1. Aurinkolämmön hyödyntäminen Suomessa

Aurinkokeräin muuntaa auringon säteilyä teknisesti käyttökelpoiseksi lämmöksi. Aurinkokeräinten avulla voidaan lämmittää asukkaiden käyttövettä, teollisuuden prosessivettä sekä rakennuksia. Suomessa on otolliset olosuhteet aurinkolämmön hyödyntämiseksi, koska lämmintä vettä tarvitaan ympäri vuoden. Käyttöveden lämmitys tai esilämmitys on erinomainen tapa hyödyntää aurinkolämpöä. Tilojen lämmitykseen aurinkolämpöä voi hyödyntää keväästä syksyyn, kosteissa pesu- ja kellaritiloissa pidetään lämmitystä päällä yleensä myös kesäisin.

Aurinkolämpöön liittyy olennaisena osana myös lämmön varastointi. Esimerkiksi omakotitaloissa aurinkolämpöä varastoidaan vesivaraajaan sekä suurissa kauko- tai aluelämpöverkkoon liitetyissä aurinkokeräinpuistoissa suurten uima-altaiden kokoisiin eristettyihin vesisäiliöihin tai kallioluoliin.

Suomen olosuhteisiin sopii erinomaisesti hybridienergiajärjestelmät, joissa tarvittava lämpö tuotetaan usealla toisiaan tukevalla energialähteellä. Hybridienergiajärjestelmässä aurinkolämmön rinnalla voi olla kohteesta riippuen mm. lämpöpumppu, vesitakka tai -kiuas, bioenergiaa, öljyä ja/tai kaukolämpöä. Aurinkolämmön yhdistäminen maalämpöön voi pidentää järjestelmien käyttöikää.  Aurinkolämmön myötä maa- sekä ilma-vesi-lämpöpumpun käynnissäoloaika sekä käynnistysmäärät vähenevät.

Aurinkolämmön avulla voidaan vähentää myös bio- ja öljykattiloiden huollon tarvetta. Keväällä, kesällä ja syksyllä lämmöntarpeen ollessa vähäisempi kattiloiden polttimet voivat aiheuttaa nokeentumista pienellä liekillä ja huonommalla hyötysuhteella käydessään. Tällöin huollon tarve on entistä suurempi. Aurinkolämmön avulla polttokattiloita ei tarvitse pitää käynnissä eikä huoltaa parhaimmillaan puoleen vuoteen.

2. Aurinkolämpöjärjestelmien hintatasot vuosina 2014-2015

Hintakooste on laadittu vakioitujen aurinkolämpöjärjestelmien pohjalta siten, että järjestelmien hintojen vertailu sekä hintakehityksen seuraaminen on mahdollista. Hintakartoituksessa aurinkolämpöjärjestelmä on rajattu kokonaisuudeksi, johon kuuluu seuraavat osat ja komponentit:

• Aurinkokeräimet
• Kattokiinnikkeet: jalat ja kiskot
• Pumppu ja varolaitteet
• Ohjausyksikkö
• Paisunta-astia
• Lämmönsiirtoputki
• Putkiliittimet keräinten ja pumpun välillä
• Lämmönsiirtoneste

Lämminvesivaraaja on rajattu hintavertailussa aurinkolämpöjärjestelmän ulkopuolelle, koska sen sisältyminen investointiin vaihtelee asennuskohteista riippuen: monissa kohteissa vesivaraaja on valmiina, kun toisiin se pitää hankkia.  Olemassa olevaa varaajaa hyödynnettäessä pitää tapauskohtaisesti ratkaista lämmön siirtäminen aurinkolämpöpiiristä lämmitysverkkoon.

