Blogi: Tieto käyttöön!

Merenkulun ympäristösääntelyn suuntaviivoja

Jukka-Pekka Jalkanen Julkaisupäivä 8.8.2017 9.26 Blogit

Laivaliikenteen ilmapäästöjen ympäristösääntely on kiristynyt viime vuosina ja tulee kiristymään huomattavasti, mukaan lukien meriliikenteen polttoaineiden rikkirajat, tulossa olevat pakokaasupäästöjen typpirajat sekä neuvotteluvaiheessa olevat kasvihuonekaasujen vähennystoimenpiteet. Olen mielessäni ajatellut, että sääntelyn osalta iso laiva on kuin kelluva kaupunki. Koska huomioon otettavia asioita on paljon, ja toiset säännöistä ovat määräaikaisia tai alueellisia, tulee kokonaisuudesta helposti monimutkainen.

Rikki- ja typpipäästöt

Laivoista tulevien ilmapäästöjen (typen ja rikin oksidit sekä pienhiukkaset) osalta sääntelyllä on tavoiteltu alueellisia terveys- ja ympäristöhyötyjä. Erityisesti rikin sääntelystä aiheutuu lisäkustannuksia aiempaan tilanteeseen verrattuna, mutta mm. öljyn alhainen maailmanmarkkinahinta on johtanut aiemmin arvioitua pienempiin polttoainekustannuksiin Itämeren alueella. Tällä hetkellä yhteenlaskettu vaikutus vuosien 2013-2025 kustannusvaikutuksista Suomelle on noin 175 miljoonaa euroa, joka jakaantuu usean vuoden ajalle.

Itä- ja Pohjanmeren alueella typpirajat astuvat voimaan 1.1.2021. Vähentämisvaatimukset koskevat vain uusia aluksia ja ympäristöhyöty näkynee täysimääräisesti vasta 20-30 vuoden kuluttua alusten uusiuduttua kertaalleen Uuden aluksen rakentaminen siten, että se käyttää polttoaineenaan nestemäistä maakaasua (LNG), on perusteltua, koska rikki- ja typpimääräysten vaatimat lisälaitteet voivat olla jälkiasennettuina liian kalliita aluksissa joissa niiden asentamista ei ole rakennusvaiheessa huomioitu.

LNG-polttoaineen täydennys ei välttämättä onnistu suoraan LNG-terminaalista, koska verkosto ei ole vielä kattava, mutta sen voi tehdä myös LNG-rekasta tai proomusta. Kaasun käyttö polttoaineena vähentää rikin ja typen oksidien lisäksi myös pienhiukkaspäästöjä merkittävästi, mutta kasvihuonekaasujen osalta tilanne voi olla kaksijakoinen. Kaasukäyttöinen moottori voi tuottaa vähemmän hiilidioksidia kuin meridieseliä käyttävä, mutta palamattoman polttoaineen pakeneminen polttoprosessin ohi voi helposti kumota saavutetun ilmastohyödyn. LNG on suurimmalta osalta metaania, joka on 25 kertaa voimakkaampi ilmaston lämmittäjä kuin hiilidioksidi. Jo yhden gramman metaanipäästö kilowattituntia kohden voi itse asiassa nollata ilmastonäkökulmasta saavutetun hyödyn.

Kasvihuonekaasut

Ensimmäinen askel kasvihuonekaasujen vähentämisessä on energiatarpeen minimointi. Usein siteerattu viisaus on, että laivat ovat energiatehokkain kuljetusmuoto. Tämä on vain puolet tarinasta, koska energiatehokkuus vaihtelee paljon eri laivatyyppien välillä. Alus, jonka lastitila on täynnä hyötykuormaa (öljytankkeri) on energiatehokas kun katsotaan sen kuljettamaa hyötykuormaa suhteessa polttoaineen kulutukseen. Energiatehokkuuden luvut muuttuvat huomattavasti, jos hyötykuorma kulkeekin rekan vetämässä lastiyksikössä, joka kuljetetaan laivassa. Tuolloin vain yksikön sisältö on hyötykuormaa, kun taas rekka ja/tai perävaunu vievät tilaa, ja lastitilan hyötysuhde on irtolastiin verrattuna hyvin alhainen. Öljytankkeri (tai moderni konttialus) voi olla helposti kymmenen kertaa energiatehokkaampi kuin rekkoja rahtaavat alukset. Toki on kätevää, että rahti rullaa omin pyörin laivasta tilaajalle asti, mutta energiatehokkain tapa se ei välttämättä ole.

