Sensoreilla varustettu multikopteri. (Lähde: Aeromon Oy).

VTT muistuttaa, ettei laivojen mustan hiilen päästövähennystavoitteille ei ole vielä asetettu yhteisiä kansainvälisiä ympäristörajoitteita eikä niille ole standardoituja mittausmenetelmiä, mutta paine on kova. Epätäydellisessä palamisessa syntyy nokea, jonka mustan hiilen osuus lämmittää ilmakehää ja aiheuttaa terveydellisiä ongelmia.

– Sopivan mittausmenetelmän löytyminen ja määrittäminen on nyt tärkeää, koska IMO (International Maritime Organization) harkitsee parhaillaan laivojen mustan hiilen päästöille raja-arvoja, mutta luotettavaa mittausmenetelmää ei vielä ole tunnistettu, sanoo tutkimustiimin päällikkö Jukka Lehtomäki VTT:ltä.

– Ensimmäiset tulokset ovat jo osoittaneet merkittäviä mittauksiin vaikuttavia tekijöitä, jotka huomioimalla päästään luotettavampiin tuloksiin. Moottorin kuormituksella ja polttoaineiden laadulla oli suuri vaikutus laivamoottorin mustan hiilen päästöön, kertoo johtava tutkija Päivi Aakko-Saksa VTT:ltä.   

Tutkimus mahdollistaa varautumisen kiristyviin kansainvälisiin ympäristömääräyksiin. VTT muistuttaa, että suomalaiset yritykset ja teollisuus voivat varautua jo nyt kiristyviin rajoituksiin panostamalla tutkimus- ja kehitystyöhön sekä kehittämällä uutta liiketoimintaa. Tarkentunut tieto polttoaineiden päästövaikutuksista tukee polttoaineiden ja moottoriteknologioiden kehittäjiä. Tuloksia voidaan käyttää myös laivapäästömallien ja globaalien päästöinventaarioiden tarkkuuden parantamisessa.

Moottorilaboratoriosta laivaolosuhteisiin

VTT:n moottorilaboratoriossa Espoossa toteutettiin viime syksynä kansainvälisesti mittavat päästökokeet 1,6 megawatin dieselmoottorilla, joka kuvaa kokoluokaltaan laivan apumoottoria. Kokeet tehtiin neljällä laivapolttoaineella, joista kolmen rikkipitoisuus vaihteli (0,1 prosentia, 0,5 prosenttia ja 2,5 prosenttia rikkiä), ja yhdessä polttoaineessa oli happea sisältävää biokomponenttia (30 prosenttia).

Seuraavassa vaiheessa moottorilaboratoriossa tehtyjen mittausten havaintoja validoidaan todellisissa olosuhteissa eli laivassa, jossa on uusinta teknologiaa, muun muassa savukaasujen rikkipesuri. Lisäksi projektissa tarkastellaan päästömittausten liiketoimintapotentiaalia. Moottorimittausjaksoa hyödynnettiin myös toisessa mittausmenetelmiä kehittävässä HyperGlobal-tutkimushankkeessa, kun sensoreilla varustettu multikopteri mittasi kokeiden aikana savupiipun läheisyydessä rikkidioksidia.

Laivojen mustan hiilen päästöjen ilmastovaikutusten kriittinen tarkastelu ja mittaaminen on VTT:n mukaan ajankohtaista myös siksi, että merkittävä osa arktisen alueen lämpenemisestä johtuu mustasta hiilestä. Jääpeitteen väheneminen avaa meriliikenteelle uusia väylämahdollisuuksia. Tällä kehityksellä on kuitenkin negatiivisia vaikutuksia ilmastoon, kun laivojen päästöt ulottuvat jatkossa erittäin herkälle maantieteelliselle vyöhykkeelle.  Pienikin määrä mustaa hiiltä lämmittää ilmastoa arktisilla alueilla, kun se laskeutuessaan jää- ja lumipeitteelle vähentää heijastuskykyä ja siten kiihdyttää sulamista ja ilmastonmuutosta.

VTT:n koordinoima Laivapäästöt arktisilla alueilla -hanke on osa Tekesin Arktiset meret -ohjelmaa. Hankkeen budjetti on 700 000 euroa, ja se alkoi tammikuussa 2015 ja päättyy joulukuussa 2016. Hankkeeseen osallistuvat myös Wärtsilä Finland Oy, Pegasor Oy, Gasmet Technologies Oy, VG-Shipping Oy, HaminaKotka Satama Oy, Oiltanking Finland Oy, Kine Robot Solution Oy sekä VTT:n spin off -yritys Spectral Engines Oy. Mittauksiin osallistui myös AVL List GmbH (Itävalta). Multikopterihankkeesta vastasi Aeromon Oy osana Arktiset meret -ohjelmaan kuuluvaa HyperGlobal-projektia.