Aurinkolämmön kiinteä tuotantohinta on laskettu seuraavalla laskentakaavalla:

Aurinkolämmön tuotantohinta €/MWh
= elinkaarikustannus € / kokonaistuotto MWh
= (järjestelmäinvestointi €/m² + käyttö- ja huolto €/keräin-m²) / järjestelmän tuotto MWh/keräin-m²/v * pitoaika v,

jossa on käytetty seuraavia lähtöoletuksia:

• Järjestelmäinvestointi: laitteet ja asennus €/keräin-m²
• Aurinkolämpöjärjestelmän pitoaika: 30 vuotta.
• Aurinkolämpöjärjestelmän ylläpitokustannus järjestelmän käyttöiän aikana: alkuinvestoinnista 5-10%. Kustannus riippuu järjestelmän koosta käytännössä siten, että pienissä kohteissa käyttö- ja huoltokustannus on suhteellisesti suurempi kuin isoissa järjestelmissä. Ylläpitokustannus kattaa aurinkolämpöjärjestelmän tarkastukset muutaman vuoden välein, ohjausyksikön sekä paisunta-astian vaihdon ja lämmönsiirtonesteiden vaihdot. Ohjausyksikkö ja paisunta-astia pitää vaihtaa yleensä kerran ja lämmönsiirtonesteet kahdesti 30 vuoden aikana. Pumppu kestää yleensä koko aurinkolämpöjärjestelmäin eliniän, joten sen vaihtoa ei ole laskettu mukaan huoltokustannuksiin. Aurinkolämpöjärjestelmä käyttää sähköenergiaa vain noin  0,01-0,03 snt/kWh järjestelmästä riippuen.
• Laadukkaiden aurinkolämpöjärjestelmien vuosituotanto vaihtelee Suomessa keskimäärin välillä 0,4 – 0,5 MWh/keräin-m². Aurinkolämpöjärjestelmän vuosituotto riippuu merkittävästi keräintyypistä, asennettujen keräinten sijainnista, suunnasta sekä mitoituksesta suhteessa kohteen lämmönkulutukseen. 0,4 MWh/keräin-m²  on tyypillinen tuotanto käyttöveden tapauksessa, kun muissa käyttökohteissa (esim. tilojen tai uima-altaan lämmitys) ylletään vähintään 0,5 MWh/keräin-m² tuottoihin. Vaihtelevuuden vuoksi tuotantohinnat on laskettu arvoilla 0,4 ja 0,5 MWh/keräin-m². Oletuksena on, että kaikki keräinten tuottama lämpö saadaan hyödynnettyä käyttökohteessa.

Laskelmassa ei ole otettu huomioon vieraan pääoman korkokustannuksia. Investoitaessa korkokulut tulee laskea kustannuksiin mukaan käytetyn rahoitusmuodon mukaan.

Taulukko: Tyypillisten aurinkolämpöjärjestelmien keskimääräiset hankintahinnat v. 2014-2015 sekä aurinkolämmön tuotantohinnat 30 vuoden ajalle ilman veroja (alv 0%), korkoja, kotitalousvähennyksiä ja investointitukia [1][2][3][4][5]

Järjestelmän koko keräin-m2	Laitteiston ja asennuksen hankintahinta €/keräin-m2	Ylläpitokulut % alkuinvestoinnista /keräin-m2	Aurinkolämmön tuotantohinta €/MWh, kun tuotto 0,4 MWh/m2	Aurinkolämmön tuotantohinta €/MWh, kun tuotto 0,5 MWh/m2
Pienet järjestelmät 4 – 20 keräinneliötä	500 – 1000 €/keräinneliö	10 %, 50 – 100 €/keräinneliö	46 – 92 €/MWh	37 – 73 €/MWh
Keskikokoiset järjestelmät 20 – 100 keräinneliötä	500 – 750 €/keräinneliö	8 %, 40 – 60 €/keräinneliö	45 – 68 €/MWh	36 – 54 €/MWh
Suuret järjestelmät 100 – 1000 keräinneliötä	400 – 500 €/keräinneliö	5 %, noin 20 – 25 €/keräinneliö	35 – 44 €/MWh	28 – 35 €/MWh
Teolliset järjestelmät, 15 000 keräinneliötä	280 – 340 €/keräinneliö	Noin 20 €/keräinneliö	–	20 – 24 €/MWh

Hintayhteenveto kuvaa pienissä ja keskikokoisissa aurinkolämpöjärjestelmissä tyypillisiä asennuskohteita, joissa aurinkokeräimet voidaan asentaa katolle melko mutkattomasti lähelle vesivaraajan sijaintia (pientalossa putkien pituus 15 metriä ja lämmönsiirtoneste 10 litraa). Hintahaarukan vaihteluun vaikuttaa asennustyössä mm. mahdollisten telinetöiden tai nosturin tarve sekä putkitusten pituus.