IMOssa energiatehokkuuden parantaminen on vauhdissa, mm. IMOn vaatima energiatehokkuusindeksi (EEDI) edellyttää uusilta aluksilta asteittaisia tehokkuusparannuksia. Suunnitteluvaiheessa käytetyn EEDI:n mittarina on tuotettu hiilidioksidipäästö (grammaa) yhtä kuljetusyksikköä (tonnia) ja etäisyyttä (merimailia) kohti. Energiatehokkuus paranee vaiheittain ja nykyiset vaatimukset kiristyvät viiden vuoden välein. Sekä matkustajia että rahtia kuljettaville aluksille määritelmät eivät enää olekaan yhtä yksinkertaisia kuin rahtialuksille, eikä EEDIn ja talvimerenkulun vaatimusten yhteen sovittaminen ihan lastenleikkiä ole.

Toimenpiteiden vaikutuksia

Miten pitkälle meneviä tehokkuusparannuksia sitten täytyy tehdä, että pitkän ajan tavoitteisiin (EUn Valkoinen kirja) päästäisiin? Jos lähtökohdaksi otetaan samansuuruinen päästövähennystavoite kuin lentoliikenteen itselleen asettama (-50 % vuoteen 2050 mennessä), EEDIn avulla ei tähän päästä. Alla olevassa kuvassa on arvioitu globaalin laivaliikenteen tuottamien kasvihuonekaasupäästöjen määrää vuodesta 2015 eteenpäin olettaen, että EEDI kattaisi kaikenlaiset alukset ja EEDI-vaatimuksia kiristettäisiin tulevaisuudessa tuplasti tällä hetkellä sovittuihin verrattuna.

Laivaliikenteen vuosipäästöjen 1,4 prosentin kasvu riittää jo kumoamaan EEDIn vaikutuksen. Kuvassa esitetty viiva kuvaa arvioitua tulevaisuuden päästötasoa, jolla pitäisi pysyä päästöjen puolittamiseksi vuoteen 2050 mennessä. Vuosittaisen päästövähennyksen tulisi olla noin 2,2 prosenttia, jotta tavoite saavutettaisiin. EEDIn tuoma vaikutus nykytasolla on noin yksi kolmasosa tästä.

Kasvihuonekaasupäästöjen puolittaminen merenkulussa vaatii siirtymän fossiilisista polttoaineista ilmastoneutraaleihin tai uusiutuviin energianlähteisiin. Ydinvoima kauppa-aluksissa voitaneen unohtaa, vaikka tällaistakin on joskus kokeiltu (Savannah). Kaasukäyttöinen alus voi parhaimmillaan vähentää hiilidioksidipäästöjä 20–30%, olettaen että metaania ei pääse ilmakehään missään vaiheessa. LNG on kuitenkin edelleen fossiilinen polttoaine, joka vapauttaa vuosimiljoonien aikana varastoitunutta hiiltä ilmakehään. Metaania voi tehdä myös bioprosessien kautta tai täysin synteettisesti, jopa Suomessakin, tosin hyötysuhde tällä tavalla tuotetulla polttoaineella voi olla alhainen. Jos energiaa on reilusti saatavissa, tässä olisi yksi tapa käyttää ylimäärä. Laivan moottorien näkökulmasta on yhdentekevää, onko metaani/ metanoli tuotettu kestävästi vai fossiilisia lähteitä hyödyntäen. Ongelma ei sinällään olekaan laivoissa, vaan siinä, miten meriliikenteen polttoainehuolto järjestetään kilpailukykyisellä tavalla. Itämeren laivaliikenteen päivittäin vaatima energiatarve vastaa noin yhtä Porin LNG-säiliön (30 000 m3) sisältämää kaasumäärää. Gasumin mukaan Suomen biokaasulaitoksissa tuotetun kaasun määräksi on arvioitu 10 TWh vuodessa. Itämeren laivaliikenteen tarvitsema biokaasun määrä on karkeasti 60 kertaa tätä suurempi.

Teksti: Jukka-Pekka Jalkanen, Ilmatieteen laitos
Kuvituskuva: Susanne Nilsson, (CC BY-SA 2.0)

Lisää kommentteja

Syötä kommenttisi tähän.
EP
Esko Pettay 4 Vuodet sitten
Hyvä yhteenveto. Meriliikenteen kasvihuonepäästöjen hillitsemisen osalta pitäisi edetä huomattavasti vauhdikkaammin. Nythän niitä ei varsinaisesti rajoiteta mitenkään. Itse olisin valmis vaikka keventämään muita vaatimuksia, jos näin voisi vapauttaa resursseja suurimman ongelman, eli hiilidioksidipäästöjen hillintään. Ai niin, metaani on yli 80 kertaa hiilidioksidia vahvempi kasvihuonekaasu, jos mitataan 20 vuoden perspektiivillä ;)
Biopolttoaineet ovat parhaimmillaan oikein hyviä, mutta järkeviä raaka-aineita ei riitä ovin laajaan käyttöön, biokaasu hyvänä esimerkkinä. Ydinvoimasta merenkulussa olisi kyllä runsaasti kokemusta mm. USA:n ja Venäjän laivastoilla sekä jäänmurtajissa. Ilmeisesti ihan toimintavarmaa tekniikkaa, kallista rakentaa tosin.