Laivat seilaavat kohti puhtaampaa tulevaisuutta

Suomi on sitoutunut vähentämään liikenteen päästöjä niin maalla, merellä kuin ilmassakin. Liikenne- ja viestintäministeriö sekä ympäristöministeriö julkaisivat sitoumuksen Glasqow’n ilmastokokouksessa marraskuussa 2021 hiilettömästä merenkulusta, eli kasvihuonepäästöttömistä merikuljetusyhteyksistä vuoteen 2050 mennessä.

Merenkulku on maailmankaupan selkäranka

Merillä kulkee yli 50 000 kauppa-alusta, jotka kuljettavat 90 % maailmankaupasta.  Maailmankauppa on keskeytyksettä jatkanut kasvuaan toisen maailmansodan jälkeen, joskin kesän 2008 finanssikriisi, maailmantalouden hidastuminen vuosina 2015–2016 ja tämänhetkinen koronaepidemia ovat hidastaneet kasvua merkittävästi.

Maailmankauppa hidastui 8 % ja alusten satamakäynnit laskivat noin 10 % vuonna 2020. Maailman kauppajärjestö (WTO) ennustaa bruttokansantuotteen kasvavan kuitenkin 5,3 % ja tavarakaupan 10,8 % vuonna 2021.

Keulat kohti kestävän kehityksen väylää

Liikenteen, eli kumipyörien, ilmailun ja merenkulun tuottamat kasvihuonepäästöt vastaavat neljännestä (25 %) maailmanlaajuisista ilmanpäästöistä. Laivaliikenteen aiheuttamat päästöt ovat kuitenkin lähes 3 % kaikista kasvihuonepäästöistä ja 12 % kaikista liikenteen aiheuttamista ilmapäästöistä.

Yhdistyneet kansakunnat (YK) hyväksyi vuonna 2015 Agenda 2030 -tavoiteohjelman, jolla tähdätään seitsemäntoista kestävän kehityksen tavoitteeseen (Sustainable Development Goals, SDGs). Näillä tavoitteilla pyritään poistamaan köyhyyttä ja ottamaan huomioon ympäristö, talous ja ihminen tasavertaisesti maailman muuttamiseksi.

YK:n Emission Gap Report 2021 -julkaisun mukaan ilmastotoimet ovat tällä hetkellä enemmän heikkoja lupauksia kuin todellisia toimia. Jos mitään ei tapahdu vuosisadan loppuun mennessä, ilmasto lämpenee 2,7 Celsius-astetta. Tämä aiheuttaa äärimmäisiä sääilmiöitä; tulvia, kuivuutta, maastopaloja, hurrikaaneja ja helleaaltoja.

Lämpenemisen rajoittamiseksi 1,5 Celsius-asteeseen vuonna 2050 tarpeemme on vähentää kasvihuonekaasuja (Greenhouse Gases, GHG) 55 % vuoteen 2030 mennessä. Tunnetuin ilmastoa lämmittävä kasvihuonekaasu on hiilidioksidi (CO2), ja muita merkittäviä ovat metaani (CH4) ja typpioksidi (N2O). Erittäin haitallisia ovat myös fluorihiilivedyt. Päästäksemme vain 1,5 Celsius-asteen ilmaston lämpenemiseen, tulee kasvihuonekaasupäästöjen olla nolla vuonna 2050.

Merenkulkutalous nojaa kansainvälisiin sääntöihin ja määräyksiin

Merenkulkualaan kohdistuu julkisia paineita kasvihuonekaasupäästöjen vähentämiseksi. Kansainvälinen YK:n alainen merenkulkujärjestö (International Maritime Organization, IMO) on kestävän kehityksen tavoitteen (13. Ilmastotekoja) mukaisesti toteuttamassa merenkulun strategian päästöttömäksi vuoden 2050 jälkeen. IMO:n strategia on tällä hetkellä vähentää kasvihuonepäästöjä vuoden 2008 tasosta puoleen vuoteen 2050 mennessä.

