VENÄJÄLTÄ SUOMEEN TUODUN MAAKAASUN TOIMITUSKETJUN YMPÄRISTÖVAIKUTUKSET Projektinumero MODA5
Raportti 1 (31) VENÄJÄLTÄ SUOMEEN TUODUN MAAKAASUN TOIMITUSKETJUN YMPÄRISTÖVAIKUTUKSET Alkusanat Tämän selvityksen tavoitteena on arvioida Suomeen Venäjältä Länsi-Siperiasta tuodun maakaasun toimitusketjun ympäristövaikutuksia. Maakaasun tuotannosta ja siirrosta Suomen rajalle vastaa Venäjän puolella Gazprom, ja maakaasun siirrosta Suomen puolella Gasum. Suomeen tuotava maakaasu on peräisin Länsi-Siperiasta, oletettavasti Yamburgin ja Urengoyn kaasukentiltä. Tämä selvitys palvelee Gasumin käytäntöä arvioida maakaasuketjun aiheuttamia ympäristövaikutuksia ulkopuolisen tekijän toimesta osana Gasumin yritysvastuuraportointia. Selvitys perustuu pääosin julkisiin tietolähteisiin. Gasum on kuitenkin tarkistanut selvityksen sisällön, laskennan taustan Suomen osalta ja antanut tarvittaessa lähtötietoja, joita ei ole ollut saatavilla julkisista lähteistä. Tämä selvitys on päivitetty vastaamaan tuoreimpia saatavilla olevia tietoja pohjautuen edelliseen ympäristövaikutuksia käsittelevään selvitykseen. (Neste Jacobs Oy, julkaistu 10.3.2014.) Selvitykset ovat yhteneväisiä käytettyjen laskentamenetelmien osalta. Aiemman selvityksen luvut koskevat vuotta 2012 ja tämän selvityksen tulokset saatavilla olevien lähtötietojen rajoissa vuotta 2014. Aiempi vastaava raportti on: 'Suomeen tuotavan maakaasun polttoaineketjun kasvihuonekaasupäästöt', Tuomas Ruonakoski, Aalto-yliopiston julkaisusarja TIEDE+TEKNOLOGIA 9/2011.
Raportti 2 (31) Tiivistelmä Ilmaston lämpeneminen ja siihen liittyvät hillitsemistoimet ovat tämän ajan keskeisimpiä maailmanlaajuisia kysymyksiä. Maakaasua on esitetty polttoaineeksi, joka voi toimia siltana siirryttäessä kohti hiilivapaata yhteiskuntaa. Perusteluina tälle on jo olemassa oleva maakaasun jakeluverkosto sekä ennen kaikkea maakaasun suuri vety-hiilisuhde, jonka ansiosta tuotettua energiayksikköä kohden syntyy vähemmän hiilidioksidia kuin jos käytettäisiin muita fossiilisia polttoaineita. Maakaasun pääkomponentti, metaani, on kuitenkin voimakas kasvihuonekaasu. Tästä johtuen maakaasun toimitusketjun aikana tapahtuvat mahdolliset metaanipäästöt saattavat heikentää maakaasun käytön ilmastohyötyä. Siksi on tärkeää tietää ja ymmärtää, millaisia ympäristövaikutuksia maakaasun koko toimitusketjun aikana ilmenee. Tässä raportissa on arvioitu Venäjältä Suomeen tuodun maakaasun ympäristövaikutuksia 'tuotanto - kaasun puhdistus - korkeapainesiirto' -ketjun osalta. Laskelmat pohjautuvat vuoden 2014 tietoihin soveltuvin osin. Kaikkia laskennassa käytettyjä arvoja ei ole vielä julkaistu vuodelle 2014 tämän raportin laatimishetkellä, jolloin on käytetty vuoden 2013 tietoja. Yhteenlasketut metaanipäästöt Venäjän ja Suomen puolella vastaavat 0,4 % Suomeen siirretyn maakaasun määrästä. Tämä on selvästi alle 2,8 %:n tason, jota pidetään raja-arvona sille, että maakaasu pysyy ilmastovaikutuksiltaan edullisempana kuin kivihiili. Suurimman ilmastovaikutuksen maakaasun elinkaaren aikana aiheuttavat CO 2 -päästöt, jotka syntyvät maakaasun käytön yhteydessä (55,04 g CO 2 /MJ). Myös maakaasun siirron yhteydessä merkittävin päästölähde on kompressoriasemien energiankäyttö. Suomen rajalle siirrettyä energiayksikköä kohden energiantuotannosta aiheutuva CO 2 -päästö on Venäjän puoleisessa osuudessa 4,3 g CO 2 /MJ. Vastaava luku Suomen korkeapaineputkistossa on 0,14 g CO 2 /MJ. Ekvivalenteiksi CO 2 -päästömääriksi laskettuna, Venäjän puolella Suomeen siirretyn maakaasun ilmastovaikutus on 7,7 g CO 2 -ekv/mj. Suomen puolella siirrosta aiheutuva ilmastovaikutus korkeapaineputkiston osalta on 0,2 g CO 2 -ekv/mj. Metaanipäästöjen osuus näistä luvuista on Venäjällä 34 % ja Suomessa 24 %. Suuret erot maiden välillä johtuvat monista tekijöistä. Kaasu tuotetaan ja puhdistetaan Venäjän puolella ja myös kaasun siirtomatka lähteiltä rajalle on pitempi Venäjällä kuin mitä Suomen puoleinen korkeapaineputkiston pituus. Lisäksi painetaso Venäjän putkistossa on korkeampi kuin Suomessa. Matkan pituus ja korkea paine lisäävät siirtoon tarvittavan energian määrää ja syntyviä päästöjä. Voidaan kuitenkin todeta, että verrattaessa päästölukuja kirjallisuudessa esitettyihin tietoihin ja vuoden 2012 raportointiin, ovat Venäjän puoleisen osuuden päästömäärät olleet hienoisessa laskussa. Gazprom onkin systemaattisesti panostanut toimintojensa ympäristövaikutusten pienentämiseen. Venäjältä Suomeen tuotavan maakaasun toimitusketjun ilmastovaikutus ekvivalentteina CO 2 - päästöinä on pienentynyt vuosien 2010 ja 2012 tilanteista, vaikka laskennassa käytetty maakaasun lämmityspotentiaalikerroin on kasvanut. On kuitenkin muistettava, että maakaasun toimitusketjusta aiheutuvien ympäristövaikutusten laskentamalleista ja tietopohjasta ei ole kansainvälisesti yhteisesti sovittuja muotoja. Toimitusketjun määrittäminen voi yksinkertaisuudestaan huolimatta tuoda eteen pulmallisia tilanteita. Esimerkiksi, kuinka jyvittää kaasukentiltä nostettavien tuotteiden välillä päästö- ja energialuvut tai milloin eri tuotteiden erotus muuttuu puhdistuksesta jatkojalostukseksi. Tällöin lukuarvojen käyttöön liittyy aina jonkin verran tulkintaa.
Raportti 3 (31) Tiede- ja teknologiayhteisöt ovat tietoisia erilaisien esitysmuotojen kirjosta ja standardien puutteesta. Aihepiirin ympärillä tehdään laajaa kansainvälistä tutkimusta yhteisen toimintatavan ja tietopohjan luomiseksi. Epävarmuuksista huolimatta on tärkeää arvioida ympäristövaikutuksia. Tehdyt selvitykset auttavat toimijoita hahmottamaan vaikutuksia ja suuntaamaan parannustoimet tarkoituksenmukaisiin kohteisiin.
