Jari M. Lahtinen Laivojen pakokaasupäästöjen vähentäminen 18.05.2010 YMPÄRISTÖTEHOKKAAT MOOTTORIT VTT, Espoo
Tuulivoimaa 17.5.2010 VTT, Moottoritekniikan seminaari, 18.05.2010, Laivojen pakokaasupäästöjen vähentäminen, J.M. Lahtinen 2
Hiilivoimaa 17.5.2010 VTT, Moottoritekniikan seminaari, 18.05.2010, Laivojen pakokaasupäästöjen vähentäminen, J.M. Lahtinen 3
Dieselvoimaa Laivojen pakokaasupäästöjen vähentäminen pakokaasupesurin avulla Tutkimuksen tausta ja tavoitteet Mittausprojekti MT Suulalla Tuloksia Keskustelua 17.5.2010 VTT, Moottoritekniikan seminaari, 18.05.2010, Laivojen pakokaasupäästöjen vähentäminen, J.M. Lahtinen 4
Tutkimuksen tausta Ympäristöä on suojeltava Laivaliikenne aiheuttaa globaalia ja myös paikallista ympäristökuormitusta Laivan välittömät päästöt suuntautuvat ilmaan ja veteen; osa ilmaan joutuvista saasteista kuormittaa myöhemmin maaperää ja vesistöjä Laivojen pakokaasupäästöjä rajoitetaan pääosin kansainvälisillä säädöksillä; erityisvesialueilla on valtameriä tiukemmat päästörajat Korkealaatuisilla polttoaineilla (dieselöljy) saavutetaan helpommin säädetyt pakokaasujen päästörajat, mutta tällaiset polttoaineet ovat kalliita Toisena vaihtoehtona on käyttää polttoaineena huonolaatuista ja halpaa raskasöljyä (hinnat 19.04.2010 Rotterdamissa 725 / 472 per tonni) sekä puhdistaa syntyneet pakokaasut vastaamaan tiukentuvia päästörajoja Vaihtoehto kaksi edellyttää varustamolta laiteinvestointeja mutta tehtyjen investointien tuotto voi olla erinomainen 17.5.2010 VTT, Moottoritekniikan seminaari, 18.05.2010, Laivojen pakokaasupäästöjen vähentäminen, J.M. Lahtinen 5
Öljynjalostusprosessi 17.5.2010 VTT, Moottoritekniikan seminaari, 18.05.2010, Laivojen pakokaasupäästöjen vähentäminen, J.M. Lahtinen 6
Dieselmoottorin pakokaasujen koostumus Ilmaa Typpeä Happea Vesihöyryä Vähäisessä määrin muita kaasuja Hiilimonoksidia ja hiilidioksidia Hiilivetyjä Typen oksideja Rikin oksideja Metalleja ym. Vettä Pakokaasun seassa on myös kiinteitä partikkeleja 17.5.2010 VTT, Moottoritekniikan seminaari, 18.05.2010, Laivojen pakokaasupäästöjen vähentäminen, J.M. Lahtinen 7
Laivapolttoaineen sallittu rikkipitoisuus tulevina vuosina 4,5% Wärtsilä Oy, Marko Lehikoinen, 2009 3,5% Global 1,5% 1,0% 0,5% 0,1% ECA EU ports 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 17.5.2010 VTT, Moottoritekniikan seminaari, 18.05.2010, Laivojen pakokaasupäästöjen vähentäminen, J.M. Lahtinen 8
Pakokaasupesurin toimintaperiaate, makeavesipesuri Exhaust Gas ph Wärtsilä Oy, Torbjörn Henriksson, 2009 NaOH unit ph Scrubber Fresh water Water Treatment Cooling Process tank Holding tank Seawater Sludge tank 17.5.2010 VTT, Moottoritekniikan seminaari, 18.05.2010, Laivojen pakokaasupäästöjen vähentäminen, J.M. Lahtinen 9
Tutkimuksen sisältö Tutkimuksella pyritään vastaamaan kysymykseen: "Milloin on perusteltua asentaa laivaan pakokaasupesuri?" Ongelmaa voidaan lähestyä useasta eri näkökulmasta tekninen tarkastelu (laaja aihepiiri) taloudellis-kaupallinen analyysi ympäristövaikutusten arviointi logistinen lähestymistapa Pakokaasupesurin laiva-asennuksen vaihtoehtoja ovat raskaan polttoöljyn korvaaminen rikittömällä tisleellä aluksen siirtäminen toiselle liikennealueelle tie- ja kiskoliikenteen käyttö kuljetuksiin lainsäädännön mahdollinen viivästyminen ja muuttuminen Tutkimuksessa ei käsitellä pakokaasupesurin teoriaa eikä sen prosessitekniikkaa 17.5.2010 VTT, Moottoritekniikan seminaari, 18.05.2010, Laivojen pakokaasupäästöjen vähentäminen, J.M. Lahtinen 10
