Energian varastointijärjestelmät (ESS) voivat auttaa rakennustyömaita vähentämään merkittävästi energiankulutusta ja siten myös hiilipäästöjä.
Rakennusteollisuuden aiheuttamat ilmansaasteet
Rakennusteollisuus käsittää noin 40 % maailman energiankulutuksesta. Suurin osa rakennustyömaiden ilmansaasteista liittyy dieselpolttoaineen polttamiseen. Raskaat ajoneuvot, nosturit, kaivinkoneet, generaattorit ja monet muut laitteet kuluttavat dieseliä ja tuottavat päästöjä ilmakehään. Alan riippuvuus dieselpolttoaineesta johtuu sähköverkon puuttumisesta erityisesti syrjäisissä kohteissa.
Päivän aikana vaihtelevien kuormitusten takia rakennustyömaan energiankäytön tehokas hallinta on haastavaa. Raskaiden laitteiden, kuten nosturin, käynnistäminen aiheuttaa kuormituspiikin, kun taas säännöllinen käyttö ylläpitää tasaista kuormitusta huomattavasti alhaisemmalla tasolla. Generaattorien on oltava valmiina huippukuormitusta varten, vaikka tämä tarve on vain ajoittainen ja lyhytaikainen. Tämän seurauksena suuria generaattoreita alikäytetään suuren osan päivästä, mikä johtaa tarpeettomiin rakennuspäästöihin.
Dieselpolttoaineen polttamisen lisäksi rakennuslaitteet synnyttävät melua. Tällainen saasteen muoto on erityisen ongelmallinen kaupunkialueilla, joilla melumääräykset voivat aiheuttaa rakennustöiden kieltoja yöaikaan.
Dieselpakokaasupäästöihin lukeutuvat pienhiukkaset, joiden halkaisija on alle 2,5 mikronia, eli PM2.5. Rakentaminen aiheuttaa 14,5 % näistä ilman hiukkasista. Dieselpäästöissä on myös hiilidioksidia (CO2), hiilimonoksidia (CO), rikkiä, typpiyhdisteitä (NOx) ja hiilivetyjä.
Kuinka paljon hiilidioksidia rakennusteollisuus tuottaa?
Hiilidioksidipäästöt vaikuttavat merkittävästi ilmaston lämpenemiseen ja ilmastonmuutokseen. Valvontaviranomaiset laativat jatkuvasti päästöstandardeja hiilidioksidipäästöjen vähentämiseksi. Esimerkiksi Stage V -säädökset rajoittavat Euroopassa rakennustyömailla käytettävien dieselgeneraattorien päästöjä. Jotkin Pohjois-Euroopan kaupungit, kuten Oslo, Kööpenhamina ja Helsinki, aikovat ottaa käyttöön maailman ensimmäisiä päästöttömiä rakennustyömaita.
Rakennustyöt aiheuttavat 23 % maailman ilmasaasteista. Jopa sähkötyökalujen yksinkertainen lataaminen lisää ympäristövaikutuksia, sillä tästä lähteestä syntyy 5 % rakentamisen hiilidioksidipäästöistä.
Hiilipäästöjen seuraukset rakennustyömailla
Ilmansaasteet nopeuttavat ilmastonmuutosta sitomalla lämpöä. Maapallon keskilämpötilan noustessa myös ilmasto muuttuu. Lämpeneminen aiheuttaa äärimmäisiä sääilmiöitä, kuten trooppisia myrskyjä, metsäpaloja, voimakasta kuivuutta ja helleaaltoja.
Myös kasvit ja eläimet ovat alttiita hiilipäästöille. Jos ilmasto muuttaa maata ja aiheuttaa kuivuutta tai muita sääilmiöitä, joita sadot ja kasvit eivät kestä, sadon määrä voi kärsiä.