Raportti 4 (31) Sisällysluettelo 1. Maakaasun merkitys Suomen, Euroopan ja maailman energiantuotannossa... 6 2. Uusimmat tutkimustulokset... 7 3. Suomessa käytetyn maakaasun toimitusketju... 9 3.1. 3.2. 3.3. Maakaasun tuotanto... 9 Maakaasun siirto Venäjällä... 11 Maakaasun siirto ja käyttö Suomessa... 11 4. Ympäristövaikutusten arvioinnin lähtötiedot... 14 4.1. 4.2. 4.3. Päästöt Venäjän alueella... 14 Päästöt Suomen alueella... 14 Lähtöaineiston ja tulosten luotettavuus... 15 5. Ympäristövaikutukset vuonna 2014... 16 5.1. Päästöt Venäjän alueella... 16 5.1.1. Energian tuotannon päästöt... 16 5.1.2. Päästöt ilmaan... 16 5.1.3. Ilmastovaikutus Venäjän alueella... 16 5.2. Päästöt Suomessa Gasumin toimitusketjun osalta... 18 5.2.1. Energian käyttö... 18 5.2.2. Päästöt ilmaan... 18 5.2.3. Ilmastovaikutus Gasumin omistaman korkeapaineverkon osalta... 18 5.3. 5.4. Vaikutukset toimitusketjun varrella ja vertailu kirjallisuustietoihin... 20 Muita ympäristövaikutuksia... 21 6. Pitkän aikavälin tulosten vertailu... 22 6.1. Tulosten vertailu vuosien 2012 ja 2010 tietoihin... 22 7. Päästöjen hallinta... 25 7.1. 7.2. Venäjän alueella, Gazprom... 25 Suomen alueella, Gasum... 26 7.2.1. Kaasuvuotojen havaitseminen ja varotoimet... 26 8. Yhteenveto ja tulevaisuuden näkymät... 27 9. Lähdeluettelo... 29
Raportti 5 (31) Termit ja lyhenteet Termi Kuvaus APG Associated Petroleum Gas Öljy- ja kaasukentillä öljyn ja kaasukondensaatin tuotannon yhteydessä syntyvää kaasua bar Baari, ylipaineena bara Baari, absoluuttisena paineena C Celsiusaste CH 4 Metaani CHP Combined Heat and Power, yhdistetyn sähkön- ja lämmöntuotannon laitos CO 2 Hiilidioksidi CO 2 -ekv Hiilidioksidiekvivalentti Suure, joka kuvaa kasvihuonekaasujen vaikutusta FER Fuel and Energy Resources g Gramma GJ Gigajoule GWh Gigawattitunti GWP-kerroin Global Warming Potential -kerroin Kerroin, joka kuvaa kyseessä olevan aineen vaikutuksen suuruutta ilmaston lämpenemiseen H 2 S Rikkivety HC Hiilivety Kaasukondensaatti Maakaasusta erotettava, raskaista komponenteista koostuva neste kg Kilogramma km Kilometri Konservatiivinen arvio Varovainen arvio LCA Life Cycle Assessment, elinkaarianalyysi m Metri m 3 m 3 n milj. MJ mrd NO x SO 2 T tce tn TWh Kuutiometri Normaalikuutiometri (lämpötila 0 C, paine 1,01325 bara) Miljoona Megajoule Miljardi Typenoksidit Rikkidioksidi Lämpötila Ton of standard coal equivalent tonni, kg Terawattitunti
Raportti 6 (31) 1. Maakaasun merkitys Suomen, Euroopan ja maailman energiantuotannossa Gasum on Suomessa maakaasumarkkinalain mukainen siirtoverkon haltija, joka tuo Suomeen maakaasua ja toimittaa sitä edelleen asiakkaille. Gasumin asiakkaita pääasiassa ovat suurasiakkaat, kuten voimalaitokset, teollisuusyritykset ja jakeluyhtiöt, jotka edelleen toimittavat maakaasua esimerkiksi kotitalouksille. (Gasum verkkosivut, 2015) Vuonna 2014 Gasum myi maakaasua yhteensä 29,3 TWh, mikä vastaa noin 2,9 miljardia normaalikuutiometriä (m 3 n, T=0 C) kaasua (Gasum tilinpäätös 2014). Maakaasun osuus Suomen energian kokonaiskulutuksesta on noin 6,8 %. Maakaasun kulutus Suomessa on ollut laskussa, kuten energian kokonaiskulutuskin, useana peräkkäisenä vuotena. Energiantuotannossa maakaasun käyttöä on korvattu erityisesti kivihiilellä johtuen muun muassa kivihiilen ja päästöoikeuden alhaisesta hintatasosta. (Energian kokonaiskulutus energialähteittäin, Tilastokeskus 2015) Euroopan ja entisen Neuvostoliiton alueella maakaasun käyttö on laskenut voimakkaasti. Maailmanlaajuisesti maakaasun kulutus on sen sijaan kasvanut tasaisesti, eniten Kiinassa ja Yhdysvalloissa. Vuonna 2014 maakaasun osuus koko maailman primäärienergiankulutuksesta oli noin 24 %. (BP Statistical Review, 2015) Tuotettua lämpöenergiayksikköä kohden maakaasun poltosta syntyy hiilidioksidia (CO 2 ) 55,04 g/mj. Tämä on vähemmän kuin monilla muilla polttoaineilla. Esimerkiksi nestekaasulla vastaava luku on 64,9 g/mj, vähärikkisellä kevyellä polttoöljyllä 73,5 g/mj, kiivihiilellä 93,3 g/mj ja jyrsinturpeella 105,9 g/mj. (Polttoaineluokitus 2015, Tilastokeskus) Lisäksi maakaasun eduksi voidaan laskea nykyaikaisten maakaasuvoimalaitosten korkea hyötysuhde sähkön tuotannossa (43 %) verrattuna konventionaalisten hiilivoimaloiden hyötysuhteeseen (33 %) (EIA, 2013). Suomessa voimalaitokset ovat usein yhdistetyn sähkön- ja lämmöntuotannon (CHP) laitoksia, joiden kokonaishyötysuhde voi ylittää jopa 90 % (Fingrid, 2015). Myös maakaasun lähipäästöt ovat pienemmät kuin muilla polttoaineilla, sillä hyvin hallitusta maakaasun poltosta ei synny lainkaan haitallisia rikkidioksidi- ja hiukkaspäästöjä ja typenoksidipäästötkin ovat alhaiset. Maakaasun polton alhainen CO 2 -päästökerroin on tuonut esille ajatuksen käyttää maakaasua siirtymäpolttoaineena matkalla kohti hiilivapaata energiaa ja yhteiskuntaa. Ajatus päästöjen vähentämisestä ja kasvihuoneilmiön lieventämisestä maakaasun avulla on houkutteleva, mutta myös kriittisiä näkemyksiä on esitetty (Levi, 2013 ja Karion et al. 2013). Näistä keskeinen on maakaasun pääasiallisen komponentin, metaanin (CH 4 ), aiheuttama kasvihuonevaikutus. Metaanin ilmastoa lämmittävä vaikutus eli GWP-kerroin (Global Warming Potential) on 28 (100 vuoden aikajänne), kun se hiilidioksidille on 1 (IPCC, 2013a). Tästä johtuen maakaasun tuotannossa, siirrossa tai polton yhteydessä syntyvät metaanipäästöt voivat merkittävästi heikentää maakaasun polton alhaisen CO 2 -päästökertoimen tuomaa etua (Lechtenböhmer, & Dienst 2010, ICF Consulting Canada 2012). On esimerkiksi laskettu, että jos maakaasupäästöt matkalla lähteeltä sähköä tuottavalle voimalaitokselle ylittävät 2,8 % kuljetetun kaasun määrästä, on sähköntuotanto silloin ilmastonäkökulman kannalta edullisempaa hiilellä (PSE Healthy Energy, 2014). Kuvattu näkökohta on hyvin tutkijoiden, kaasutuottajien ja -jakelijoiden tiedossa. He ovat laatineet CO 2 -päästöjen hillitsemisskenaarioita, joissa maakaasulla on keskeinen merkitys. Lisäksi monilla tahoilla on panostettu esimerkiksi metaanipäästöjen kartoittamiseen, mittaamiseen ja niiden hallintaan tähtääviin tekniikoihin ja menetelmiin. Tuotteen, prosessin tai palvelun ympäristövaikutuksia koko ketjun aikana voidaan arvioida elinkaarianalyyseillä (Life Cycle Assesment, LCA). Tämä 'kehdosta hautaan' -ajattelu käsittää vaiheet raakaaineen tuotannosta tuotteen hävittämiseen tai kierrätykseen. (Dale, A.T. 2013)