Työkaluina puhtaampaan merenkulkuun IMO on esittänyt muun muassa kansainvälistä MARPOL-yleissopimusta laivojen aiheuttaman pilaantumisen estämiseksi, uusia laivoja varten kehitettyä energiatehokkuus suunnitteluindeksi EEDI:ä ja myös olemassa olevien alusten energiatehokkuuden SEEMP-hallintasuunnitelmaa. Alukset raportoivat myös käyttämänsä polttoaineen tyypin ja sen kulutuksen lippuvaltioilleen.

Vähäpäästöistä strategiaa täydentävät kansalliset toimintasuunnitelmat, teknologiset innovaatiot, satamatoiminnot, tutkimus ja kehitys, sekä vähähiilisten polttoaineiden käyttäminen alusten polttoaineena. Euroopan komission kasvihuonepäästöjen vähentämisen strategia koostuu seurannasta, raportoinnista ja todentamisesta (Monitoring, Reporting and Verification, MRV).

Tällä hetkellä useat merenkulun sidosryhmät pyrkivät vaikuttamaan IMO:n aikaisempaan päätökseen puolittaa hiilidioksidipäästöt vuoteen 2050 mennessä siten, että hiilidioksidipäästöt vähennettäisiin nollaan samassa ajassa kansainvälisessä merenkulussa.

Yhtenä ratkaisuna todetaan, että hiilidioksidipäästöttömässä merenkulussa on viisi vaihetta: vaihtoehtoisten polttoaineiden kehitys, tekninen kehitys aluksissa, asiakkaiden kysyntä ympäristöystävällisempiin ratkaisuihin, rahoitussektorin osallistuminen ja politiikka sekä alan sääteleminen.

Investointien arvioidaan tulevan sekä yksityisiltä, että julkisilta rahoitusorganisaatioilta – rahoituksen tarve lienee 20-40 miljardia dollaria vuosina 2020-2030. Maailmanpankin arvion mukaan hiilidioksidipäästöjen vähentämisen kokonaiskustannus voi olla jopa 1-1,9 biljoonaa dollaria merenkulkualan saamiseksi nettonollapäästöiseksi.

Merenkulkuala kestävän kehityksen liiketoiminnaksi

IMO rajoitti rikkipäästöjä maailmanlaajuisesti 3,5 prosentista 0,5 prosenttiin vuoden 2020 alusta. SECA-rikkipäästöjen valvonta-alueilla, johon Itämerikin kuuluu, rikkipitoisuuden raja on ollut 0,1  % jo vuoden 2015 alusta lähtien.  Tämä suojelee ihmisten terveyttä, sekä parantaa ilmanlaatua ja ympäristöä lähellä rannikkoa ja satamia.

Osa aluksista siirtyi käyttämään vähärikkisiä polttoaineita, osalla laivoista on asennettu savukaasupesureita, joita kutsutaan ”scrubbereiksi”. Savukaasupesurit poistavat pakokaasuista rikin ja pienpartikkeleita, eli hiukkasia.

Monet uudisrakennusalukset ovat valinneet polttoaineekseen nesteytetyn maakaasun (Liquified Natural Gas, LNG), joka on fossiilinen polttoaine. LNG:n saatavuus on hyvä suurimmissa satamissa. Nykyaikaiset laivakoneet vähentävät kasvihuonepäästöjä noin 23 %, rikkidioksidipäästöt ja pienhiukkaset lähes kokonaan, sekä typenoksideista noin 80  %.

LNG:n sanotaan kuitenkin olevan välivaiheen ratkaisu merenkulkualan päästöjen minimoimiseksi. LNG:n kääntöpuoli on sen ollessa nesteytettyä metaania, joka on pahempi kasvihuonekaasu kuin hiilidioksidi.

Palamaton metaanivuoto, joka vapautuu laivan koneesta, maakaasun jakelusta ja sen louhinnasta, on 36 kertaa vaarallisempaa kasvihuonekaasua ilmakehälle kuin hiilidioksidi. Metaanipäästöjen vähentäminen alentaa maapallon lämpötilaa nopeasti, sillä elinikä metaanilla on lyhyempi kuin hiilidioksidilla ilmakehässä.