Hiilipäästöt ovat haitallisia myös ihmisille, ja rakennusalan työntekijät ja alueen asukkaat altistuvat savusumulle ja ilmansaasteille. Myös kasvillisuuden runsaus voi heiketä, mikä katkaista ruokaketjun sekä häiritä paikallista ekologiaa rakennustyömaan ympäristössä.
Ilmansaasteiden vähentäminen rakentamisessa
Ilmansaasteiden vähentäminen rakentamisessa edellyttää dieselpolttoaineen kulutuksen vähentämistä. Yksi keino tähän on käyttää energian varastointijärjestelmiä (ESS), joissa käytetään litiumioniakkutekniikkaa.
Dieselkoneiden poistaminen rakennustyömaalta voi olla mahdollista joissakin tapauksissa, mutta se on harvinaista. Hybridiratkaisu, jossa käytetään pienempiä dieselgeneraattoreita ja ESS-järjestelmää, tarjoaa kohteessa tarvittavan tehon. Se vähentää polttoaineen kulutusta ja siten päästöjä.
Tyypillisessä tapauksessa energian varastointiratkaisua käytetään lisävirran syöttöön huippukuormituksen aikana. Se pienentää kohteessa tarvittavan generaattorin kokoa ja vähentää polttoaineen käyttöä. Generaattori voi ladata akkupohjaista energian varastointijärjestelmää hiljaisempina aikoina, jotta laite on valmis seuraavaan kulutushuippuun. Tällä suunnitteluperiaatteella generaattorin kapasiteettia voidaan pienentää 40 %, mikä vähentää päästöjä 80 %.
Lisää vähennyksiä voidaan saavuttaa lisäämällä ratkaisuun aurinkopaneeleja. Tietoliikenneantenneja ja työkalujen latausasemia voidaan käyttää suoraan aurinkoenergialla. Generaattorit voivat täydentää virransyöttöä, jos tarvitaan enemmän energiaa esimerkiksi sähköautojen lataamista varten. Älykkäiden kuormanhallintajärjestelmien avulla ESS voi maksimoida uusiutuvien virtalähteiden ja minimoida dieselgeneraattorin käytön.
Energianvarastointiratkaisujen ja aurinkoenergian edut ovat merkittäviä kaupunkiympäristössä. Kun generaattorin kokoa pienennetään, myös alueen melupäästöt vähenevät. Näin rakennustyömaa voi jatkaa toimintaansa yöhön asti melurajoituksista huolimatta. Sähkövoiman käyttö ESS-järjestelmässä yöllä voi tarkoittaa sitä, että dieselgeneraattoreita käytetään vain päiväsaikaan, mikä parantaa rakennustyömaan tuottavuutta ja vähentää kokonaispäästöjä.
Vaikka energianvarastointijärjestelmien käyttökohteita on useita, Atlas Copcon ESS-litiumionimallisto sopii erityisesti rakennusalalle. Mallit ovat kevyitä ja kompakteja, ja ne vievät vain 1–2 neliömetriä tilaa. Ne voivat tuottaa virtaa 12 tuntia tarpeen mukaan, ja lataaminen kestää vain 1,5 tuntia. Atlas Copcon innovatiivisen järjestelmän käyttöikä on 40 000 tuntia, mikä tarkoittaa 5 000 sykliä tai yli 1 600 päivän jatkuvaa käyttöä. Alhaiset kokonaiskustannukset tarkoittavat, että laitteet maksavat itsensä takaisin alle kahdessa vuodessa.
Energian varastointijärjestelmien etuja on paljon. Tulevaisuuden rakennustyömaa kuluttaa paljon vähemmän energiaa kuin aikaisemmin. Dieselin kulutus ja siihen liittyvät ilmansaasteet vähenevät huomattavasti, kun rakennusyritykset kääntyvät energian varastointiratkaisujen puoleen. Litiumioniakkujen ansiosta teollisuus voi täyttää tarvehuippuvaatimuksensa ja samalla pienentää generaattorin kapasiteettia. Lisäksi melutaso on alhaisempi ja tuottavuus parempi.