Raportti 7 (31) 2. Uusimmat tutkimustulokset Edellisen Venäjältä Suomeen tuodun maakaasun tuotanto- ja käyttöketjun ympäristövaikutuksia käsittelevän raportin julkaisemisen jälkeen IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) on uudelleenarvioinut metaanin lämmityspotentiaalia ja Gazprom on julkaissut uutta tietoa Venäjän kaasuntuotannon päästöistä. Maakaasun merkitys maailman polttoainevalikoimassa on noussut viime vuosien aikana. Tähän kehitykseen on olennaisesti vaikuttanut liuskekaasun kasvanut tuotanto. Tässä referoidaan myös joitakin uusimpia liuskekaasun tuotantoon liittyviä tutkimuksia, koska myös liuskekaasun tuotannon ympäristövaikutuksien ympärillä käytävä keskustelu vaikuttaa maakaasun yleiseen hyväksyttävyyteen. Liuskekaasua tuotetaan vesisärötystekniikan avulla, joka eroaa merkittävästi Suomeen tuodun venäläisen maakaasun perinteisistä tuotantomenetelmistä. Kaikki tämä on lisännyt tiede- ja tekniikkayhteisöjen kiinnostusta maakaasun tuotantoon ja käyttöön liittyvien seikkojen ymmärtämiseen ja tutkimiseen tuotantomenetelmistä riippumatta. Kansainvälinen ilmastopaneeli IPCC on määrittänyt lämmityspotentiaalit (GWP) kasvihuonekaasuille. IPCC on tuoreimmassa arviointiraportissaan nostanut metaanin GWP-kertoimen arvosta 25 arvoon 28. Tämä tarkoittaa käytännössä, että metaanin ilmastoa lämmittävä vaikutus on 28-kertainen verrattuna hiilidioksidiin. Muutos kasvattaa metaanipäästöjen laskennallisia CO 2 -ekvivalentteja 12 % (IPCC, 2013a). Useat eri tahot ovat viime aikoina tutkineet metaanin elinikää ja hajoamista ilmakehässä. Tutkimusten perusteella metaanin kasvihuonevaikutus on arvioitu aiempaa suuremmaksi ja GWP-arvoa korotettiin. (IPCC, 2013b) Gazprom esitteli kesällä 2015 kansainvälisessä konferenssissa Venäjän suurimpaan kaasuntuotantoalueeseen 'Gazprom Dobycha Yamburg' liittyvän elinkaarianalyysin tuloksia. Analyysi kohdentui lähteeltä - putkeen, käsittäen yli 2 000 kaasu- ja kaasukondensaattilähdettä, 18 kaasun käsittelylaitosta ja kaasun prosessointiterminaalia sekä yli 2 000 km putkistoa. Tarkastellut kasvihuonekaasut olivat hiilidioksidi (CO 2 ) ja metaani (CH 4 ). Metaanin polton CO 2 -päästökertoimena on käytetty IPCC julkaisemaa vuoden 1996 arvoa 55,82 g CO 2 /MJ. Käytetyt GWP-kertoimet olivat CO 2 : 1 ja CH 4 : 21. Tuloksen mukaan mainittujen kaasujen ilmastovaikutuksista CO 2 aiheutti 96 % ja CH 4 4 %. Suurimmat hiilidioksidipäästöt aiheutuivat kompressoriasemilla poltetun maakaasun savukaasuista, seuraavana oli soihdutus, josta tuotantolähteellä tapahtuva soihdutus on merkittävin. Muita CO 2 -päästölähteitä olivat energian- ja lämmöntuotanto. Vähäisin on tuotantoalueella tapahtuvan moottoriliikenteen ilmastovaikutus. Merkittävimmät metaanipäästöt aiheutuvat prosessilaitteiden tyhjentämisestä, vuodoista ja säiliöistä varastoinnin aikana vapautuvista kaasuista. Analyysin avulla on pystytty identifioimaan merkittävimmät päästölähteet. Tulosten pohjalta Gazprom on suuntaamassa toimiaan tehostaakseen säiliöistä varastoinnin aikana vapautuvien kaasujen talteenottojärjestelmiä. (Kruglova et al, 2015) Pohjois-Amerikan mantereella on olemassa edellytyksiä tuottaa metaania liuskekaasuesiintymistä vesisärötysmenetelmällä (Shale gas). Vesisärötystekniikan hyödyntäminen maakaasun tuottamisessa on synnyttänyt julkista keskustelua alueilla, joista on löydetty liuskekaasuesiintymiä. Sosiaalisen hyväksyttävyyden ja läpinäkyvyyden parantamiseksi 'Kestävän liuskekehityksen keskus' (The Center for Sustainable Shale Development) on laatinut standardeja, jotka tähtäävät ympäristövaikutusten minimoimiseen. Näissä standardeissa toimijoilta esimerkiksi edellytetään, että 90 % tuotannossa käytetystä vedestä on kierrätettävä. (Daugharthy, R. ja Stangline, J, 2015) Liuskekaasuvarannoista saatua kaasua voidaan käyttää esimerkiksi sähköntuotantoon. ExxonMobil on verrannut elinkaarianalyysin avulla ilmasto- ja vesistövaikutuksia liuskekaasusta ja hiilestä tuotetun sähkön välillä. Tutkijat ovat käyttäneet analyysissä metaanin GWP-kertoimena 30. Analyysituloksen mukaan hiilivoimalan ilmastovaikutus on kaksi kertaa suurempi kuin liuskekaasuvoimalan. Julkaisussa todetaan, että liuskekaasun tuotantoteknologian kehittyminen voi tulevaisuudessa pienentää absoluuttisia lukuarvoja. (Laurenzi, 2015)
Raportti 8 (31) Maakaasun polton yhteydessä voi syntyä pienhiukkasia, jos palaminen ei tapahdu optimaalisissa olosuhteissa ja palamisessa muodostuu nokea. Palamiselle epäsuotuisia olosuhteita voi esiintyä maakaasun tuotannon ja jalostuksen yhteydessä, jolloin soihdussa poltettavan kaasun määrä voi vaihdella voimakkaasti esimerkiksi prosessihäiriön tai huoltotoimenpiteen johdosta. Pienhiukkaset heikentävät ilmanlaatua ja aiheuttavat terveyshaittoja. On arvioitu, että vuositasolla maailmanlaajuisesti soihdutetaan noin 140 mrd m 3 kaasua muun muassa maakaasun, kaasukondensaatin ja öljyn tuotannon yhteydessä. Canadassa Carletonin yliopistossa tehdyssä tutkimuksissa on pyritty laajentamaan ymmärrystä soihdutuksen yhteydessä syntyvistä päästöistä ja yhtenäistämään laskentamenetelmiä päästöjen määrän arvioimiseksi. Tutkijat suorittivat laboratoriomittakaavassa polttokokeita kaasuseoksella, joka pohjautui Albertan öljyntuotantoalueilla vapautuvan kaasun (Associated Petroleum Gas, APG) koostumukseen. Pienhiukkasten muodostumiseen palamisen yhteydessä vaikuttaa moni tekijä, mutta ympäristövaikutusten arviointiin soveltuvan yksinkertaistetun laskentamallin on ehdotettu perustuvan soihdutettavan kaasun lämpöarvoon. Tutkijat ehdottavat tyypilliselle maakaasun tai öljyn tuotannossa tapahtuvalle soihdutukselle (kaasun lämpöarvo noin 45 MJ/m 3 ) arvoa 0,51 kg pienhiukkasia tuhatta kaasukuutiota kohden. Maailmanlaajuisesti soihdutuksen yhteydessä vapautuisi näin ollen noin 70 000 tn pienhiukkasia vuositasolla. (McEven ja Johnson, 2012) Gazprom ilmoittaa tuotannon yhteydessä vapautuvan kaasun (APG) määräksi vuonna 2014 noin 10 100 milj. m 3, josta hyödynnetään eri tavoin 84,2 %, muun muassa polttoaineena Gazpromin omissa toiminnoissa (Gazprom, Environmental Report 2014). Oletuksena on, että kaikki maakaasun osuuteen kokonaistuotannosta suhteutettu hyödyntämätön APG poltettaisiin soihduissa. Jos sovelletaan McEvenin ja Johnsonin ehdottamaa pienhiukkaspäästökerrointa, voidaan arvioida Gazpromin toiminnan pienhiukkaspäästöjen kokonaismääräksi noin 5 200 tn. Öljyn- ja kaasukondensaatin tuotannon osuus hiukkaspäästöistä on huomattavasti maakaasun tuotantoa merkittävämpi eli karkeasti noin 75 %. Gazpromin maakaasun tuotannon osuudeksi jää näin ollen noin 1 300 tn, josta Suomeen tuotavan maakaasun osuus on noin 9 tn.
Raportti 9 (31) 3. Suomessa käytetyn maakaasun toimitusketju Ennen kuin suomalainen maakaasun käyttäjä voi esimerkiksi valmistaa ruokaa, tuottaa lämpöä teollisuuden uuneissa tai hyödyntää sitä polttoaineena ajoneuvossaan, on maakaasu kulkenut pitkän matkan Venäjällä sijaitsevilta lähteiltä Imatran kautta suomalaiseen kaasuverkkoon. Seuraavassa esitetään maakaasun toimitusketju Venäjältä Suomeen. Kuva 1. Maakaasun toimitusketju 3.1. Maakaasun tuotanto Maakaasu tuodaan Suomeen Venäjältä. Maakaasua toimittava yhtiö on Gazprom. Sillä on hallussaan 17 % maailman ja 72 % Venäjän kaasuvarannoista. Tällä hetkellä Gazprom toimittaa 14 % koko maailman kaasumäärästä ja 73 % Venäjän kaasusta. (Gazprom in Figures 2009 2013) Se on globaali energiayhtiö, jonka liiketoiminta-alueet ovat geologinen tutkimus, tuotanto, siirto, varastointi, kaasun, kaasukondensaatin ja öljyn myynti sekä lämpö- ja sähköenergian tuotanto ja myynti (Gazprom verkkosivut, 2015). Suomen maakaasu on peräisin Länsi-Siperiasta (Gasum verkkosivut, 2015), oletettavasti Yamburgin ja Urengoyn kaasukentiltä. Kaasunsiirtoputkelle matkaa kentiltä Suomen rajalle kertyy noin 3 300 km (Gasum verkkosivut, 2015). Suomeen toimitettu kaasumäärä oli alle 1 % Gazpromin koko kaasutuotannosta (Gazprom in Figures 2009-2013). Ketju kaasulähteeltä Venäjältä Suomen rajalle voidaan jakaa tuotantoon, johon sisältyy myös kaasun prosessointi ja puhdistus, sekä maakaasun siirtoon korkeapaineisessa putkessa. Kompressoriasemat ovat tärkeä osa siirtoa.