Mikä tulevaisuuden polttoaineeksi laivoille?

Julkinen paine ja yhteinen huoli ilmaston lämpenemisestä motivoivat merenkulkualaa hillitsemään hiilidioksidipäästöjä. Vaihtoehtoisia aluksien nollahiilisiä polttoaineita on lukuisia, joita jatkossa tuotetaan aurinko- ja tuulivoimalla.

”Net-zero”, eli nettonollahiilittömät polttoaineet poistavat hiilidioksidia tulevaisuudessa tuotannon aikana yhtä paljon kuin vapauttavat sitä kulutuksen aikana. Näitä ovat biopolttoaineet, ammoniakki, vety ja synteettiset hiilidioksidipohjaiset bunkkeripolttoaineet.

Nestekaasu (Liquified Petroleum GAS, LPG) on propaanista ja butaanista sekoitettu kaasu, jota käytetään kotitalouksissa ruoanlaitossa ja grilleissä. LPG vähentää koko elinkaarensa aikana 17  % kasvihuonepäästöjä verrattuna raskaaseen polttoaineeseen (Heavy Fuel Oil, HFO).

Metanoli on puolestaan alkoholipohjainen polttoaine, jossa on korkein vety- ja alhaisin hiilipitoisuus. Metanolia valmistetaan maakaasusta, hiilestä ja paperiteollisuuden mustalipeästä, sekä maatalous- että metsäjätteistä.

Biopolttoaineet, kuten biometaani, bioetanoli ja biometanoli voidaan valmistaa sokerista, tärkkelyksestä, tai kasveista. Toisen sukupolven biopolttoaineet tuotetaan jätteistä ja puuviljelmistä. Kolmannen sukupolven biopolttoaineet tuotetaan vedessä olevista organismeista, käyttämällä valoa, vettä, hiilidioksidia ja muita kemikaaleja. Merilevä on yksi mahdollinen tulevaisuuden raaka-aine kestäväksi biodieseliksi tai biokaasuksi.

Ihmisille ja eläimille vaarallista ammoniakkia pidetään yhtenä ratkaisuna hiilidioksidivapaana polttoaineena. Vety puolestaan on hajuton ja myrkytön kaasu, jonka energiapitoisuus on kolme kertaa enemmän kuin raskaalla polttoöljyllä. Vetyä tuotetaan nykyisin maakaasusta, mutta uusiutuvan energian avulla tai maakaasulla voidaan tuottaa tulevaisuudessa päästötöntä merenkulun polttoainetta. Akkuteknologia kehittyy voimakkaasti, joskin ratkaistavaksi jää akkujen lataaminen paikallisen sähköverkon kautta.

Tällä hetkellä viisasten kiveä ei vielä ole löytynyt laivojen tulevaisuuden polttoaineeksi. Todellisuus on kuitenkin se, että kasvihuonekaasut tulee minimoida ilmakehän lämpötilan laskemiseksi. LNG ymmärretään nyt ensimmäiseksi askeleeksi siirtymisessä ympäristöystävällisiin polttoaineisiin.

Teknisiä ratkaisuja kehitteillä

IMO:n strategian lisäksi tulee huomioida myös tekniset, toiminnalliset ja innovatiiviset ratkaisut kasvihuonekaasujen pienentämiseksi. Aluksen runko ja kansiratkaisut suunnitellaan nykyisin tehokkaimmiksi ja parantamaan aluksen kapasiteettia.

Alus voidaan rakentaa kevyemmäksi komposiittimateriaaleilla ja uudet teknologiset pinnoitusmaalit, hukkalämmön talteenotto sekä kehittyneet propulsiojärjestelmät voivat parantaa suorituskykyä. Auringon ja tuulivoiman käyttöönottoa suunnitellaan. Nopeuden, aluksen trimmin ja reitin optimoinnilla voidaan parantaa kestävyyttä.

Nyt on oikea aika toimia paremman tulevaisuuden puolesta.