Esitettyihin hintatasoihin lisäkustannuksia voi aiheuttaa uuden lämminvesivaraajan tai lämpövaraston tarve. Esimerkiksi pieneen aurinkolämpöjärjestelmään aurinkokierukallinen 300 litran käyttövesivaraaja maksaa noin 1500 – 2000 € asennettuna sis. alv 24%.

3. Aurinkolämpöjärjestelmien kannattavuus 

Aurinkoenergian kannattavuutta kannattaa arvioida vertailemalla voimalan tuottaman lämmön hintaa muiden vaihtoehtoisten energialähteiden kokonaiskustannuksiin. Kannattavuutta voi tarkastella myös investoinnin nettonykyarvon tai sisäisen korkokannan kautta. Takaisinmaksuaika ei ole soveltuva aurinkoenergiainvestoinnin kannattavuuden arviointimenetelmä, koska aurinkokeräinten käyttöikä on yli 30 vuotta ja järjestelmä on teknisesti hyvin toimintavarma, jolloin investoinnin laiteriski on erittäin vähäinen.

Aurinkolämmön tuotantohinnat ovat vuoden 2014-2015 järjestelmähintojen perusteella ilman korkoja ja tukia:

• pienissä 4 – 20 keräinneliön kohteissa, kuten pientaloissa 46 – 114 €/MWh sis. alv 24% (37 – 92 €/MWh ilman veroja)
• keskisuurissa 20 – 100 keräinneliön kohteissa, kuten asunto-osakeyhtiöissä ja maatiloilla 36 – 68 €/MWh ilman veroja ja 45 – 84 €/MWh sis. alv 24 %
• suurissa 100 – 1000 keräinneliön kohteissa, kuten aluelämpöverkoissa ja pk-teollisuudessa 28 – 44 €/MWh  (35 – 55 €/MWh sis. alv 24 %)
• teollisissa 15 000 keräinneliön kohteissa, kuten kaukolämpöverkoissa ja teollisuudessa 21-25 €/MWh

Verollisiin tuotantohintoihin on laskettu laiteinvestointiin ja ylläpitokustannuksiin mukaan alv 24%. Aurinkolämmöllä ei ole polttoainekustannuksia, joten veroja maksetaan vain laitteista ja huollosta.

Investointien haasteena on, että harvat tahot arvioivat järjestelmien taloudellisuutta pitoaikojen tai omakustannushintojen pohjalta. Useimpien investoijien tuotto-odotukset ovat tyypillisesti 5-15% ja investointien laskenta-aika 8-15 vuotta.

Aurinkolämpöinvestointeihin on saatavissa erilaisia tukia, jotka alentavat edellä esitettyjä hintoja. Pienissä omakotitalojen järjestelmissä hintoihin vaikuttaa alentavasti remonttikuluista saatava kotitalousvähennys, jota on mahdollisuus saada aurinkolämpöinvestoinnista asennustyön osalta. Pientalot voivat myös hakea energiaremontin yhteydessä aurinkolämpöinvestointiin kunnalta ARA:n energia-avustusta. Yritykset ja kunnat voivat hakea aurinkolämpöinvestointeihin 20%:n energiatukea Työ- ja elinkeinoministeriöstä tai ELY:stä. Maataloustoimijat voivat hakea energiainvestointeihin tukea Ruokaviraston kautta.

3.1. Aurinkolämmön kannattavuus uudisrakennuskohteissa

Aurinkolämpö on yleensä kannattavaa osana uusia hybridilämmitysjärjestelmiä, jossa aurinkolämpökeräimet toimivat sähkölämmityksen, maalämmön, ilma-vesilämpöpumpun, vesikiertoisen takan, pellettikattilan tjms. lämmitysmuodon rinnalla. Integroiduilla aurinkokeräinelementeillä voidaan myös korvata perinteisiä seinä- ja kattorakenteita.

