LIPASTO Liikenteen pakokaasupäästöt. Luento, Aalto Kari Mäkelä, TREMMO Tmi

Transkriptio

1 LIPASTO Liikenteen pakokaasupäästöt Luento, Aalto Kari Mäkelä, TREMMO Tmi

2 Pakokaasupäästöjen tarkastelutasot Päästö pitoisuus vaikutus - arvo Päästöjä voidaan tarkastella monella tasolla ja monesta näkökulmasta. Toimenpiteet vaikuttavat eri tavoin riippuen yhdisteestä. Globaalien ja paikallisesti vaikuttavien päästöjen ero on korostunut. Paikalliset vaikutukset ovat jääneet tärkeydessä alakynteen kasvihuonekaasujen tärkeyden vuoksi. Päästö -sanalla tarkoitetaankin nykyisin lähes aina kasvihuonekaasupäästöjä tai pelkästään CO 2. Koska vaikutukset ja varsinkin arvo on hankala määrittää, päädytään usein päätelmään: se joka päästelee enemmän on enemmän syyllinen. ARVO [ /t] VAIKUTUS Terveyshaitta, happamoituminen VAIKUTUS Ilmastonmuutos CO, HC, NOx, hiukkaset Paikallinen ilmanlaatu PITOISUUS [µg/m3] CO 2, CH 4, N 2 O Globaali PÄÄSTÖT [t/a] LIPASTO Liikenteen pakokaasupäästöt Luento Aalto

3 Mihin päästötietoja tarvitaan Kansainväliset viralliset raportoinnit, EU, YK ym. Kansalliset inventaariojärjestelmät, Tilastokeskus, SYKE ym. Tilastokeskuksen kasvihuonekaasujen inventaarioyksikkö vastaa Suomessa YK:n ilmastosopimuksen ja EU:n velvoittamasta kasvihuonekaasupäästöjen seurannasta. Yksikkö koordinoi päästölaskentaan osallistuvia asiantuntijalaitoksia ja kokoaa tulokset YK:n ilmastosopimuksen ja EU:n käyttöön. SYKE vastaa kaukokulkeumasopimuksen ym. raportoinneista (muut kuin kasvihuonekaasupäästöt). Ympäristöselvitykset eri organisaatioissa, Yritykset, yhteisöt, kunnat Suomen "viralliset" päästöluvut, ministeriöt, virastot, maakunnat, kunnat Kaikenlaisten päästölaskurien lähtötiedoiksi Vaikutusmallit Hiilijalanjäljen laskentaan Ilmanlaadun mallintaminen, leviämismallien lähtöaineistona LIPASTO Liikenteen pakokaasupäästöt Luento Aalto

4 Kasvihuonekaasupäästöt Päästöt vaihtelevat melkoisesti vuosittain mm. vesivarantojen (sähköntuotanto) vaihtelujen vuoksi. Liikenteen päästömäärä, joka sisältyy energian päästöihin, oli 12.6 milj. t ja tieliikenteen 11.9 milj.t CO 2 ekv. (2016). Vuotuinen kokonaispäästöjen vaihtelu voi olla suurempi kuin koko tieliikenteen päästö. Kioto sopimus koskee koko Suomen päästöjä eikä sitä ole jaettu sektoreittain esim. liikenteelle. Suomi on täyttänyt hyvin Kioto -sopimuksen velvoitteensa ja jatkokin näyttää hyvältä. Kioto: Suomi -3,1 % (liikenne kuitenkin +3,2 %). Kioto taso LIPASTO Liikenteen pakokaasupäästöt Luento Aalto

5 Kasvihuonekaasupäästöjen jakauma 2016 Liikenteen osuus kokonaispäästöistä on noin viidesosa LIPASTO Liikenteen pakokaasupäästöt Luento Aalto

