Kuormituksen ja polttoaineseoksen vaikutus voimalaitosten ja lämpökeskuksien typpioksiduuli- ja metaanipäästöihin: Diplomityö

Research output: ThesisMaster's thesis

Abstract

Diplomityön tavoitteena oli tarkentaa kasvihuonekaasupäästöjen (KHK-päästöjen) arvioinnissa käytettäviä päästökertoimia. Teollisuusmaat raportoivat KHK-päästönsä vuosittain YK:n ilmastosopimuksen (UNFCCC) sihteeristölle ns. KHK-inventaariolla. Tämä työ käsittelee energiantuotannosta syntyviä kasvihuonekaasuja. Polttoprosesseista syntyvä hiilidioksidi (CO2) voidaan arvioida melko tarkasti, sillä käytännössä lähes kaikki polttoaineen hiili hapettuu poltossa hiilidioksidiksi. Raportoitavista kasvihuonekaasuista polttoprosessien typpioksiduuli- (N2O) ja metaanipäästöt (CH4) riippuvat kuitenkin paljon olosuhteista ja niiden arvioiminen päästökertoimilla laskemalla on siksi epätarkkaa. Työssä hyödynnetään VTT:n vuonna 2005 FTIR-laitteella mittaamia N2O- ja CH4-pitoisuuksia neljän leijupetikattilan ja yhden öljypolttimen savukaasuista. Aiemmista mittauksista poiketen nämä mittaukset tehtiin KHK-inventaariota ajatellen, ja niillä pyrittiin saamaan tietoa mitatun laitoksen keskimääräisistä päästöistä. Mittaukset pyrittiin toteuttamaan mahdollisimman pitkäkestoisina juuri keskiarvon epätarkkuuden pienentämiseksi. Erityisesti haluttiin tietoa erilaisten polttoainekuormitusten vaikutuksesta päästöihin. Mittaustulosten yleistämiseksi tutkittiin myös tiettyjen polton N2O- ja CH4-päästöihin vaikuttavien asioiden yleisyyttä. Tutkimuksessa tehtiin kysely suomalaisille energiayhtiöille ja -laitoksille, jossa kysyttiin muun muassa laitosten kuormitustietoja, mittauslaitteita ja tekniikkatietoja. Esimerkiksi laitosten kuormitustasoissa esiintyi suuria eroja. Yhdistämällä kuormitustiedot mittaustietoihin, saatiin tutkituille kaasuille määritettyä aiempia päästökertoimia tarkemmat kertoimet. Työssä tehtiin myös kirjallisuuskatsaus tutkittujen päästöjen syntymisestä ja päästömääriin vaikuttavista tekijöistä. Mittaustulokset vastasivat teoriaa. Tuloksista nähdään muun muassa kuinka N2O ominaispäästö [mg/MJpa] kasvaa kuorman laskiessa ja kuinka hyvin CH4-päästö korreloi hiilimonoksidipäästön (CO) kanssa. Nämä riippuvuudet mahdollistavat päästöjen arvioimisen myös prosessitietojen perusteella, jolloin yleistämisistä aiheutuvat virheet vähenevät. Diplomityön tärkeimpänä tuloksena voidaan pitää tarkennettuja vuosittaisia päästökertoimia mitattujen laitostyyppien osalta. Suurin ero nykyisin käytettyihin kertoimiin havaittiin CFB-kattiloiden N2O-päästökertoimissa, jotka ovat mittausten mukaan huomattavasti pienemmät kuin laskennassa käytetyt. Muuttamalla laskennan päästökertoimet mittausten mukaisiksi, vähenisivät Suomen päästöt satoja tuhansia CO2-ekvivalentteja tonneja vuodessa. Vuoden 2002 tiedoilla vähennys olisi noin 230 tuhatta CO2-ekv. tonnia, mikä vastaa noin 0,3 % Suomen arvioiduista KHK-päästöistä.
Original languageFinnish
QualificationMaster Degree
Publication statusPublished - 2005
MoE publication typeG2 Master's thesis, polytechnic Master's thesis

Cite this