Mikäli kyseessä on uusi lämmitysjärjestelmäinvestointi, tulee aurinkolämmön tuotantokustannuksia vertailla vaihtoehtoisten lämmönlähteiden kokonaiskustannuksiin, jotka muodostuvat laitteiston alkuinvestoinnista sekä huolto-, käyttö- ja polttoainekustannuksista laitteiston pitoajan aikana.

Esimerkkejä lämmitysjärjestelmien laitteistokustannuksista omakotitaloon vuodelta 2012[6]:

• Öljykattila asennuksineen 11 100 € ja keskimääräinen huoltokustannus 120 €/vuosi.
• Pellettilämmityslaitteisto asennuksineen 15 800 € ja keskimääräinen huoltokustannus 170 €/vuosi
• Sähkölämmitylaitteet sisältäen lämmityspatterit ja varaajan asennuksineen noin 5 000 € ja keskimääräinen huoltokustannus 50 €/vuosi.
• Kaukolämpölaitteiston asennuksineen ja liittymämaksuineen noin 11 400 €. Huoltokustannuksia ei määritelty.
• Maalämpöjärjestelmä porakaivolla ja asennuksineen 15 200 € ja keskimääräinen huoltokustannus 110 €/vuosi.

3.2. Aurinkolämmön kannattavuus lämmitysjärjestelmäsaneerauksissa

Aurinkolämpö on kannattavaa saneerattaessa olemassa olevaa lämmitysjärjestelmää, kun sillä korvataan kalliimpaa lämmityspolttoainetta.

Vaihtoehtoisten lämmöntuotantomuotojen hintoja on esitetty alla. Hinnat perustuvat pelkkiin polttoaine- ja käyttökustannuksiin eikä niissä ole mukana laite- ja huoltokustannuksia (ks. edellä), joten ne eivät ole suoraan verrannollisia esitettyihin aurinkolämmön tuotantokustannuksiin. Alla olevat hinnat soveltuvat aurinkolämmön vertailuhinnoiksi vain, kun aiempi jo käytössä olevaa lämmitystapaa täydennetään aurinkolämmöllä:

• Sähkölämmityksen keskihinta pientaloille (sis. siirto- ja energiahinnat sekä verot) 108-117 €/MWh vuosina 2012-2014[7]
• Kevyt polttoöljy (sis. alv 24 %) 104,4 €/MWh ja
• Puupelletti (sis. alv 24 %) 61 €/MWh syyskuussa 2014[8]
• Kaukolämmön hinta (sis. tehomaksu, energiamaksu ja verot) keskimäärin 70 – 80 €/MWh vuosina 2012-2014.[9] Kaukolämmön osalta aurinkolämmön kannattavuuteen vaikuttaa joidenkin kaukolämpöyhtiöiden kausihinnoittelu[10], jolloin kesän aikana kaukolämpö on edullisempaa:
  • Adven Oy Hanko ja Loppi: Kiertovesimaksu 0,18 €/m³
  • Fortum Power and Heat Oy: Fortum Kestolämpö. Tehomaksun perusteena 3 tunnin keskiteho (10, 62 ja 205 kW).
  • Helsingin Energia: Energiamaksussa kausihinnoittelu, listahinta 31,11 €/MWh (1.7.2014)
  • Kajaanin Lämpö Oy: Energiamaksussa kausihinnoitttelu, listahinta 52 €/MWh (1.7.2014)
  • Keravan Energia Oy, Karkkila: ryhmässä I energiamaksu 76,45 €/MWh
  • Keravan Energia Oy, Kerava: ryhmässä I energiamaksu 64,52 €/MWh
  • Lahti Energia Oy: Energiamaksussa kausihinnoittelu, listahinta Lahti ja Hollola 34,48 €/MWh, Nastola ja Asikkala 35,45 €/MWh (1.7.2014)
  • Laitilan Lämpö Oy: ryhmässä I energiamaksu 69,10 €/MWh
  • Lapuan Energia Oy: ryhmässä I energiamaksu 64,48 €/MWh
  • Tampereen Kaukolämpö Oy: Energiamaksussa kausihinnoittelu, listahinta 55,45 €/MWh (1.7.2014)
  • Vantaan Energia Oy: Energiamaksussa kausihinnoittelu, listahinta 40,18 €/MWh (1.7.2014)
  • Vierumäen Infra Oy ja Varissuon Lämpö Oy: Liittymismaksulle ei ole julkista tariffia

