Mittauksilla kiinni merenkulun päästövähennyksiin

Merenkulun päästövähennykset ovat nousseet viimeisien vuosien aikana keskusteluun, kun Euroopan unioni on suunnittelemassa merenkulun ottamista mukaan päästökauppaan. Mittaustiedon ja arviointityökalun avulla merenkulun päästövähennyksiä voidaan tarkastella myös tästä näkökulmasta.

Vähähiilisten polttoaineiden käyttöönottoa merenkulussa edistetään Euroopan unionin FuelEU Maritime -ehdotuksessa, jossa on tarkoitus huomioida eri vaihtoehtojen elinkaaren aikaiset päästöt. Xamkissa ollaan alusten päästömittauskokemusten ja kehitetyn arviointityökalun avulla tutkittu nykytilannetta ja luotu katsaus tuleviin muutoksiin.

EU:n lisäksi kansainvälisessä merenkulkujärjestö IMO:ssa yritetään tällä hetkellä sopia tulevista päästövähennyksistä, kun sen kasvihuonekaasustrategiaa päivitetään parhaillaan. Prosessi ei kuitenkaan ole helppo, sillä näkemyserot ovat valtavat.

Suurimmat erot kunnianhimoisten ja ei-kunnianhimoisten maiden välillä liittyvät aikatauluun. Kunnianhimoiset maat haluavat selkeät aikaikkunat edellytetyille toimille, siinä missä ei-kunnianhimoisille riittää tavoitteiden toteaminen. Aiheeseen liittyvä vastustus liittyy ennen kaikkea pelkoon tasapuolisen kilpailutilanteen vaarantumisesta: merikuljetukset ovat avainasemassa globaaleissa logistiikkaketjuissa, ja monet maat ovat erittäin riippuvaisia ulkomaankaupasta.

Meriliikenne on Suomenkin ulkomaankaupan pääasiallinen logistiikkaväylä. Huoltovarmuus onkin noussut Ukrainan sodan seurauksena muodostuneen energiakriisin takia merkittävään asemaan. Kaakkois-Suomi on maantieteellisenä alueena potentiaalinen uusien polttoainevaihtoehtojen valmistaja.

Lappeenrannan teknillisen yliopiston tuoreen selvityksen mukaan synteettisten polttoaineiden tuotannolla voitaisiin saavuttaa Kaakkois-Suomen alueella merkittäviä synergiaetuja niin uusien työpaikkojen luonnin kuin ympäristönsuojelutavoitteidenkin näkökulmasta. Alueen raskas teollisuus tuottaa paljon hiilidioksidia, teollisuusinfran seurauksena alueella on vahva sähköverkko, kaasun siirtoon soveltuva infrastruktuuri, ja HaminaKotkan satama on merkittävä logistiikka-alan toimija. Uusille polttoainevaihtoehdoille tarvitaan kuitenkin markkinoita, ja meriliikenne voisi olla yksi potentiaalinen asiakassektori.

Tulevina vuosina myös päästömittausten merkitys voi kasvaa, kun meriliikenteessä mahdollisesti otetaan käyttöön metanolin ja ammoniakin kaltaisia uusia polttoaineratkaisuja. Näiden polttoaineiden käytöstä muodostuvien päästöjen todentaminen todellisissa meriolosuhteissa on tärkeä tutkimuskysymys lähitulevaisuudessa.

Xamkin akkreditoidulla KymiLabs-yksiköllä on pitkä kokemus alusten päästömittauksista (T197/SFS-EN ISO/IEC 17025, NB2450). Alusmittauksilla on havainnoitu esimerkiksi rikkipesureiden tehokkuutta ja dual-fuel-moottorin typen oksidi- eli NOx-päästöjä operoitaessa kevyellä polttoöljyllä (MGO) ja nesteytetyllä maakaasulla (LNG). Lisäksi mittauksissa on perehdytty nesteytetyn maakaasun (LNG) käytöstä muodostuviin metaanipäästöihin.

Päästövähennysvaihtoehtojen kokonaisvertailu on haasteellista, sillä yhden ongelman ratketessa esille voi tulla ja usein tuleekin uusia vaikutuksia. Esimerkiksi nesteytetyllä maakaasulla voidaan saavuttaa hyvin pienet SO2- ja NOx-päästöt, mutta kasvihuonekaasujen osalta se voi olla polttoöljyjä huonompi vaihtoehto korkeista metaanipäästöistä johtuen.

Uusiutuvien ja synteettisten polttoaineiden osalta ympäristövaikutukset painottunevat aiempaa huomattavasti enemmän polttoaineiden tuotantovaiheeseen, joten niiden osalta koko elinkaaren huomioiminen on erityisen tärkeää. Myös näiden vaihtoehtojen kustannukset tulisi pystyä huomioimaan, sillä aluksiin tehtävät investoinnit ovat hyvin pitkäikäisiä.

Maailmanpoliittisen tilanteen vuoksi polttoaineiden hinnat ovat vaihdelleet rajusti viimeisen vuoden aikana, ja myös päästöoikeuksien hinnat kohosivat viime vuonna ennätykselliselle tasolle. Tämä johtaa kokonaisuuteen, jossa eri parametrien vaikutusta vaihtoehdon kokonaiskestävyyteen pitäisi pystyä tavalla tai toisella huomioimaan.

Päästövähennystekniikoiden vertailuun on Xamkissa kehitetty arviointityökalu, jossa otetaan huomioon nykyisten Itämerellä käytössä olevien päästövähennysvaihtoehtojen ekonominen ja ekologinen suorituskyky. Tavoitteena on visualisoida työkalun käyttäjälle eri vaihtoehtojen kokonaisvaikutuksia.

Käyttäjä voi syöttää työkaluun myös omia parametrejä tai muita lähtöolettamia ja arvioida näiden kokonaisvaikutuksia. Työkalua on tarkoitus jatkossa kehittää niin, että vertailuun voidaan ottaa mukaan myös uusia polttoaineita kuten synteettinen metanoli tai metaani.