6 Päästölaskenta Päästöinventaarioiden päästömäärät ovat aina laskennallisia ja ne tehdään päästömalleilla. Todellisia päästömääriä ei voida tietää Yksinkertaisimmillaan päästöt määritetään esim. tieliikenteessä kertomalla ajetut kilometrit (suorite, km/a) kilometriä kohden määritetyillä päästökertoimilla (ominaispäästö g/km). Suorite saadaan liikennelaskennoista (Liikenneviraston liikennelaskennat, kuntien laskelmat). Liikenneviraston tieosakohtainen suoritetieto poikkeaa muusta maailmasta siinä, että yleensä suoritetieto on vain autojen keskimääräisestä vuotuisesta ajosuoritteesta. Tällaisella pelkästään autokohtaisella tiedolla ei voi laskea pienempien alueiden päästöä, koska autokannalla ja alueen päästöllä ei välttämättä ole suurta korrelaatiota. Jos pienen kunnan halki menee kaksi suurta tietä, ei kunnan autojen lukumäärä kuvasta kunnassa ajettua liikennesuoritetta. Tieosakohtaiseen suoritetietoon perustuva päästölaskenta (kuten LIISA-mallissa) mahdollistaa kunnittaisen laskennan. Päästökertoimet määritetään mittaamalla laboratorio-olosuhteissa todellista ajoa simuloiden CO 2 ja SO 2 voidaan laskea suoraan kulutetusta polttoainemäärästä [g/kg polttoainetta] CO, HC, NOx, PM, CH 4, N 2 O jne. päästömäärä riippuu ajo-olosuhteista ja kertoimet määritetään yksikössä g/km Tavallisesti otetaan huomioon ajoneuvotyyppi, polttonestetyyppi, tietyyppi, ajonopeudet, päästövähennystekniikka jne. Laskennan ongelmat eivät ole matemaattisia, vaan lähtötiedon puutteita Kaksi eri mallia tuottaa aina eri tuloksen samastakin asiasta. Euroopan tasolla on useita tieliikenteen päästöjä laskevia malleja ja lisää tulee (Copert, Tremove, RAINS, Artemis, LIISA, ). Harmonisointia ei ole kyetty tekemään. Kullakin mallilla on erityispiirteensä, jotka on sovitettu siihen ympäristöön soveltuvaksi, jossa malli on tehty. LIPASTO Liikenteen pakokaasupäästöt Luento Aalto

7 Päästölaskennan lähtötietoja Testisyklit Braunschweig testisyli Todellinen ajo Uutta WLTP-mittausta (Worldwide harmonized Light vehicles Test Procedures) täydennetään liikenteessä ajettavin mittauksin (henkilöautot). LIPASTO Liikenteen pakokaasupäästöt Luento Aalto

8 Mittausmenetelmät - alustadynamometri (VTT) Mittaustarkkuus: polttoaineen kulutus ± 1 % pakokaasupäästöt ± 15 % LIPASTO Liikenteen pakokaasupäästöt Luento Aalto