Case: Rivitalo Erämiehentien aurinkolämpöjärjestelmän kannattavuus[11, 12]

• Kohde: 25 asunnon ja 70 asukkaan rivitaloyhtiö Kangasalalla
• Aiempi lämmitysmuoto: öljy, jonka hinta taloyhtiöille 106 €/MWh sis. verot vuosina 2012-2013.
• Aurinkolämpöjärjestelmän kuvaus: Aurinkolämpövoimalan huipputeho 27,6 kW_th ja maalämpöpumpun teho 90 kW. Keräinten pinta-ala 30 neliötä ja hinta 582 €/keräin-m2 ilman veroja. Järjestelmän avaimet käteen -hankintahinta taloyhtiölle yhteensä 23 000 € sis. alv 24%.
• Asennusvuosi: 2014.
• Aurinkolämpöjärjestelmän arvioitu tuotto: 500 kWh/keräin-m2, koska Savosolarin valmistamien keräinten hyötysuhde on korkea sekä keräinten asennuspaikka taloyhtiössä on optimaalinen.
• Tuotetun aurinkolämmön kiinteä hinta 30 vuoden aikana sisältäen 6 %:n ylläpitolisän: 54 €/MWh sis. alv 24% (taloyhtiöt ovat laiteinvestointien osalta alv-velvollisia)
• Rahoitus: aurinko- ja maalämpöinvestointi rahoitettiin kokonaan tasalyhenteisellä lainalla, jonka korkokulu on 3% ja laina-aika 15 vuotta.

Voit arvioida aurinkolämpöjärjestelmän kannattavuutta kiinteistössä FinSolar-hankkeessa kehitetyllä kannattavuus- ja mitoituslaskurilla.

4. Aurinkolämpöjärjestelmien hintojen kehitys ja markkinapotentiaali

Alan asiantuntijoiden ja laitetoimittajien arvioiden mukaan Suomessa oli vuonna 2014 yli tuhat asennettua aurinkolämpöjärjestelmää. Monet järjestelmistä ovat olleet käytössä jo kymmeniä vuosia.

Suomessa aurinkolämpöjärjestelmiä ei vielä tilastoida eikä aikaisempaa hintakartoitusta ole tehty. Siitä huolimatta voidaan todeta, että aurinkolämpöjärjestelmien hinnat ovat Suomessa laskeneet viime vuosina, koska laitekauppa on globaalia ja hinnat noudattavat kansainvälisiä kehitystrendejä, ks. kuva 1.

Kuva 1: Aurinkolämpöjärjestelmien asennusmäärät ja suhteelliset keräinten tuotantokustannukset 27 EU:n jäsenmaassa 1995-2020. [13]

Suomessa aurinkolämmön hyödyntämisessä on merkittävä kasvu- ja lisäyspotentiaali. Suomessa on noin miljoona omakotitaloa, joista 200 000 on lämmitetty edelleen kevyellä polttoöljyllä ja 100 000 talossa on vesikiertoinen sähkölämmitys. Omakotitalojen lisäksi aurinkolämpöä voidaan hyödyntää merkittävästi kerrostaloissa, rivitaloissa, teollisuudessa ja alueellisissa lämpöverkoissa.

5. Yhteenveto

Aurinkolämpö on taloudellisesti kannattavaa Suomessa lähes aina tietyissä olosuhteissa:

• Omakotitaloissa ja asunto-osakeyhtiöissä, kun aurinkolämpöjärjestelmä on voitu hankkia suhteellisen edullisesti sekä aurinkolämmöllä lämmitetään käyttövettä tai korvataan öljyä tai sähköä vesikiertoisessa lämmitysjärjestelmässä. Aurinkolämmön hyödyntäminen bioenergian tai maalämmön kanssa hybridinä voi olla myös kannattavaa. Kaukolämmön korvaaminen voi olla omakotitaloille kannattavaa sellaisten kaukolämpöyhtiöiden alueella, joissa kesähinta on yli 60-70 euroa/MWh ja asunto-osakeyhtiöille, kun kaukolämmön kesähinta on yli 50 euroa/MWh.
• Yritysten ja kuntien lämmitysjärjestelmissä aurinkolämpö voi olla kilpailukykyistä kaikkiin muihin ostolämmön muotoihin verrattuna, koska investoinnista ei tarvitse maksaa arvonlisäveroa ja hankintaan voi saada investointitukea.