Raportti 10 (31) Kuva 2. Severnajan kompressoriasema, tuotanto ja kaasun puhdistus (Gasum sähköposti, 2014) Maakaasu nousee ylös poratuista lähteistä omalla paineella. Näitä kutsutaan tuotanto- tai operointilähteiksi. Kaasun tuotannon lisäksi lähteitä voidaan käyttää myös maaperätutkimukseen, uusien kenttien arvioimiseen tai tuotannon tukemiseen. Lähteet voivat ulottua aina 12 km syvyyteen asti. (Gazprom verkkosivut, 2015) Koska lähteestä nouseva maakaasu sisältää erilaisia epäpuhtauksia, on sitä ennen siirtoa käsiteltävä niin, että se täyttää yhteisesti hyväksytyt laatuvaatimukset. Prosessointi- ja puhdistuslaitteisiin syötettävä kaasu on kaasumaista, kevyitä komponentteja sisältävää maakaasua ja nestemäisessä muodossa olevaa raskaista komponenteista koostuvaa kaasukondensaattia. Maakaasu on kuivattava, jotta siirtoputkistossa ei muodostuisi hydraattia, jota voi verrata koostumukseltaan märkään lumeen. Myös rikkivety (H 2 S) ja hiilidioksidi (CO 2 ) on erotettava maakaasusta ennen syöttämistä siirtoverkkoon. Maakaasun prosessointi- ja puhdistuslaitteet ovat usein lähteiden välittömässä läheisyydessä. (Gazprom verkkosivut, 2015) Maakaasusta erotettava kaasukondensaatti voidaan hyödyntää raakaöljyn tavoin jalostamosyötteenä esimerkiksi polttoaineiden tai muovin valmistukseen. Geologisia esiintymiä, jotka sisältävät runsaasti kaasukondensaattia, kutsutaan kaasukondensaattikentiksi. (Gazprom verkkosivut, 2015)
Raportti 11 (31) 3.2. Maakaasun siirto Venäjällä Maakaasun tuotannon jälkeen seuraa kaasun siirto-osuus runkolinjaa pitkin. Paine on siirtoputkissa tyypillisesti 54 75 bar. Putket sijaitsevat maan alla (0,1 0,8 m peitesyvyydessä), maan päällä tukitelineillä, rannalla mursketäytteisissä pedeissä tai meren pohjalla. Meren pohjalle runkolinja lasketaan käyttäen erityisesti tähän tarkoitukseen kehitettyjä putkihitsaus- ja korroosiosuojaustekniikoita. (Gazprom verkkosivut, 2015) Maakaasun painetta siirtoverkostossa ylläpidetään kompressoreilla. Siirron kannalta korkea paine on eduksi, sillä korkeassa paineessa kaasu puristuu kasaan ja sen tiheys kasvaa. Tällöin tonnimääräisesti sama kaasumäärä tarvitsee pienemmän tilavuuden. Kun kaasua puristetaan kasaan, se samalla lämpenee. Siksi kompressoriasemilla tarvitaan myös kaasun jäähdytyslaitteistoa. (Gazprom verkkosivut, 2015) Maakaasun käyttö kesällä on vähäisempää kuin talvella. Kulutusvaihtelujen tasaamiseksi siirtoverkon varrella on maanalaisia varastoja. (Gazprom verkkosivut, 2015) Kuva 3. Maakaasun tuotantoa Venäjällä (Gasum sähköposti, 2014) 3.3. Maakaasun siirto ja käyttö Suomessa Gasum on Suomessa maakaasumarkkinalain mukainen siirtoverkon haltija, joka tuo Suomeen maakaasua ja toimittaa sitä edelleen asiakkaille. Maakaasu kuljetetaan siirtoputkistossa rajalta Imatran, Kouvolan ja Mäntsälän kompressoriasemien kautta eteläisen Suomen alueelle. Gasumin asiakkaita ovat suurasiakkaat, kuten voimalaitokset ja jakeluyhtiöt, jotka edelleen toimittavat maakaasun esimerkiksi kotitalouksille. Lisäksi Gasum jakelee maakaasua liikennekäyttöön. (Gasum verkkosivut, 2015)
Raportti 12 (31) Kuva 4. Maan alla oleva maakaasun siirtoputkisto on merkitty maastossa (Gasum verkkosivut, 2015) Siirtoputkiston maksimipaine Suomessa on yleensä 54 bar. Uusia putkilinjoja rakennetaan myös 80 bar paineelle. Polyeteenimuovilla pinnoitetut teräsputket sijaitsevat maan alla noin 1 2 m peitesyvyydessä. Pinnoitteen antamaa korroosiosuojaa täydentää katodinen suojausjärjestelmä. Korkeapaineista siirtoputkea Gasumilla on noin 1300 km. (Gasum verkkosivut, 2015) Kuva 5. Maakaasun siirtoverkosto Suomessa (Gasum verkkosivut, 2015) Kuten Venäjällä, myös Suomessa kompressoriasemat ovat osa siirtolinjaa. Suomen puoleisella putkiosuudella kompressoriasemia on kolmella paikkakunnalla (Imatra, Kouvola ja Mäntsälä). Näissä on yhteensä yhdeksän kompressoria. (Gasum verkkosivut, 2015) Maakaasuasiakkaiden tarvitsema kaasun painetaso on siirtoputkistoa alhaisempi. Maakaasun paine lasketaan haluttuun painetasoon paineenvähennysasemilla, joita siirtoverkostossa on 134. Näillä asemilla mitataan myös asiakkaille toimitettu kaasumäärä. Yleisesti tiedetään, että painetta laskiessa kaasun tilavuus massaa kohden laajenee ja samalla sen lämpötila laskee. Siksi paineenvähennysasemilla on tarve kaasun lämmittämiseen. Paineenvähennysaseman jälkeen putkisto on matala-
Raportti 13 (31) paineinen ja sitä kutsutaan jakeluverkoksi. Gasum on luopunut omistuksistaan jakeluverkkojen osalta vuoden 2015 puolivälissä. (Gasum verkkosivut, 2015) Siirtoputkiston muita osia ovat venttiiliasemat ja niiden läheisyyteen sijoitetut linkkiasemat. Venttiiliasemien linjasulkuventtiileillä voidaan tarvittaessa sulkea kaasuvirtaus esimerkiksi huollon ajaksi. Jos huollettava putkiosuus on tyhjennettävä, sen sisältämä kaasu voidaan näillä järjestelyillä puhaltaa hallitusti ulos. Linkkiasemat ovat maakaasuverkon tiedonsiirtojärjestelmän osia, joiden avulla välitetään valvonta- ja hälytystietoja keskusvalvomoon Kouvolaan. (Gasum verkkosivut, 2015)
Raportti 14 (31) 4. Ympäristövaikutusten arvioinnin lähtötiedot 4.1. Päästöt Venäjän alueella Gazpromin ympäristövaikutusten arviointiin käytetyt lukuarvot ovat peräisin Gazpromin julkaisemista lähteistä (Gazprom in Figures 2009 2013; Gazprom, Environmental Report 2014 ja 2013). Tarkasteluvuosi on 2014 niiltä osin kun tietoa on ollut saatavilla tämän raportin laatimishetkellä. Koko yhtiön tuotanto on jaettu maakaasun, kaasukondensaatin ja öljyn tuotantoon. Jos näiden kolmen tuotteen merkitystä arvioidaan tuotetun energiamäärän suhteen, edustaa kaasun tuotanto liki 90 % osuutta Gazpromin koko tuotannosta. Energian kulutus oli jaettu eri sektoreille: tuotanto, prosessointi, maakaasun siirto ja maanalainen varastointi. Gazpromin kokonaispäästöt ilmaan oli ilmoitettu eri päästökomponenteille: hiilidioksidi (CO 2 ), typenoksidit (NO x ) ja rikkidioksidi (SO 2 ) sekä hiilivedyt (HC) mukaan lukien metaani (CH 4 ). Päästölukuja ei ole jaoteltu eri tuotantoalueille tai toimintasektoreille. Tässä raportissa esitettyyn energiankulutusarvioon on otettu mukaan maakaasun tuotanto ja siirto. Sen sijaan varastoinnista aiheutuvaa