9 Biopolttoaineet Direktiivissä 2003/30/EY tarkoitetaan "biopolttoaineilla" nestemäisiä tai kaasumaisia liikenteessä käytettäviä polttoaineita, jotka tuotetaan biomassasta Biopolttoaineiden katsotaan olevan laskennallisesti CO 2 nollapäästöisiä käyttövaiheessa (poltettaessa). Biopolttoaineilla on CO 2 päästöjä elinkaarilaskennassa (up-stream) Suomessa on asetettu liikennepolttoaineille biopolttoainedirektiivin mukainen tavoite bioenergiasisällölle. Vuonna 2010 bioenergian vähimmäisosuus liikennepolttoaineiden energiasisällöstä tuli olla 4 prosenttia, vuonna %, %, %, %, %, % ja 2020 lähtien 20 %. Luvut sisältävät ns. tuplalaskennan eli jos bio-osuus on tehty jätteistä tai puusta, saa sen laskea velvoitteessa kaksinkertaisena. Vuoden 2020 luvun 20 % arvioidaan sisältävän 13,5 % päästöjä alentavaa bio-osuutta. Hallituksen strategia on nostaa tuo 13,5 % lukuun 30 % vuoteen 2030 mennessä. Etanolin lämpöarvo on 21 ja bensiinin 32 MJ/l eli bensiinin lämpöarvo on 52 % suurempi kuin etanolin eli etanolia tulee olla litramääräisesti 52 % enemmän lain toteutumiseksi etanolia bio-osuutena käyttäen. Silloin 4 %:n bioosuusvaatimus energiasisällöstä edellyttää 6,1 % bensiiniä korvattavaksi etanolilla. Kun etanoli on nollapäästöistä, on CO2 päästövähenemä 6,1 %. Jos yllämainittu 20 % toteutettaisiin pelkällä etanolilla, tarvittaisiin 28 % litramääräisesti. Jos on kyse jätteistä tehdystä etanolista tarvitaan vain 14 % velvoitteen toteuttamiseksi. Silloin myös päästövähenemä olisi vain 14 %. Vastaavasti kotimaista NEXBTL uusiutuvaa dieseliä käyttämällä tarvitaan vain 11 % litroissa. Asiaa monimutkaistaa se, että biopolttoaineita ja seoskomponentteja on useita erilaisine ominaisuuksineen. Tankkaaja ei tiedä paljonko polttoaineessa on biokomponentteja (poikkeuksena Neste MY). Liikenteessä käytetyn uusiutuvan energian käyttötavoitteeseen sähköautojen kuluttama uusiutuva energia lasketaan 2,5-kertaisena. E98 etanolia 0-5 %, 95 E10 etanolia 0-10 %, E85 etanolia max. 85 %, Neste MY uusiutuvaa dieseliä 100 %, biobensiini 100 % uusiutuvaa bensiiniä. 10 %:n etanoliraja (tilavuuden suhteen, E10) on asetettu teknisistä syistä, monet uudet autot sietävät 85 %, E85 (flexifuel). LIPASTO Liikenteen pakokaasupäästöt Luento Aalto

10 Liikenteen päästölaskentajärjestelmän kotisivut Yksikköpäästöt [g/tonnikilometri] Inventaariomallit [t/a] LIPASTO Liikenteen pakokaasupäästöt Luento Aalto

11 Liikenteen päästölaskentajärjestelmän kotisivut Inventaariomallit LIPASTO Liikenteen pakokaasupäästöt Luento Aalto

12 Liikenteen päästölaskentajärjestelmä, LIPASTO Tieliikenne, LIISA LIPASTO Liikenteen pakokaasupäästöt Luento Aalto

13 Liikenteen päästölaskentajärjestelmä, LIPASTO Rautatieliikenne, RAILI LIPASTO Liikenteen pakokaasupäästöt Luento Aalto

14 Liikenteen päästölaskentajärjestelmä, LIPASTO Vesiliikenne, MEERI LIPASTO Liikenteen pakokaasupäästöt Luento Aalto

15 Liikenteen päästölaskentajärjestelmä, LIPASTO Yksikköpäästöt VTT:n yksikköpäästösivuilla on runsaasti tietoa eri liikennevälineiden päästöistä kilometriä kohden ja kuljetettua tavara/henkilöyksikköä kohden (g/km, g/tkm, g/hkm) n lukua. N. 130 erilaista moottoroitua ajoneuvoa, työkonetta, laivaa, venettä Tarkoitettu yritysten, yhteisöjen jne. päästölaskentatarpeisiin. LIPASTO Liikenteen pakokaasupäästöt Luento Aalto

16 Liikenteen päästölaskentajärjestelmä, LIPASTO Yksikköpäästöt, tieliikenne 20 autotyyppiä LIPASTO Liikenteen pakokaasupäästöt Luento Aalto

17 Liikenteen päästölaskentajärjestelmä, LIPASTO Yksikköpäästöt, rautatieliikenne 15 junatyyppiä LIPASTO Liikenteen pakokaasupäästöt Luento Aalto

18 Liikenteen päästölaskentajärjestelmä, LIPASTO Yksikköpäästöt, laivaliikenne 30 laivatyyppiä LIPASTO Liikenteen pakokaasupäästöt Luento Aalto

19 Liikenteen päästölaskentajärjestelmä, LIPASTO Yksikköpäästöt, työkoneet 50 työkonetyyppiä LIPASTO Liikenteen pakokaasupäästöt Luento Aalto

