An evaluation of renewable fuels´ potential to reduce global and local emissions in non-road and heavy-duty on-road sectors
Spoof-Tuomi, Kirsi (2023-08-25)
Spoof-Tuomi, Kirsi
Vaasan yliopisto
25.08.2023
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:ISBN:978-952-395-098-6
https://urn.fi/URN:ISBN:978-952-395-098-6
Kuvaus
vertaisarvioitu
Tiivistelmä
Hiilineutraaliuuden saavuttaminen EU:ssa vuoteen 2050 mennessä vaatii kasvihuonekaasujen merkittävää vähentämistä koko liikennesektorilta. Sähköistys ja hybridisaatio ovat kasvavia trendejä kevyissä ajoneuvoissa. Sen sijaan raskaan runkoliikenteen ja laivaliikenteen vaatimat suuret energiamäärät on vaikea korvata sähköllä. Liikkuvien työkoneiden kohdalla sähköistystä vaikeuttaa puuttuva latausinfrastruktuuri. Polttomoottoreiden kasvihuonekaasupäästöihin voidaan kuitenkin merkittävästi vaikuttaa polttoainevalinnoilla. Tämän vuoksi siirtyminen vaihtoehtoisiin polttoaineisiin on yksi keskustelun kohteena olevista strategioista.
Tässä tutkimuksessa selvitettiin biometaanin ja mäntyöljypohjaisen uusiutuvan dieselpolttoaineen käytön vaikutuksia päästöihin. Kasvihuonekaasupäästöjen lisäksi selvitettiin polttoaineiden poltosta aiheutuvat haitalliset paikallispäästöt. Biometaania tutkittiin Itämerellä liikennöivään matkustaja-autolauttaan kohdistuvalla tapaustutkimuksella. Lisäksi tutkittiin biometaanikäyttöisen kaupunkibussin ajonaikaisia päästöjä todellisissa ajo-olosuhteissa. Uusiutuvalla dieselillä päästömittaukset tehtiin työkonedieselmoottorikokeilla laboratorio-olosuhteissa.
Kasvihuonekaasupäästöt laskettiin polttoaineiden koko elinkaaren ajalta. Tulokset osoittivat, että kestävistä biomassalähteistä tuotettujen uusiutuvien polttoaineiden käyttö voi vähentää elinkaaren aikaisia kasvihuonekaasupäästöjä 65–90 % fossiilisiin polttoaineisiin verrattuna. Lisäksi biometaanilla ja uusiutuvalla dieselillä voidaan välittömästi parantaa paikallista ilmanlaatua, koska polton aikaiset paikallispäästöt vähenevät. Nesteytetty biometaani pienensi meriliikenteen hiukkaspäästöjä 80 % dieselöljykäyttöön verrattuna. Rikkidioksidipäästöt vähenivät 99 % dieselöljyyn verrattuna ja typen oksidit olivat alhaiset. Uusiutuvalla dieselillä kaikki säännellyt kaasumaiset paikallispäästöt olivat hieman pienempiä kuin dieselöljyllä. Uusiutuvalla dieselillä hiukkaslukumäärä laski jopa 26 % perinteiseen fossiiliseen dieseliin verrattuna.
Biometaani ja uusiutuva diesel osoittautuivat tehokkaiksi keinoiksi vähentää liikenteen kasvihuonekaasupäästöjä lyhyellä ja keskipitkällä aikavälillä vaikeasti sähköistettävässä liikenteessä. Biometaanin ja uusiutuvan dieselin ensisijainen huolenaihe on niiden rajallinen saatavuus. Kestävästi tuotettujen polttoaineiden tarjonnan lisäämiseksi ja välttämättömien investointien nopeuttamiseksi tarvitaan päättäväistä pitkän aikavälin politiikkaa.
Tässä tutkimuksessa selvitettiin biometaanin ja mäntyöljypohjaisen uusiutuvan dieselpolttoaineen käytön vaikutuksia päästöihin. Kasvihuonekaasupäästöjen lisäksi selvitettiin polttoaineiden poltosta aiheutuvat haitalliset paikallispäästöt. Biometaania tutkittiin Itämerellä liikennöivään matkustaja-autolauttaan kohdistuvalla tapaustutkimuksella. Lisäksi tutkittiin biometaanikäyttöisen kaupunkibussin ajonaikaisia päästöjä todellisissa ajo-olosuhteissa. Uusiutuvalla dieselillä päästömittaukset tehtiin työkonedieselmoottorikokeilla laboratorio-olosuhteissa.
Kasvihuonekaasupäästöt laskettiin polttoaineiden koko elinkaaren ajalta. Tulokset osoittivat, että kestävistä biomassalähteistä tuotettujen uusiutuvien polttoaineiden käyttö voi vähentää elinkaaren aikaisia kasvihuonekaasupäästöjä 65–90 % fossiilisiin polttoaineisiin verrattuna. Lisäksi biometaanilla ja uusiutuvalla dieselillä voidaan välittömästi parantaa paikallista ilmanlaatua, koska polton aikaiset paikallispäästöt vähenevät. Nesteytetty biometaani pienensi meriliikenteen hiukkaspäästöjä 80 % dieselöljykäyttöön verrattuna. Rikkidioksidipäästöt vähenivät 99 % dieselöljyyn verrattuna ja typen oksidit olivat alhaiset. Uusiutuvalla dieselillä kaikki säännellyt kaasumaiset paikallispäästöt olivat hieman pienempiä kuin dieselöljyllä. Uusiutuvalla dieselillä hiukkaslukumäärä laski jopa 26 % perinteiseen fossiiliseen dieseliin verrattuna.
Biometaani ja uusiutuva diesel osoittautuivat tehokkaiksi keinoiksi vähentää liikenteen kasvihuonekaasupäästöjä lyhyellä ja keskipitkällä aikavälillä vaikeasti sähköistettävässä liikenteessä. Biometaanin ja uusiutuvan dieselin ensisijainen huolenaihe on niiden rajallinen saatavuus. Kestävästi tuotettujen polttoaineiden tarjonnan lisäämiseksi ja välttämättömien investointien nopeuttamiseksi tarvitaan päättäväistä pitkän aikavälin politiikkaa.
Kokoelmat
- Väitöskirjat [491]