energiankulutusta ei ole arvioitu, koska Suomeen maakaasua tuovalla siirtoreitillä maanalaisen varastoinnin merkitys on vähäinen, ja päästöjen voidaan katsoa sisältyvän Gazpromin yleisiin päästöihin. Myöskään prosessointia ei ole sisällytetty arvioon, sillä kuvauksen mukaan prosessoinnilla Gazprom näyttäisi tarkoittavan tuotteidensa jatkojalostusta, eikä se silloin olisi maakaasun tuotantoon suoraan liittyvää toimintaa. Siirtoputkiston pituuden tuotantoalueelta Suomen rajalle on arvioitu olevan 3300 km. Koska Gazpromin julkaisemisissa lähdetiedoissa päästöluvut on annettu koko yhtiölle, on nämä luvut suhteutettu Suomeen tuotavaan maakaasumäärään. Suomeen toimitettu maakaasumäärä on 2,9 mrd m 3 n. Vastaava maakaasumäärä siirtoputken alkupäässä on arvioitu olevan noin 10 % suurempi. Tämä 10 % ero vastaa maakaasumäärää, joka on arvioitu kuluvan kaasukentän ja Suomen rajan välillä siirron aikana syntyviin suoriin metaanipäästöihin ja energiantuotantoon. Suorien metaanipäästöjen on pohjoisella siirtoväylällä arvioitu olevan 0,018 % siirrettyä maakaasumäärää kohden / 100 km vuonna 2003 (Lechtenböhmer & Dienst, 2010). Maakaasun siirtämiseen tarvittava energia ja siitä aiheutuvat päästöt on laskettu siirtoputken alkupään ja rajalle toimitetun maakaasun määrien keskiarvosta. Raportissa esitetyt päästöluvut hiilidioksidille (CO 2 ), typenoksideille (NO x ) ja rikkidioksidille (SO 2 ) sekä hiilivedyille (HC) mukaan lukien metaani (CH 4 ) on saatu suhteuttamalla Suomeen toimitettu kaasumäärä siirtoputken alussa Venäjällä Gazpromin tuotantolukuihin. Tämän ja vuonna 2014 julkaistun tarkastelun lähdemateriaali poikkeaa vuonna 2011 julkaistusta vastaavasta raportista. Tuolloin lähdetieto nojautui pitkälti Wuppertal-instituutin julkaisemaan tietoon (Ruonankoski 2011, ref: Wuppertal Institute 2005). Tästä johtuen tulosten esitysmuodot poikkeavat jonkin verran vuoden 2011 raportista. 4.2. Päästöt Suomen alueella Vuoden 2014 tietojen pohjalta on seuraavassa arvioitu laskennallisesti maakaasun siirrosta aiheutuvat kaasumaiset päästöt. Laskentaan sisältyvät Gasumin omistama korkeapaineinen siirtoputkisto (n. 1300 km), kompressoriasemat, venttiiliasemat ja paineenvähennysasemat. Tarkastelun ulkopuolella ovat jakeluyhtiöiden omistamien jakeluverkkojen päästöt ja loppuasiakkaiden kaasun käytöstä aiheutuvat päästöt, jotka eivät kuulu Gasumin taseeseen. Siirrettävä maakaasumäärä on Gasumin Suomen rajalla vastaanottama kaasumäärä, joka on 2,9 mrd m 3 n.
Raportti 15 (31) 4.3. Lähtöaineiston ja tulosten luotettavuus Ympäristövaikutusten arviointi on kehityksen alla oleva aihealue, jonka ympärillä on käynnissä niin tieteellistä tutkimusta kuin kansalaiskeskustelua. Yhtenäisten tietopohjien luominen ja säädösten harmonisoiminen ovat keskeisiä tekijöitä, jotta luotettavia arvioita ympäristövaikutuksista voidaan tehdä. Nykyisin on siis käytössä hyvin moninaisia tapoja kuvata maakaasun toimitusketjun ympäristövaikutuksia. Tällöin on siis ymmärrettävää, että saman otsikon alla saatetaan eri lähteissä kuvata hiukan erilaisia asioita. Jo pelkästään toimitusketjun määrittäminen voi aiheuttaa vaikeuksia. Karkealla tasolla toimitusketju 'tuotanto - kaasun puhdistus - siirto' on selkeä. On kuitenkin muistettava, että kaasukentillä tuotetaan myös kondensaattia ja öljyä. Tällöin tulee ratkaistavaksi esimerkiksi kysymykset, kuinka jyvittää eri tuotteiden välillä päästö- ja energiatiedot tai milloin eri tuotteiden erotus muuttuu puhdistuksesta jatkojalostukseksi ja kuinka näistä prosesseista aiheutuvat ilmasto- ja ympäristövaikutukset jaetaan eri tuotteiden välillä. Nämä ovat kysymyksiä, joita joutuu pohtimaan niin taho, joka kuvaa toimintaansa kuin myös ne, jotka työstävät tietoa eteenpäin. Venäjän puoleisen toimitusketjun arviointi pohjautuu julkisesti saatavilla oleviin tietoihin. Tällöin lukuarvojen käyttöön liittyy helposti jonkin verran tulkintaa. Epävarmuuksista huolimatta on tärkeää tehdä ympäristön vaikutusarvioita.
Raportti 16 (31) 5. Ympäristövaikutukset vuonna 2014 5.1. Päästöt Venäjän alueella 5.1.1. Energian tuotannon päästöt Energian tuotanto aiheuttaa pääosin hiilidioksidipäästöjä (CO 2 -päästöjä). Maakaasun tuotannossa ja siirrossa tarvittavan energian tuotannon päästöt, suhteutettuna Suomeen tuotavaan maakaasumäärään, oli vuonna 2014 yhteensä 526 829 tn CO 2 vuodessa. Tuotannon osuus tästä päästöstä on noin 15 % (77 608 tn CO 2 ) ja kaasun siirron osuus 85 % (449 221 tn CO 2 ). 5.1.2. Päästöt ilmaan Gazpromin julkaisuissa oli saatavilla päästötieto hiilivedyille, mukaan lukien metaani. Suhteutettuna Suomeen tuotavaan kaasumäärään hiilivetypäästöt Venäjän alueella olivat 9 649 tn vuodessa. Suomeen siirretystä kaasumäärästä tämä vastaa noin 0,4 % osuutta. Jotta eri kasvihuonekaasujen aiheuttamat ilmastovaikutukset saadaan toisiinsa verrannollisiksi, voidaan ne muuttaa ekvivalentiksi CO 2 -määräksi (CO 2 -ekv) käyttämällä ainekohtaisia GWP-kertoimia. Mikäli maakaasuun sovelletaan metaanin GWP-kerrointa 28, saadaan vuonna 2014 metaanipäästöistä aiheutuvaksi ilmastovaikutukseksi 270 170 tn CO 2 -ekv. Maakaasu sisältää pääosin metaania, mutta siinä on jonkin verran myös muita hiilivetyjä kuten etaania ja propaania. Näistä aineista metaanin GWP-kerroin on korkein. Tällöin siis saatua kasvihuonekaasuvaikutusta voidaan pitää konservatiivisena arviona. Suomeen tuotavan maakaasun aiheuttamat päästöt laskettuna Gazpromin ilmoittamista kokonaispäästöistä ovat seuraavat; typenoksidipäästöt (NO x ) 2 160 tn, rikkidioksidipäästöt (SO 2 ) 1 996 tn ja CO 2 -päästöt 3 773 tn vuodessa. 5.1.3. Ilmastovaikutus Venäjän alueella Perustuen Gazpromin ilmoittamiin päästölukuihin Venäjän alueella syntyneet metaani- ja hiilidioksidipäästöt ovat suhteutettuna Suomeen tuotavaan maakaasumäärään yhteensä 273 943 tn CO 2 -ekv. Typenoksideilla ja rikkidioksidilla ei ole ilmaston lämpenemisen kannalta vaikutusta, eikä niille siksi ole olemassa GWP-kertoimia. Kun tähän lisätään energian käytöstä aiheutuneet CO 2 -päästöt, saadaan kokonaispäästöiksi 800 772 tn CO 2 -ekv. Suorien päästöjen osuus kokonaispäästöistä (CO 2 -ekv) on noin 34 % ja energiantuotannon päästöjen osuus 66 %.