Pesurin laiva-asennus Uusi laiva tai jälkiasennus Tilantarve ja laitesijoittelut Paino- ja painopiste Moottorin ja pesurin yhteensovittaminen Laitteiston energiankulutus Säiliökapasiteetit, toimintasäde Lipeä Makea vesi Jätevesi Liete (sludge) Materiaalikysymykset ja laitevalinnat Laitteiston käytettävyys 17.5.2010 VTT, Moottoritekniikan seminaari, 18.05.2010, Laivojen pakokaasupäästöjen vähentäminen, J.M. Lahtinen 11
Mittausprojekti Makeavesipakokaasupesurin prototyyppi on asennettu Neste Oil Oy:n säiliöalus Suulaan ja tällä pesurilla on tehty mm. seuraavia kokeita: Sertifiointimittaukset Pakokaasun koostumuksen mittaukset Partikkelimittaukset Melutestit Korroosiotestit Pakokaasupilven arviointi Jätevesimittauksia 17.5.2010 VTT, Moottoritekniikan seminaari, 18.05.2010, Laivojen pakokaasupäästöjen vähentäminen, J.M. Lahtinen 12
Toiminnallisia rajoituksia säiliöaluksella Laitteiston asennustyön ja mittausten aikana Suula oli normaalisti liikenteessä Seuraavat turvallisuustekijät oli huomioitava aluksella Kulku- ja työlupalupakäytäntö Muiden kuin ex-suojattujen sähkölaitteiden käyttö ulkotiloissa oli kiellettyä Tulityöt olivat sallittuja vain merellä laivan työpajassa Henkilökohtaisten suojavälineiden käyttö oli pakollista Tiukka alkoholipolitiikka Mittausjärjestelyt Moottoritehon säätö oli hankalaa Laivalla ei ollut kiinteitä aikatauluja eikä vakioreittiä Materiaalien, henkilöiden ja tarvikkeiden logistiikka vaati ponnisteluja Majoituskapasiteetti oli rajallista Merenkäynti ja sääolot aiheuttivat ajoittain työskentelyvaikeuksia 17.5.2010 VTT, Moottoritekniikan seminaari, 18.05.2010, Laivojen pakokaasupäästöjen vähentäminen, J.M. Lahtinen 13
Epäonnistunutta riskienhallintaa säiliöaluksella 17.5.2010 VTT, Moottoritekniikan seminaari, 18.05.2010, Laivojen pakokaasupäästöjen vähentäminen, J.M. Lahtinen 14
Tutkimustuloksia Pakokaasupesuri toimii tehokkaasti; raskaan rikkipitoisen polttoöljyn käyttö laivoissa on mahdollista myös tulevaisuudessa Jätevesien määrä ja laatu täyttävät niille asetetut normit Kosteat pakokaasut eivät aiheuta hapanta sadetta ISO8178-menelmällä mitattuna pakokaasujen partikkelimäärä laskee pesurissa Dieselmoottori toimii ongelmitta yhdessä pakokaasupesurin kanssa 17.5.2010 VTT, Moottoritekniikan seminaari, 18.05.2010, Laivojen pakokaasupäästöjen vähentäminen, J.M. Lahtinen 15
Havaintoja ja tulevia jatkoselvityksiä Varustamot ovat varauksellisia uusien teknologioiden käyttöönotossa Lainsäädännön ja myös muiden säädösten tuleva kehittyminen aiheuttaa epävarmuutta Pakokaasun koostumuksen sijaan pesurien jätevesiasiat ovat nousseet ympäristökysymyksien keskeisimmäksi aiheeksi Laitteistojen kehitystyö etenee ja uusia tutkimusprojekteja on valmistelussa Future Combustion Engine Power Plant hankkeessa tullaan tutkimaan ns. hybridipesurin (meri- ja makeavesipesurin yhdistelmä) ominaisuuksia. Pakokaasujen kokonaisvaltainen hallinta nähdään tärkeäksi tavoitteeksi (moottori, katalysaattori, pakokaasukattila, pakokaasupesuri ) 17.5.2010 VTT, Moottoritekniikan seminaari, 18.05.2010, Laivojen pakokaasupäästöjen vähentäminen, J.M. Lahtinen 16
Pakokaasupesuri toiminnassa 17.5.2010 VTT, Moottoritekniikan seminaari, 18.05.2010, Laivojen pakokaasupäästöjen vähentäminen, J.M. Lahtinen 17