25.11.2015 | Teksti Johanna Pelto-Timperi | Kuvat Timo Jakonen

Rautahelmaiset Daphne ja Sofia

Kakolan kallion uumenissa energiset Daphne- ja Sofia- lämpöpumput työskentelevät yötä päivää tuottaen kaukojäähdytystä ja -lämpöä turkulaisiin koteihin. Energianlähteenä on puhdistetun jäteveden hukkalämpö.

Kakolan lämpöpumppulaitoksessa on käytössä huipputeknologia, jolla Turku Energia tuottaa kustannustehokkaasti ja ekologisesti jäteveden hukkalämmöstä kaukolämpöä ja kaukojäähdytystä. Turku Energia otti laitoksen käyttöön ensimmäisten joukossa Suomessa. Vastaavalla tekniikalla toimivia laitoksia on yksi Helsingissä ja yksi Espoossa, mutta Turun laitoksella on eniten käyttötunteja.

– Pumppulaitos tuottaa 10 prosenttia koko Turun alueen kaukolämpötarpeesta. Jompikumpi pumpuista on koko ajan päällä, mutta tänä vuonna lämpöä on tuotettu molemmilla pumpuilla lähes koko ajan, kertoo Turku Energian käyttöpäällikkö Janne Arko.

Kakolan luolastossa on kaksi 21 MW:n lämpöpumppua, joilla tuotetaan noin 220 GWh:ta lämpöä vuodessa. Se vastaa 15 000 pientalon vuotuista lämmöntarvetta. Turun kaukojäähdytyksestä noin 85 prosenttia eli 30 GWh:ta tuotetaan Kakolassa. Kaukojäähdytystä käyttävät keskusta-alueen isot toimisto- ja liikerakennukset sekä sairaalat.

Laitoksen hyötysuhde on hyvä. Sen COP eli lämpökerroin on 3,3. Se tarkoittaa, että yhden sähköenergiayksikön tuotto on reilut kolme yksikköä kaukolämpöä. Janne kertoo, että jos lukuun laskettaisiin mukaan myös kaukojäähdytyksen tuotanto, kasvaisi hyötysuhde viiteen. Laitos on miehittämätön ja sitä valvotaan etäohjauksella.

Uusiutuvaa energiaa

Lämpöpumppulaitos tuottaa puhdasta energiaa ilman hiilidioksidipäästöjä. Pumppujen pyörittämiseen käytetty sähkö on vihreää sähköä, joten koko lämpöpumpun tuotanto lasketaan uusiutuvaksi energiaksi.

Kakolan lämpöpumppulaitoksen energianlähde on peräisin Turun ja lähiympäristön kodeista. Puhdistamolle tuleva jätevesi on pääosin lämmintä käyttövettä, joka puhdistuksen jälkeen siirtyy laitokselle. Lämpöpumppujen avulla jätevedessä oleva lämpöenergia otetaan talteen.  

 Jos lämpöpumppuja ei olisi välissä, laskettaisiin puhdistettu jätevesi altaan kautta mereen, eikä veteen sitoutunutta lämpöä saataisi talteen. Puhdistamo käsittelee vuorokaudessa 100 000 kuutiota jätevettä, jonka keskilämpötila vaihtelee vuodenaikojen mukaan. Kesällä jätevesi on noin 20-asteista ja talvella noin 12-asteista. Hulevesien määrä laskee jäteveden lämpötilaa. Laitokseen tuleva puhdistettu jätevesi on 10–18 asteista.

Kakolan lämpöpumppulaitoksen avulla on voitu korvata kivihiilen ja öljyn polttoa. Hiilidioksidipäästöt ovat vähentyneet noin 75 000 tonnia vuodessa.

Turku Energian tavoitteena on tuottaa vuonna 2020 puolet kaukolämmöstä uusiutuvilla energianlähteillä. Nyt uusiutuvien osuus on noin 30 prosenttia.

Daphnen ja Sofian lämmössä

Lämpöpumppulaitos toimii huomaamattomasti Kakolan kallioluolastossa ilman haju- ja meluhaittoja. Harva kaupunkilainen edes tietää, että jätevedenpuhdistamon yhteyteen rakennettiin samanaikaisesti lämpövoimala. Ensimmäinen lämpöpumppu käynnistyi maaliskuussa 2009, kun jätevedenpuhdistamo oli aloittanut joulukuussa 2008.

 Hyvien kokemusten innoittamana Turku Energia laajensi laitosta vuonna 2013 toisella samanlaisella pumpulla. Molemmat pumput on toimittanut sveitsiläinen Friotherm AG, joka on ainoita näin suurten pumppujen valmistajia maailmassa. Isot lämpöpumput on tapana nimetä. Kakolassa energiaa tuottavat Daphne ja Sofia. Sveitsiläinen asentaja nimesi Daphnen onnistuneen lounaan perusteella, kun turkulaiset eivät heti itse keksineet pyöreälle rouvalle nimeä. Kun toista pumppua oltiin asentamassa, oli nimi mietitty valmiiksi. Sofia sai nimensä ohikulkevan Sofiankadun mukaan.

Nerokasta energiaa

Kun Janne esittelee lämpöpumppulaitoksen toimintaa, tulee vakuuttuneeksi siitä, että kyseessä on nerokas tapa tuottaa jäteveden hukkalämmöstä energiaa. Lämpöpumppujen erikoistekniikan avulla voidaan muutoin hukkaan menevästä puhdistetusta jätevedestä ottaa lämpö talteen ja siirtää kaukolämpö- ja kaukojäähdytysverkostoon. Koska järjestelmät ovat suljettuja, eivät jätevesi ja lämpöverkostovesi ole kosketuksissa toistensa kanssa.

– Jäteveden keskilämpötila on 14 astetta. Voimalaitoksen höyrystimessä on 1 800 pientä putkea. Ne erottavat jäteveden lämmön kylmäaineeseen, jolla lämmitetään kaukolämpöverkoston vesi 85 asteeseen pumpun kompressorin ja lauhduttimen avulla.

– Prosessissa syntyy aina myös jäähtynyttä jätevettä, joka meillä ohjataan 17 000 kuution vesiakkuun. Akusta neliasteinen jätevesi siirtyy lämmönvaihtimeen, jossa se jäähdyttää kaukojäähdytysverkostoon menevän veden.

Kylmävesiakun suuren vesimäärän avulla voi tasata kaukojäähdytyksen kulutushuippuja. Akun kylmäteho voidaan tarvittaessa jopa kolminkertaistaa esimerkiksi helteellä.

Janne vertaa lämpöpumppulaitoksen toimintaa jääkaappiin ja ilmalämpöpumppuun. Kaikissa on käytössä sama prosessitekniikka.

Euroopassa on jätevettä hyödyntäviä laitoksia käytössä Ruotsissa ja Norjassa. ●

Katso lämpöpumpuista tehty animaatio Vihreää energiaa huomiseen tästä!