Pienhiukkaspäästöt ja niiden vähentämismahdollisuudet Suomessa: Kasvihuonekaasupäästöjen rajoittamisen vaikutukset

Mikael Ohlström, Eemeli Tsupari, Antti Lehtilä, Taisto Raunemaa

Research output: Book/ReportReport

Abstract

Julkaisuun on koottu uudet mittaus- ja tutkimustulokset Suomen polttoperäisistä primääripien-hiukkasista ja niiden päästökertoimista (PM2,5 ja PM1) sekä eri vähennystekniikoiden vaikutukset pienhiukkaspäästöihin ja niiden ominaisuuksiin ja arvioitu vähennystoimenpiteiden kustannuksia. Tiedot on liitetty VTT:ssa käytössä olevaan IEA:n ETSAP-yhteistyössä kehitettyyn TIMES-energiajärjestelmämalliin, jolla voidaan arvioida päästöjen kustannustehokasta rajoittamista ja rajoittamisen vaikutuksia muihin ilmapäästöihin. Erityisesti keskityttiin kotimaisiin polttoaineisiin (puuhun, turpeeseen, jätteenpolttoon). Hankkeessa yhdistettiin tietämys pienhiukkasten päästöistä eri prosesseissa (polttoaineet, polttotekniikat, rajoitustekniikat, laitoskokoluokat, teollisuusprosessit jne.) energiajärjestelmämallinnukseen ja skenaariotarkasteluihin siitä, miten Suomen energia- ja teollisuusjärjestelmä tulee muuttumaan Kioton 1. velvoitekauden ja oletettujen myöhempien velvoitekausien rajoitusten alaisena. Työssä hyödynnettiin uusimpia kansallisen ilmasto- ja energiastrategian taustaksi talvella 2005 tehtyjä VTT:n skenaarioita ja niiden lähtöoletuksia. Suurkattiloilla ja öljypoltossa ovat PM2,5-pienhiukkasten ominaispäästöt parhaimmillaan alle sadasosa 10-50 kW:n puukattiloiden ja tulisijojen päästömääristä (tasot n. 0,5-50 mg/MJ vs. 50-600 mg/MJ). Pienhiukkasten ominaispäästöt riippuvat voimakkaimmin käytetystä hiukkaserotuslaitteistosta. Käytetyllä polttoaineella tai -tekniikalla ei ole yhtä suurta vaikutusta. Pienhiukkasten erottamiseksi savukaasusta letkusuodatin on kaikkein tehokkain erotuslaite. Tuoreiden mittausten perusteella voidaan sanoa, ettei niistä juuri pääse PM1-pienhiukkasia läpi (massasta 1-10 %), vaan hiukkaspäästö muodostuu lähinnä suodattimesta tai savukaasukanavistosta irtoavista karkeista partikkeleista tai materiaalista. Työssä arvioitiin lisäksi erotuslaitteiden erotusasteita sekä investointi- ja käyttökustannuksia. PM2,5-pienhiukkaspäästöt vähenevät eri skenaarioissa vuoden 2002 tasosta 15-21 % vuoteen 2010 mennessä ja 30-38 % vuoteen 2020 mennessä, vaikka Suomen primäärienergian kokonaiskulutus nousee kaikissa skenaarioissa selvästi. Kasvihuonekaasujen rajoittaminen nopeuttaa jonkin verran päästöjen vähenemistä. Bioenergian käytön lisäys kohdistuu pääasiassa lämpö- ja voimalaitoksiin, joissa puun polton hiukkaspäästöt eivät oletusten mukaan poikkea merkittävästi fossiilisten polttoaineiden tai turpeen päästöistä, kun käytössä on tehokkaat hiukkaserotuslaitteet, kuten sähkösuodatin ja kuitusuodatin. Hiilidioksidin päästökauppa vaikuttaa hiukkaspäästöihin epäsuorasti päästöoikeuksien hinnan kautta. Jos hinta jää alhaiseksi, päästöoikeuksia kannattaa ostaa Suomeen runsaasti, jolloin päästöjen kehitys on vuoteen 2015 saakka lähellä perusskenaarion kehitystä. Korkeammilla päästö-oikeuksien hinnoilla hiukkaspäästöjen kehitys on lähempänä kotimaisiin toimiin perustuvaa rajoitusskenaariota (Kioto) ja jää Kioton 1. jakson jälkeen jo sen alapuolelle. Uusiutuvien energialähteiden edistämisohjelman mukaisessa UEO-skenaariossa puun pienpolton runsas lisääminen johtaa hiukkaspäästöjen vähenemisen hidastumiseen, mutta tämän vaikutus päästöjen kokonaistaseeseen on melko pieni.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages97
ISBN (Electronic)951-38-6721-8
ISBN (Print)951-38-6720-X
Publication statusPublished - 2005
MoE publication typeNot Eligible

Publication series

SeriesVTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes
Number2300
ISSN1235-0605

Keywords

  • fine particles
  • particulate emissions
  • PM2.5
  • PM1
  • greenhouse gas emissions
  • energy production
  • industry
  • small-scale wood burning
  • scenarios
  • emissions reduction

Cite this

Ohlström, M., Tsupari, E., Lehtilä, A., & Raunemaa, T. (2005). Pienhiukkaspäästöt ja niiden vähentämismahdollisuudet Suomessa: Kasvihuonekaasupäästöjen rajoittamisen vaikutukset. VTT Technical Research Centre of Finland. VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes, No. 2300 http://www.vtt.fi/inf/pdf/tiedotteet/2005/T2300.pdf