Raportti 17 (31) TAULUKKO 1. GAZPROMIN PÄÄSTÖT VUONNA 2014 Energian käyttö ja CO 2 -päästö / Suomeen siirretty energiayksikkö Tuotanto 77 608 tn CO 2 0,74 g/mj Kaasun siirto 449 221 tn CO 2 4,31 g/mj CO 2 -päästöt yhteensä 526 829 tn CO 2 5,05 g/mj Energian tuottamiseen tarvittava maakaasumäärä 265 881 751 m 3 (T=0 C) Päästöt ilmaan suhteutettuna Suomeen tuotuun maakaasumäärään ja muunnettuna ekvivalentiksi CO 2 -määräksi Hiilivedyt mukaan lukien metaani 1, 2) 9 649 tn CH 4 270 170 tn CO 2 -ekv Hiilidioksidi 1,2) 3 773 tn CO 2 3 773 tn CO 2 -ekv Typenoksidit 1, 2) 2 160 tn NO x 0 tn CO 2- ekv Rikkidioksidi 1, 2) 1 996 tn SO 2 0 tn CO 2 -ekv 273 943 tn CO2-ekv Ekv. CO 2 -päästö / Suomeen siirretty energiayksikkö 2,6 g CO 2 -ekv/mj Energian käyttö ja päästöt yhteensä 800 772 tn CO 2 -ekv Energian käytön ja päästöjen yhteisvaikutus / Suomeen siirretty energiayksikkö 7,68 g CO 2 -ekv/mj Laskennan perusta Suomeen toimitettu maakaasumäärä siirtoputken alussa Venäjällä 3 133 396 391 m 3 (T=0 C) Toimitetun kaasun sisältämä energiamäärä Suomen rajalla 104 294 321 568 MJ Kaasun siirron ja päästöjen osalta käytettävissä oli 2014 luvut, Gazprom kokonaistuotannon osalta 2013 luvut Laskennassa käytettyjä vakioita Tuotanto (kaasu, kondensaatti ja öljy) energian kulutus 1) 12,5 m 3 /1000 m 3 tuote Kaasun siirto (gas, power) energian kulutus 1) 26,28 kgc.e./milj m 3 x km Prosessointi ja jalostus (kaasu, kondensaatti ja öljy) energian kulutus 80,2 kgc.e./1000 m 3 tce (A ton of standard coal equivalent) 2) 867 m 3 maakaasua Muuntokerroin muunnettaessa tiheyden arvo 20 C -> 0 C (Venäjä -> Suomi) 3) 0,932 Alempi- eli nettolämpöarvo, Hj (Hu) 4) 36 GJ/1000m3 Maakaasun ominaishiilidioksidipäästö 4) 55,04 gco 2 /MJ 5) GWP-kerroin, CH 4 28 1) Gazprom, Environmental Report 2014 2) Gazprom, Gazprom in figures 2009-2013, Factbook 3) Gasum, tiedonanto 4) Polttoaineluokitus 2015, Tilastokeskus 5) IPCC 2013a, Fifth Assessment Report: Climate Change 2013 (AR5), "The Physical Science Basis, chapter 8, Anthropogenic and Natural Radiative Forcing
Raportti 18 (31) 5.2. Päästöt Suomessa Gasumin toimitusketjun osalta 5.2.1. Energian käyttö Kompressoriasemilla käytetään maakaasua kaasuturbiinien energialähteenä. Vuonna 2014 maakaasua poltettiin kompressoriasemilla 0,19 % siirretystä maakaasumäärästä. Paineenvähennysasemilla maakaasua poltettiin noin 0,06 % siirretystä maakaasumäärästä. Osassa paineenvähennysasemia tarvittava lämpö tuotetaan aseman ulkopuolella muulla tavoin kuin aseman omilla maakaasukattiloilla. Nämä huomioiden paineenvähennysasemien energiankäyttö kokonaisuudessaan vastaa 0,15 % osuutta siirretystä maakaasumäärästä. Maakaasun poltosta energiantuotannossa aiheutuu päästöinä ilmaan hiilidioksidia (CO 2 ) ja typenoksideja (NO x ). Vuonna 2014 maakaasun korkeapaineisessa siirrossa syntyi CO 2 -päästöjä 14 384 tn ja NO x -päästöjä 25,5 tn. Näissä luvuissa ei ole mukana ulkopuolisen energiantuotannon aiheuttamia päästöjä vaan ainoastaan Gasumin omasta toiminnasta aiheutuvat päästöt. Kuva 6. Kompressoriasema Kouvolassa (Gasum verkkosivut, 2015) 5.2.2. Päästöt ilmaan Maakaasun korkeapaineisessa siirrossa syntyy metaanipäästöjä kompressoriasemilla sekä huoltoettä kunnossapitotöiden ja sisäpuolisten tarkastusajojen yhteydessä. Vuonna 2014 metaanipäästöt olivat 159 tn. Tämä vastaa noin 0,01 % siirretystä maakaasumäärästä. Mikäli luku muutetaan ekvivalentiksi CO 2 :ksi metaanin GWP-kertoimella, päästöksi saadaan 4 444 tn CO 2 -ekv. 5.2.3. Ilmastovaikutus Gasumin omistaman korkeapaineverkon osalta Metaanin ja hiilidioksidin yhteen lasketut kasvihuonekaasupäästöt ovat 18 828 tn CO 2 -ekv. Typenoksideilla ei ole ilmaston lämpenemisen osalta vaikutusta, eikä sille siksi ole olemassa GWP-kerrointa.
Raportti 19 (31) TAULUKKO 2. GASUMIN PÄÄSTÖT VUONNA 2014 Energian käyttö Kompressoriasemat Hiilidioksidi 11 157 tn CO 2 Typenoksidit 19,6 tn NO x Paineenvähennysasemat Hiilidioksidi 3 227 tn CO 2 Typenoksidit 5,9 tn NO x CO 2 -päästöt yhteensä 14 384 tn CO 2 Typenoksidipäästöt yhteensä 25,5 tn NO x 0 tn CO 2 -ekv CO 2 -päästöt / rajalta siirretty energiayksikkö 0,14 g CO 2 /MJ Energian tuottamiseen tarvittava maakaasumäärä 7 193 377 m 3 (T=0 C) Päästöt ilmaan ja muunnettuna ekvivalentiksi CO 2 -määräksi Maakaasunsiirtoputkiston osuudessa 50 tn CH 4 1398 tn CO 2 -ekv Kompressoriasemat Metaani 109 tn CH 4 3046 tn CO 2 -ekv Paineenvähennysasemat Metaani (sisältyy siirtoputkistolukuun) Metaanipäästöt yhteensä 159 tn CH 4 4 444 tn CO 2 -ekv Ekv. CO 2 -päästö / rajalta siirretty energiayksikkö 0,04 g CO 2 /MJ Energian käyttö ja päästöt yhteensä 18 828 tn CO 2 -ekv Energian käytön ja päästöjen yhteinen vaikutus / rajalta siirretty energiayksikkö 0,18 g CO 2 /MJ Laskennan perusta Suomen rajalle toimitettu maakaasumäärä vuonna 2014 2 897 064 488 m 3 (T=0 C) Toimitetun kaasun sisältämä energiamäärä 104 294 321 568 MJ Laskennassa käytettyjä vakioita Alempi- eli nettolämpöarvo, Hj (Hu) 4) 36 GJ/1000m 3 Maakaasun ominaishiilidioksidipäästö 4) 55,04 g CO 2 /MJ 5) GWP-kerroin, CH 4 28 4) Polttoaineluokitus 2015, Tilastokeskus 5) IPCCa 2013, Fifth Assessment Report: Climate Change 2013 (AR5), "The Physical Science Basis, chapter 8, Anthropogenic and Natural Radiative Forcing
Raportti 20 (31) 5.3. Vaikutukset toimitusketjun varrella ja vertailu kirjallisuustietoihin Yhteenveto päästömääristä Gazpromin ja Gasumin omistamien toimitusketjun osille on esitetty alla olevassa kuvassa. Kuva 7. Venäjältä Suomeen tuodun maakaasun toimitusketjun ympäristövaikutukset Kuvan luvuista havaitaan, että suurin osa toimitusketjun aikaisista ilmapäästöistä aiheutuu Venäjän puolella tapahtuvasta toiminnasta. Venäjällä sijaitsee kaasun tuotanto ja puhdistus, joita Suomessa ei ole lainkaan. Maakaasun siirrossa aiheutuvien päästöjen suuruuteen vaikuttavat siirrettävän matkan pituus ja siirtoputkessa ylläpidettävä painetaso. Näistä molemmat ovat Venäjän puoleisella siirtoosuudella suuremmat kuin Suomen puolella. Huomioitavaa on, että Suomen puolella paine voidaan laskea siirtoputken loppupäässä lähelle jakeluputkiston painetasoa. Sen sijaan Venäjän puolella paine pidetään korkeana koko siirtomatkan. Yhteenlasketut metaanipäästöt Venäjän ja Suomen puolella vastaavat noin 0,4 % siirretyn maakaasun määrästä. Tämä on selvästi alle 2,8 %, jota alhaisemmilla arvoilla maakaasun käyttö on ilmastomielessä kivihiilen polttoa edullisempi vaihtoehto (PSE Healthy Energy, 2014). Kirjallisuudesta on saatavilla kompressorien energiankäytön tunnuslukuja, joissa on arvioitu, että vuonna 2003 Venäjän pohjoisella siirtokäytävällä energiaa kompressoriasemilla on käytetty siirrettävästä maakaasumäärästä 0,33 %/100 km (Lechtenböhmer & Dienst, 2010). Tässä raportissa käytettyjen tietojen perusteella tuo luku on nykyään noin 0,23 %/100 km. Luvun pieneneminen on seurausta Gazpromin toteuttamista energiatehokkuustoimista kompressoriasemillaan. Toimitusketjun varrella merkittävimmät ilmastovaikutukset Venäjän puolella syntyvät kompressoriasemien energian käytöstä aiheutuvista CO 2 -päästöistä, jotka vastaavat Suomen rajalle toimitettua energiayksikköä kohden noin 4,3 g CO 2 /MJ (Taulukko 1). Metaanipäästöjen osuus on lähes 2,6 g CO 2 -ekv/mj. Suomen puoleisella siirto-osuudella vastaavat luvut ovat hiilidioksidipäästölle 0,14 g CO 2 /MJ ja metaanipäästölle 0,04 g CO 2 -ekv/mj (Taulukko 2).
