Lämpöpumppujen vaikutukset sähköverkkoliiketoiminnan kannalta

Energiatehokkuus sekä ilmastonmuutos ovat aiheuttaneet pyrkimyksen vähentää kokonaisenergiankulutuksia erilaisissa rakennuksissa. Lämmitysjärjestelmissä tämä on näkynyt voimakkaana lämpöpumppumäärien kasvuna. Lämpöpumput vaikuttavat erilaisissa rakennus- ja lämmitystyypeissä myös sähköenergiankulutukseen. Lämpöpumppujen käytöstä saadaan eniten hyötyä lämmityskustannuksiin sähkölämmitteisissä rakennuksissa. Seurauksena on, että tällaisen rakennuksen sähkönkulutus ja siten myös sähkölasku pienenevät. Toisaalta muihin kuin sähkölämmitteisiin rakennuksiin asennettu lämpöpumppu kasvattaa sähköenergiankulutusta. Lämpöpumppuihin integroitu jäähdytysominaisuus myös tavallisesti lisää sähkönkulutusta. Tämän tutkimuksen tarkoituksena on selvittää, kuinka lämpöpumput vaikuttavat sähköenergiankulutukseen. Vaikutuksia tutkitaan sähköverkkoyhtiöiden kannalta sähköenergian ja liikevaihdon osalta. Tarkastelussa käytetään neljää yleisintä lämpöpumpputyyppiä, ja niiden toimintaa verrataan eri rakennustyyppien lämmitysjärjestelmiin. Työssä käsitellään lämpöpumppujen toimintaa ja käytettävyyttä muiden lämmitysmenetelmien korvaajina tai lisänä. Tämän kirjallisen työn lisäksi on tehty laskentaohjelma, joka on perusteena työssä esitetyille tuloksille. Sen tarkoituksena on selvittää lämpöpumppujen vaikutukset sähköverkkoliiketoimintaan energiayhtiöissä. Vaikutukset yksittäiseen energiayhtiöön ovat eniten riippuvaisia lämpöpumppujen asennuskohteista, lämpöpumppujen toiminnasta ja lämpöpumpputyypistä. Kuluttajat tulevat määräämään vaikutusten suuruuden, koska lämpöpumppujen lukumäärällä ja käytöllä on sähköenergiankulutukseen huomattava merkitys. Vaikutus sähköenergiaan energiayhtiöiden kannalta voi yleisesti ottaen olla 2020-luvulle mentäessä merkittävä. Tutkittavassa verkkoyhtiössä vaikutuksen sähköenergiaan arvioidaan olevan 10 % luokkaa yhdeltä vuodelta verrattuna tämän päivän kokonaissähköenergiankulutukseen. Vaikutus verkkoliikevaihtoon on arviolta puolet pienempi. Tällaiset tulokset edellyttävät lämpöpumppumäärän moninkertaistumista nykyisestä, mikä on myös odotettavissa.

Efficient energy use and global warming have inspired a need to reduce the total energy consumption in different types of buildings. In the field of heating systems this development can be seen as intensive growth in the amount of heat pumps. In different types of buildings and heating systems, heat pumps also affect the usage of electricity. The greatest benefit is obtained when the heat pump is installed in a building which uses electric heating. As a consequence, the electricity consumption and therefore the overall cost of electricity decrease. In contrast, the electricity consumption of buildings with other types of heating systems increase if a heat pump is installed. Furthermore, an integrated cooling function in a heat pump usually also increases electricity consumption. The aim of this Master’s thesis is to examine how heat pumps affect electricity consumption and network turnover. These effects are studied from the energy companies’ point of view. The study deals with the four most common types of heat pump, whose usability as a replacing or supplementary heating system is studied. The electricity consumptions of the heat pumps are compared with the heating systems of different types of buildings. The results are based on a calculation program, which has been made in order to study the effects of the usage of heat pumps for electricity network companies. The consequences for an energy company depend on how well the heat pumps work, what kind of buildings they are in, and what types of heat pumps have been installed. Ultimately the scope of the effects will be determined by consumers, because the amount of heat pumps in use and how they are used have a considerable effect on electricity consumption. Generally speaking, the effects for electricity network companies may be substantial by 2020. Within the energy company studied, the effect on electricity consumption might be about -10 % per annum compared with the total electricity consumption today. Network turnover loss is estimated to be approximately 5 %, half of the effect for the consumption. These kinds of results require the amount of heat pumps to multiply from the level today, which is forecasted to happen.