmaksuaikaa investoinnille vaaditaan. Lisäksi sopimuksessa täytyy varautua riskeihin, kuten katkoksiin hukkalämmön toimituksessa. Mikäli tuottaja on velvollinen tuottamaan hukkalämpöä tasaisesti, katkosten sattuessa mahdollisten sanktioiden tulee olla oikeansuhtaisia (eli ei liian suuria). Tämän jälkeen (vaihe 4) laaditaan suunnitelma lämmön talteenotolle. Tässä voi tarvittaessa käyttää konsultin apua. Seuraavaksi (vaihe 5) luodaan sopimus hukkalämmön hyödyntämisestä, ja tämän jälkeen (vaihe 6) rakennetaan hyödyntämisratkaisu. Kun ratkaisu on saatu käyttöön, (vaihe 7) toimintaa ylläpidetään tekemällä aktiivista yhteistyötä talteenottoratkaisun operoimisessa ja huolehditaan seurannasta. Myös tämän ratkaisun kohdalla tulisi aina mahdollisuuksien mukaan pyrkiä parantamaan ja optimoimaan prosessia.

Toinen ryhmä rakensi mallin, jonka avulla voidaan suunnitella kahden vierekkäisen kohteen tapaa hyödyntää hukkalämpöä (kuva 5).

Kuten kuvassa 5 esitetään, myös silloin kun suunnitellaan kahden vierekkäisen kohteen hukkalämmön hyödyntämistä, aloitetaan (kuvan 5 vaihe 1) selvittämällä hukkalämmön määrä. Tässä kannattaa kuitenkin jo lähtökohtaisesti turvautua ulkoiseen apuun, esimerkiksi Motivan energiaselvityksen avulla. Selvityksen tekevä taho auttaa myös seuraavassa vaiheessa tehtävässä hukkalämmön käyttökohteiden tunnistamisessa. Kannattaa muistaa, että tietyn tyyppisille energiaselvityksille on myös mahdollista saada esimerkiksi Business Finlandin myöntämää energiatukea. Hukkalämmön määrän selvittämiseen, etenkin siihen liittyviin tekniikkaselvityksiin ja käyttökohteiden vertailuun, tunnistettiin työpajassa yhdeksi ratkaisuksi myös mahdollisuus tehdä yhteistyötä oppilaitosten kanssa esimerkiksi opinnäytteiden kautta. Myös yrityksen omat asiantuntijat voivat ratkoa joitain haasteista, eikä aina näin tarvitakaan konsulttia. Hukkalämmön määrän selvityksen jälkeen (vaihe 2) etsitään käyttökohde lämmölle.

Työpajassa hukkalämmön kahdenväliseen hyödyntämiseen tunnistetiin kaksi potentiaalista käyttökohdetta, ja näistä haluttiin suosia vaihtoehtona sisäistä käyttöä (kuvan 5 kohta 3B), jolloin toimintamalli tulisi tässä kohti päätökseensä, eikä jatkovaiheita tarvittaisi. Lisäksi kuitenkin on myös mahdollista myydä lämpöä yrityksen ulkopuolelle (kuvan 5 kohta 3A), jolloin konsultti voi auttaa sopivan kohteen tunnistamisessa ja kontaktoimisessa. Tämän ratkaisun haasteina nähtiin toimitettavan lämmön riittävyyden, ajallisen saatavuuden ja tuotannon tasaisuuden varmistaminen. Tähän tunnistettiin mahdollisiksi ratkaisuiksi erilaiset joustomekanismit, jolloin lämmön sisäisen käytön hyödyntämisessä voidaan joustaa ja sitä voidaan myydä tiettyä hintaa vasten ulos toiselle yritykselle. Toisaalta lämpöä voidaan myydä vain se määrä, jota ei itse voi hyödyntää. Teknisenä ratkaisuna näihin ongelmiin esitettiin myös erilaisten varastointiratkaisujen käyttäminen. Haasteita tälle ratkaisuille aiheuttavat kuitenkin yrityksien tiukat takaisinmaksuajat ydinliiketoiminnan ulkopuolelle, esimerkiksi energiatehokkuusinvestointeihin. Takaisinmaksuajan vaatimus voi olla jopa alle 2 vuotta.

Silloin jos hukkalämpöä myydään ulkopuolelle, seuraavaksi (kuvan 5 vaihe 4) on luotava yhteys vastaanottavaan yritykseen, joka voi olla esimerkiksi viereisen kiinteistön yritys tai kaukolämpöyhtiö. Tässä tunnistettiin tarve aidosti avoimelle keskustelulle ja konsultin tuottamalle puolueettomalle tiedolle, koska tässä vaiheessa on pystyttävä keskustelemaan suoraan niin vaatimuksista lämmön laadulle kuin hintapyynnöstäkin. Tämän jälkeen täytyy (vaihe 5) päättää käytettävä tekniikka ja selvittää kustannukset. Konsultti voi auttaa myös tämän ratkaisun muodostamisessa. Seuraavaksi käydään (vaihe 6) sopimusneuvottelut, joissa tulee päästä yhteisymmärrykseen esimerkiksi lämmön hinnasta ja investointikustannusten jakautumisessa. Molempia osapuolia tyydyttävän ratkaisun löytämiseksi voi myös tässä vaiheessa hyödyntää konsulttia. Kun asioista on saatu sovittua, (vaihe 7) molemmille osapuolille kannattava ratkaisu siirtyy toteutukseen, mitä seuraavat (vaihe 8) rakennustyöt ja lopulta (vaihe 9) käyttöönotto.

Toimintamallien avulla hukkalämpö käyttöön

Hankkeessa ja työpajoissa syntyneiden toimintamallien avulla hukkalämmön tuottaja voi helpommin ryhtyä rakentamaan hukkalämmön hyödyntämisen teknistä ratkaisua. Eräs hankkeen tavoitteista onkin rohkaista jokaista tarttumaan tuumasta toimeen, sillä lämmöntarve on Suomen pohjoisilla leveyksillä suuri ja hukkalämpöä syntyy valtava määrä. Joka tapauksessa syntyvä lämpö kannattaa ottaa talteen ja kierrättää mieluummin kuin päästää harakoille.

Osana hanketta luotiin myös karttapalvelu, joka kertoo missä päin Kanta-Hämettä syntyy hukkalämpöä (Energiaobservatorio, n.d.). Klikkaamalla Energiaobservatorio-palvelun oikealta yläreunasta ”hukkalämmön kohteet” saa näkyviin hukkalämpöä tuottavat kohteet, ja niistä saa esiin lisätietoja klikkaamalla kunkin kohteen punaista pisteittä. Tämä kartta mahdollistaa sen, että kun tietää missä hukkalämpöä syntyy, voi lämmöntarpeen ilmaantuessa ottaa yhteyttä hukkalämmön tuottajiin. Tämä osaltaan edesauttaa toimintamallien käyttöönottoa ja hukkalämmön kierrättämistä.

Kirjoittajat