Raportti 21 (31) 5.4. Muita ympäristövaikutuksia Metaani on erittäin helposti syttyvä aine. Tämä merkitsee sitä, että sen käsittelyyn liittyy myös tulipalo- ja räjähdysvaaran mahdollisuus. Nämä vaarat ovat toki tiedossa ja niihin on varauduttu ketjun varrella. Metaanivuodon sattuessa yleinen ohje on sulkea vuoto. Mikäli se on mahdotonta, eikä palamisesta ole ympäristölle vaaraa, annetaan palon jatkua kunnes se sammuu. Muussa tapauksessa on käytettävä sammutusaineena vesisumua, jauhetta tai hiilidioksidia. (Kansainvälinen kemikaalikortti, 2011) Metaani voi muodostaa veden kanssa korkeassa paineessa ja matalassa lämpötilassa kiinteää kaasuhydraattia. Kaasuhydraatin syntymisen estämiseksi on kaasutuotannossa käytetty metanolia (Galiulin et. al. 2009). Metanoli on myrkyllinen ja syttyvä aine (kansainvälinen kemikaalikortti, 2011). Vuototilanteissa se voi aiheuttaa ympäristövahinkoja. Metanolia käytetään useissa kohteissa maakaasuketjun varrella: tuotannossa, sellaisenaan tai seoksena veden tai pinta-aktiivisten aineiden kanssa ja maakaasun siirrossa poistamaan kosteutta vesipainetestien jälkeen. Kaasuteollisuudessa muodostuneet jätevedet, jotka usein sisältävät myös metanolia, voivat ympäristöön päästessään aiheuttaa vahinkoja. (Galiulin et. al. 2009) Kuten aiemmin mainittiin, rikin- ja typenoksideille ei ole määritelty GWP-kerrointa, sillä kyseisillä komponenteilla ei ole ilmaston lämpenemisen kannalta vaikutusta. Molemmat komponentit kuitenkin aiheuttavat ympäristön happamoitumista, alailmakehän otsoninmuodostusta sekä pienhiukkasten muodostumista, ja vaikuttavat negatiivisesti ilmanlaatuun. Ilmanlaatua seurataan Suomessa mittausasemaverkoston avulla. Mittaustulokset ovat julkisia ja ne esitetään verkkosivuilla http://www.ilmanlaatu.fi/index.php. (Ilmanlaatuportaali, 2015)
Raportti 22 (31) 6. Pitkän aikavälin tulosten vertailu 6.1. Tulosten vertailu vuosien 2012 ja 2010 tietoihin Taulukkoon 3 on koottu päästöarvoja toimitusketjun eri osille Venäjän ja Suomen puolella Suomen rajalle siirrettyä energiayksikköä kohden. Taulukko 3. Laskennallisten kasvihuonekaasupäästöjen vertailu vuoden 2014, -12 ja -10 tietojen välillä Venäjä 2014 2012 (Neste Jacobs, 2014) (Ruonakoski, 2011) 2010 g CO 2 - ekv/mj % g CO 2 - ekv/mj % g CO 2 - ekv/mj % Kaasun tuotannon CO 2 -päästöt 1) 0,74 9,4 0,78 8,7 0,08 0,9 Kaasun siirron CO 2 -päästöt 2) 4,31 54,8 5,14 57,6 5,6 62,0 Muut CO 2 -päästöt 3) 0,04 0,5 0,07 0,8 - - CH 4 -päästöt 4) 2,59 33,0 2,74 30,7 3,01 33,3 Suomi Kaasun siirron CO 2 -päästöt 5) 0,14 1,8 0,16 1,8 0,29 3,2 CH 4 -päästöt 5) 0,04 0,5 0,05 0,5 0,005 0,5 7,86 100,0 8,94 100,0 9,03 100,0 Vertailuarvo: Maakaasun poltosta syntyvä CO 2 -päästö 55,04 g CO 2 /MJ 1) Vuosien 2014 ja 2012 tietoihin perustuvissa laskelmissa arvo on laskettu Suomeen tuotavan maakaasumäärän tuottamiseen tarvittavan energiakulutuksen mukaan oletuksella, että koko energiamäärä on tuotettu maakaasulla Vuoden 2010 arvossa on mukana vain soihdutuksessa syntynyt CO 2 -päästö 2) Vuosien 2014 ja 2012 tietoihin perustuvissa laskelmissa arvo laskettu Suomeen tuotavan maakaasumäärän siirtoon tarvittavan energiakulutuksen mukaan oletuksella, että koko energiamäärä on tuotettu maakaasulla Vuoden 2010 arvossa on mukana siirtoon tarvittavan energian tuotosta syntynyt CO 2 -päästö 3) Vuosien 2014 ja 2012 tietoihin perustuvissa laskelmissa arvo on suhteutettu Gazpromin kokonaispäästöistä Suomeen tuotavaa maakaasumäärää kohden Vuonna 2010 CO 2 -päästöt on ilmoitettu tuotannolle ja kaasun siirrolle 4) Vuosien 2014 ja 2012 tietoihin perustuvissa laskelmissa arvo on suhteutettu Gazpromin kokonaispäästöistä Suomeen tuotavaa maakaasumäärää kohden Vuoden 2010 arvossa mukana on siirto, voimantuotanto ja maanalaiset säiliöt 5) Vuosien 2014 ja 2012 arvio on korkeapaineiselle siirtoverkolle
Raportti 23 (31) Laskentamenetelmiltään yhteneväisistä vuosista 2014 ja 2012 nähdään, että toimitusketjusta aiheutuvien laskennallisten kasvihuonekaasupäästöjen määrä siirrettyä energiayksikköä kohti on laskenut noin 12 % verrattuna vuoteen 2012. Taulukosta havaitaan myös, että tulokset ovat suuruusluokaltaan samaa tasoa eri vuosina. Jos laskelmien takana olevia lukuja tarkastellaan lähemmin, havaitaan, että joissakin tapauksissa vuoden 2010 lukuarvot kuvaavat eri tilanteita. Gazpromin metaanipäästö on vuoden 2010 luvuissa arvioitu kertoimien avulla maakaasun siirrolle, voimantuotannolle ja maanalaiselle varastoinnille. Vuosien 2012 ja 2014 arvot on laskettu suhteuttamalla Gazpromin koko yhtiötä koskevista tiedoista vastaamaan Suomeen tuotavaa maakaasumäärää. Joka tapauksessa, molemmilla tavoilla ilmastovaikutuksen suuruus siirrettyä energiayksikköä kohden on samaa suuruusluokkaa, kuitenkin uudella laskentamenetelmällä hiukan pienempi. Vuosien 2012 ja 2014 laskelmissa CO 2 -päästöt arvioitiin samalla suhteuttamisperiaatteella kuin metaanipäästöt. Vuoden 2010 osalta vastaavaa lukua ei ollut käytettävissä. Vuonna 2010 maakaasun tuotantoon liittyvässä CO 2 -päästöarviossa on ollut mukana vain soihdutuksesta aiheutuva päästö. Vuonna 2014 oli käytettävissä Gazpromin raporteissa julkaisema energiankulutuskerroin, jota soveltamalla saatiin tässä raportissa ilmoitettu CO 2 -päästövaikutus tuotannolle. Ottaen huomioon lukujen tausta on ymmärrettävää, että vuoden 2014 laskennassa arvo on suurempi kuin vuoden 2010. Sen sijaan soihdutuksesta aiheutuneet CO 2 -päästöt ovat todennäköisesti mukana Gazpromin CO 2 -päästöissä. Maakaasun siirtoon tarvittavan energian määrän arvioimiseen oli vuodelle 2010 käytetty saatavilla olleita kertoimia. Vuodelle 2014 oli saatavilla Gazpromin julkaisema energiankulutuskerroin. Siirrossa aiheutuneet CO 2 -päästöt ovat samaa suuruusluokkaa, joskin vuonna 2014 hiukan pienemmät kuin vuonna 2010 ja 2012. Venäjän puolella metaanipäästöissä ja kaasun siirron energiatarpeessa nähtävä aleneminen on linjassa Gazpromin ilmoittamien ympäristö- ja energiansäästöohjelmien kanssa. Siirrossa käytetyn energiankulutuksen pienenemistä tukee myös edellisessä kappaleessa arvioitu energiantarve/100 km laskelma. Suomen puoleisen siirtoketjun arvioimiseen liittyvät luvut ja niiden taustalla olevat toiminnot on voitu tarkistaa Gasumin kanssa käydyissä keskusteluissa. Voidaan todeta, että Gasum on pystynyt pienentämään omalla osuudellaan tapahtuvan kaasunsiirron energiakulutusta. Taustalla tässä on esimerkiksi optimaalinen kompressorien ajotapa, joka hyödyntää tarvittaessa Venäjän puolella Severnajan kompressoriasemalla tuotettua painetta. Gasum voi siis ostaa painetta Venäjältä. Niissä tapauksissa, joissa Suomeen tuotu maakaasu menee suoraan polttoon heti korkeapaineverkon jälkeen ilman metaanipäästöjä tai muita häviöitä jakeluverkossa, tuottaa putkesta ulostuleva maakaasumäärä hiilidioksidia energiayksikköä kohden maakaasun ominaishiilidioksidipäästön verran, eli 55,04 g CO 2 /MJ. Kaasuyhdistyksen mukaan vuonna 2012 matalapaineisen paikallisjakelun osuus maakaasun kokonaiskäytöstä oli 5,8 % (Energiavirasto, 2014). Taulukossa 4 on esitetty vain Gasumin korkeapaineputkiston hallinnasta aiheutuvat päästövaikutukset ja oletettu, että kaasun käyttö on heti korkeapaineisen siirtoverkon jälkeen ilman häviöitä.