Kaikissa tapauksissa taloudellisuuden lisäehtona on, että aurinkolämpöjärjestelmän mitoitus on tehty optimaalisesti korkean hyötysuhteen omaavilla keräimillä auringonvalon saannin kannalta hyvään asennuspaikkaan niin, että järjestelmän tuottama lämpö pystytään hyödyntämään käyttökohteessa lähes täysimääräisesti.

Kirjoittaja: DI Karoliina Auvinen, Aalto-yliopisto
Päivitetty: 26.9.2016

Katso myös:

• Aurinkoenergiainvestointien kannattavuuden arviointi

Lähteet

[1] Ruukki. 2014. RUUKKI® AURINKOENERGIARATKAISUT (pdf-esite). Saatavissa: http://www.ruukki.fi/~/media/Finland/Files/Katot/Solar/FI_Ruukki_Solar_Thermal_PriceList_2014_LOW.ashx

[2] Kuokkanen Jarno, Sundial Finland Oy. 25.2.2015. Puhelinhaastattelu.

[3] Arha Ilkka, Savosolar Oy. 5.3.2015. Seminaariesitys. Vantaa.

[4] Harri Eerola, Ruukki. 30.3.2015. Puhelinhaastattelu ja sähköpostit.

[5] Varjotie Jari, Savosolar Oy. 9/2016. Puhelinhaastattelu ja sähköpostit.

[6] Satosalmi Jari-Matti. 2012. Maalämmön kannattavuus. Lappeenrannan teknillinen yliopisto, Energiatekniikan kandidaatintyö ja seminaari. Saatavissa: http://www.doria.fi/bitstream/handle/10024/90672/Kandidaatin%20ty%C3%B6%20-%20Maal%C3%A4mm%C3%B6n%20kannattavuus.pdf

[7] Energiavirasto. 2015. Hintatilastot [verkkojulkaisu]. Verolliset nimelliset kokonaishinnat (siirto- ja energiahinnat). Pientalo, varaava sl 20 000 kWh/v, koko maan keskihinta 01.01.2012 – 30.12.2014 [viitattu 4.2.2015.]. Saatavissa: http://www.sahkonhinta.fi/summariesandgraphs

[8] Tilasto: Energian hinnat [verkkojulkaisu]. ISSN=1799-7984. 3. Vuosineljännes 2014, Liitetaulukko 3. Lämmitysenergian kuluttajahintoja syyskuussa 2014. Helsinki: Tilastokeskus [viitattu: 4.2.2015]. Saatavissa: http://www.tilastokeskus.fi/til/ehi/2014/03/ehi_2014_03_2014-12-17_tau_003_fi.html

[9] Energiateollisuus. 2014. Kaukolämmön hinnat tyyppitaloissa eri paikkakunnilla [verkkojulkaisu]. [viitattu 3.2.2015]. Saatavissa: http://energia.fi/tilastot/kaukolammon-hinnat-tyyppitaloissa-eri-paikkakunnilla

[10] Tiitinen Mirja, Energiateollisuus. 2015. Kaukolämpötilastot / sähköposti.

[11] Tahkokorpi Markku. 2014. Case Rivitalo Erämiehentie. Saatavissa: http://www.utuapu.fi/finsolar-tapauskuvaukset

[12] Sundial Finland Oy. 2014. Financial report Erämiehentie Koy.

[13] OECD/IEA 2014. Heating without Global Warming. Market Developments and Policy Considerations for Renewable Heat. Available: http://www.iea.org/publications/freepublications/publication/FeaturedInsight_HeatingWithoutGlobalWarming_FINAL.pdf