Väitös: Merenpohjasedimentti ja asfalttialueet ovat varteenotettavia lämpöenergian lähteitä

Merenpohjasedimentti ja asfalttialueet ovat varteenotettavia lämpöenergian lähteitä myös pohjoisissa olosuhteissa, ilmenee Anne Mäkirannan energiatekniikan alan väitöstutkimuksesta. Sedimenttilämpöä on tutkittu Vaasan Suvilahdessa ja asfalttilämpöä Vaasan yliopiston pysäköintialueella usean vuoden ajan.

– Tutkin kahden uudenlaisen maalämpölähteen käytettävyyttä Suomen olosuhteissa, kertoo Vaasan yliopistossa 18. joulukuuta väittelevä Mäkiranta.

Kaupunkialue tuottaa valtavasti lämpöenergiaa ympäristöönsä rakennusten, teiden, liikenteen ja ihmisten välityksellä. Myös kasvillisuuden vähäisyys vaikuttaa siihen, että kaupunkiympäristössä on maaseutua lämpimämpää. Lämpö kerääntyy muun muassa asfalttipinnoitteiden alle ja matalien vesistöjen pohjasedimenttiin.

Ensin tutkittiin, onko sedimenttilämpö todella uusiutuvaa energiaa. Merenalainen sedimentti on ikään kuin luonnon oma lämpövarasto. Aurinko lataa sedimenttikerrokseen lämpöä kesän aikana. Vaasan Suvilahden vuoden 2008 asuntomessualue käyttää tätä lämpövarastoa asuntojen lämmitykseen ja viilentämiseen. Lämmön palautumisen havaittiin olevan täydellinen sedimenttikerroksessa kesän aikana. Sedimentin lämpötiloissa ei havaittu pysyvää alenemista useista lämmityskausista huolimatta.

Asfaltin alla todettiin lämpötilojen pysyvän plussan puolella puolen metrin syvyydessä huhtikuusta joulukuuhun. Mäkirannan mukaan asfalttilämpö olisi kausittaisen saatavuutensa vuoksi kuitenkin hyvä varastoida tai käyttää esimerkiksi lämpökaivon elvyttämiseen suoran käytön sijaan. Asfalttilämmön varjopuoli on erityisesti yöaikainen lämmön karkaaminen. Asfalttilämmön käytettävyyttä voidaan parantaa kehittämällä asfaltin lämmönjohtokykyä asfaltin alaisia maarakenteita muuttamalla tai kastelemalla asfalttipintaa.

Geoenergian käytön lisääminen parantaisi energiaomavaraisuutta

Tutkimuksen laajempi näkökulma liittyy energian säästöön ja energiaomavaraisuuteen.

– Väitöskirjassani tutkitaan mahdollisuuksia hyödyntää urbaania energiaa heti sen syntypaikalla. Myös maamme energiaomavaraisuutta voidaan parantaa panostamalla geoenergian nykyistä laajempaan käyttöön. Lähienergiaa kannattaa käyttää mahdollisimman laajasti etäältä tuodun energian sijasta, kertoo Mäkiranta.

– Miksi tuoda energiaa esimerkiksi poltettavan jakeen muodossa kaukaa, kun maanalaista lähilämpöä ja paikallisia hukkalämmön lähteitä on tarjolla ja voidaan hyödyntää?

Väitöskirja koostuu seitsemästä osatutkimuksesta, joista neljä käsittelee sedimenttilämpöä ja kolme asfalttilämpöä. Tutkimusmittauksia on tehty vuosina 2013–2017.

Väitöstilaisuus

DI Anne Mäkirannan energiatekniikan alaan kuuluva väitöstutkimus ”Renewable thermal energy sources : sediment and asphalt energy applications in an urban northern environment” tarkastetaan perjantaina 18.12.2020 klo 12 Vaasan yliopistossa.

Väitöstilaisuus järjestetään etäyhteyden kautta: https://uwasa.zoom.us/j/64924660831?pwd=cDlaak9QRllXN2RuZlB1ME9wZVpndz09
Password: 385559

Vastaväittäjänä tilaisuudessa toimii professori Markku Virtanen (Aalto-yliopisto) ja kustoksena tutkimusjohtaja Erkki Hiltunen.

Väitöskirja

Mäkiranta, Anne (2020) Renewable thermal energy sources: sediment and asphalt energy applications in an urban northern environment. Acta Wasaensia 454. Väitöskirja. Vaasan yliopisto.

Julkaisun pdf: http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-476-935-8

Lisätiedot

Anne Mäkiranta, puh. 029 449 8302, sähköposti: anne.makiranta (@) univaasa.fi

Anne Mäkiranta on syntynyt Rovaniemellä vuonna 1978 ja kirjoittanut ylioppilaaksi Muurolan lukiosta vuonna 1997. Hän on suorittanut Vaasan yliopistossa kaksi tutkintoa: kauppatieteiden maisterin tutkinnon vuonna 2002 pääaineenaan tuotantotalous sekä diplomi-insinöörin tutkinnon energiatekniikasta vuonna 2013. Työurallaan Mäkiranta on toiminut muun muassa suunnittelijana ja projektitutkijana Vaasan yliopistossa vuosina 2005–2006, 2008, 2010 ja 2012–2018 sekä tohtorikoulutettavana vuosina 2019–2020. Vuonna 2021 Mäkiranta toimii yliopisto-opettajana Vaasan yliopistossa.

Toimijat
Tekniikka ja innovaatiojohtaminen
Uusiutuvat energiat