Raportti 24 (31) Taulukko 4. Päästöjakauma, käyttö mukaan luettuna 2014 2012 (Neste Jacobs, 2014) (Ruonakoski, 2011) 2010 g CO 2 - % g CO 2 - % g CO 2 - % ekv/mj ekv/mj ekv/mj Venäjän toiminnot 1) 7,68 12,2 8,73 13,6 8,69 13,6 Suomen toiminnot 1) 0,18 0,3 0,21 0,3 0,34 0,5 Käyttö 2) 55,04 87,5 55,04 86,0 55,04 85,9 62,97 100,0 63,98 100,0 64,07 100,0 1) Vuoden 2014 ja 2012 arvot on suhteutettu toimitetun kaasun sisältämään energiamäärään Suomen rajalla. 2) Oletettu, että käyttö on heti korkeapaineisen siirtoverkon jälkeen ilman häviöitä. Tällöin voidaan käyttää maakaasun ominaishiilidioksidipäästökerrointa 55,04 g CO 2 /MJ.
Raportti 25 (31) 7. Päästöjen hallinta 7.1. Venäjän alueella, Gazprom OAO Gazpromin ympäristöjärjestelmä jakaantuu kahteen pääalueeseen, ympäristönsuojeluun (Environmental Protection) ja energiatehokkuuteen (Energy Efficiency). Vuonna 2011 järjestelmä sertifioitiin kansainvälisen standardin ISO 14001:2004 mukaisesti. Sertifiointiauditoinnin teki Det Norske Veritas (DNV). DVN on auditoinut järjestelmän uudelleen viimeksi lokakuussa 2014, jolloin järjestelmän todettiin noudattavan standardin vaatimuksia. (Gazprom, Environmental Report 2014) Gazprom ilmoittaa toteuttaneensa energiansäästöohjelmia vuodesta 1991 alkaen. Tehostustoimia tällä saralla jatketaan edelleen. Gazprom ilmoittaa ympäristötavoitteekseen vuosille 2014-2016 kuusi kohtaa, joissa verrataan kehitystä vuoden 2011 tasoon. Kuudesta tavoitteesta viisi on osoittanut positiivista kehitystä vuoden 2014 loppuun mennessä. (Gazprom, Environmental Report 2014) Taulukko 5. Gazprom ympäristöohjelman tavoitteet Muutos verrattuna vuoteen 2011 1. Metaanipäästöjen vähentäminen runkoputkien korjauksen -7,3 % yhteydessä 2. NO x päästöjen vähentäminen kompressoreilta -10,5 % 3. Jätteen määrän vähentäminen ja puutteellisesti käsitellyn -13,3 % veden pintavesiin päästämisen vähentäminen 4. Kaatopaikkajätteen vähentäminen -10,5 % 5. Vähentää päästömäärien ylittämisestä aiheutuvia +97,5 % maksuja 6. Omien prosessien kaasun kulutuksen vähentäminen -21,8 % Vuonna 2014 merkittävimmät parannukset saavutettiin vähentämällä runkolinjojen korjauksen ja alasajojen yhteydessä tapahtuvia metaanipäästöjä työmenetelmien muutoksella, tehostamalla kaasuntuotantoa lähteistä tuotantotaukojen jälkeen, modernisoimalla kaasukompressoreiden polttimia, uudistamalla ajoneuvojen polttoainevalikoimaa sekä vähentämällä öljyn ja kaasukondensaatin tuotannon yhteydessä syntyvän kaasun (APG) soihduttamista. Gazprom ilmoitti APG:n hyödyntämisasteeksi 84,2 % ja soihduttavansa APG-kaasua vuonna 2014 noin 2,5-kertaisen määrän verrattuna Suomeen tuotavan maakaasun määrään. (Gazprom, Environmental Report 2014) Gazprom on keskittynyt toimimaan energianhallintajärjestelmän ISO 50001:2011 mukaisesti. Vuonna 2014 on jatkettu vuosille 2011 2020 tehtyä 'OAO Gazprom energian säästö- ja energiatehokkuusohjelma' -linjausta ja saavutettu noin 20 TWh vähennys FER (Fuel and Energy Resources) käytössä. Vähennys kattaa yli 2 mrd m 3 n maakaasua, 250 GWh sähköenergiaa ja 275 GWh lämpöenergiaa. Ohjelman tavoitteena on saavuttaa vuoteen 2020 mennessä noin 230 TWh energiansäästö. (Gazprom, Environmental Report 2014)
Raportti 26 (31) 7.2. Suomen alueella, Gasum Gasumilla on sertifioitu toimintajärjestelmä, joka pitää sisällään laatu-, ympäristö- ja turvallisuusjohtamisjärjestelmät, ja se noudattaa ISO 9001:2008, ISO 14001:2004 ja OHSAS 18001:2007 standardeja. (Gasum verkkosivut, 2015) Toimintajärjestelmän vaatimuksenmukaisuutta seurataan vuosittain sekä yhtiön sisäisillä että ulkoisen toimijan suorittamilla arvioinneilla. Gasum on myös parhaillaan sisällyttämässä olemassa olevaan toimintajärjestelmäkokonaisuuteen ISO 50001:2011 mukaista energianhallintajärjestelmää. (Gasum tiedonanto, 2015) Gasum pystyy omilla toimillaan vaikuttamaan Suomen puolen ympäristöpäästöihin maakaasun siirtojärjestelmän osalta. Näistä kerrotaan seuraavassa. 7.2.1. Kaasuvuotojen havaitseminen ja varotoimet Vuoden 2015 alusta alkaen Gasum pystyy entistä tarkemmin ja nopeammin havaitsemaan mahdolliset siirtoputkiston kaasuvuototilanteet uuden, vuonna 2014 asennetun, valvontajärjestelmän ansiosta. Gasumin keskusvalvomo valvoo kaasun siirtoverkon tilaa ja toimintaa keskeytyksettä ympäri vuorokauden. (Gasum verkkosivut, 2015) Kaasuvuotojen havaitsemista helpottaa myös maakaasuun lisättävä hajustus. Hajusteaine lisätään keskitetysti Mäntsälästä Tampereen haaran putkistoon ja muilta osin paineenvähennysasemilla. Hajusteaineen käyttö helpottaa vuotojen havaitsemista toimitusketjun kaikissa kohteissa. Päästöjen hallintaan voidaan lukea myös paineenvähennysasemilla olevat kaasuvuotohälyttimet, automaattiset turvalaitteet ja kaukovalvontalaitteet sekä aseman ulkopuolella olevat pääsulkuventtiilit. Verkoston käyttöturvallisuutta lisäävät 8-32 km välein sijaitsevat venttiiliasemat, joiden linjasulkuventtiileillä voidaan tarvittaessa katkaista kaasun siirto ja jakelu sekä tyhjentää putki maakaasusta ulospuhaltamalla. Siirtoverkoston valvonta- ja hälytystiedot menevät keskitetysti linkkiasemilta Kouvolan keskusvalvomoon, jossa niihin voidaan tarvittaessa reagoida. (Gasum verkkosivut, 2015) Markkinoilla on saatavilla lukuisia erilaisia laitteistoja ja tekniikoita kaasuvuotojen havainnointiin, niin putkilinjojen tarkastukseen kuin laitosalueen havainnointiin. Hajapäästöjä pystytään havainnoimaan tarkemmin ja siten kohdistamaan niihin myös korjaustoimia. Toimijat seuraavat aktiivisesti tekniikoiden kehitystä ja hyödyntävät tarkentuneen havainnoinnin mahdollisuuksia.