20 Standardi SFS-EN 16258:2012 Kuljetuspalvelujen energiankulutuksen ja kasvihuonekaasupäästöjen laskenta- ja ilmoitusmenetelmät (tavara- ja henkilökuljetukset) Alan ensimmäinen eurooppalainen standardi tarkoitettu yritysten, yhteisöjen jne. päästölaskentatarpeisiin. määrittelee laskennan rajaukset kuvaa laskentaperiaatteet ja -vaiheet ottaa kantaa laskennassa käytettäviin lukuarvoihin ja lähtöaineistoihin ohjeistaa esimerkiksi päästöjen kohdentamisesta lastille ja matkustajille antaa raamit laskentatulosten ja -menettelyjen läpinäkyvälle raportoinnille. Standardin liitteissä on taulukoitu yleisimpien liikennepolttoaineiden energia- ja kasvihuonekaasupäästökertoimia (up-stream) Päästöt energianlähteen koko elinkaaren ajalta (well-to-wheels) Standardi kattaa vain energiankäytön ja kasvihuonekaasupäästöt. Muut päästöt löytyy esim. LIPASTO:sta Standardin mukainen laskenta on melko työläs ja kaikkia lähtötietoja ei kuljetusyrityksistä yleensä saa on käytettävä oletusarvoja (esim. LIPASTO:sta) Uudistetuilla LIPASTO:n yksikköpäästösivuilla on perusohjeet standardin käytöstä. LIPASTO Liikenteen pakokaasupäästöt Luento Aalto

21 Väitteitä Suora sähköveto (junat, metro, ratikka) on ympäristöystävällisin. Sähkö voidaan tuottaa melkein miten vain. Raideliikenne itsessään ei ole ympäristöystävällistä, riippuu käyttövoimasta (diesel). Vesiliikenne itsessään ei ole ympäristöystävällistä, vaan riippuu volyymista ja nopeudesta. Juna on tiukasti rajoittunut rataan linja-auton palvelukyky on huomattavasti suurempi. Joukkoliikenne ei ole olemassa ympäristösyistä. Joukkoliikenne on mielekästä siellä missä on joukkoja. Päästön määrittäminen henkilökilometriä kohden on ongelmallista millä luvulla liikennevälineen kokonaispäästö pitäisi jakaa? Yksittäisen matkan matkustajamäärällä, vuoden keskiarvolla linjalla, kaikilla linjoilla yhteensä? Yksittäisissä tapauksissa bussi voi saastuttaa huomattavasti enemmän kuin henkilöauto. Joukkoliikenteeseen verrattuna henkilöauto kuitenkin varmuudella aiheuttaa lisäpäästön. Miten verrata henkilöautoa ja joukkoliikennettä? Yksilön kannalta joukkoliikennettä tulisi aina käyttää, jos sellainen on käytettävissä. Päättäjän tulee tarkastella eri vaihtoehtojen kokonaispäästöjä (elinkaaripäästöt). Kyse on liikennejärjestelmästä millaisen järjestelmän haluamme. LIPASTO Liikenteen pakokaasupäästöt Luento Aalto

22 Väitteitä Ilmastonmuutos on siirtänyt taka-alalle kaikki muut päästöihin liittyvät (paikalliset) ympäristöongelmat ja luonut käsitteen hiilijalanjälki. Päästöjen tiukka sääntely on osaltaan pienentänyt ilmanlaatuongelmia, mutta ei poistanut niitä. Elinkaarianalyysi perusteellisesti tehtynä tuo huomattavasti paremmin esiin logististen toimintojen kokonaisvaikutukset kuin pelkkä käytönaikaisten päästöjen tarkastelu, mutta elinkaarianalyysi on huomattavasti raskaampi toimenpide kuin käytönaikaisten päästöjen tarkastelu. Päästölaskentoihin ja laskureihin kohdistuu monenlaisia tarpeita niinpä myös menetelmien ja laskureiden kirjo on suuri. Valtakunnan tason päästöinventaario Yrityksen vuosittaisten logistiikkapäästöjen laskenta Kuljetusketjujen päästölaskenta Ympäristötoimien vaikutusten arviointi LIPASTO Liikenteen pakokaasupäästöt Luento Aalto