Tutkimus ja koulutus | 9.11.2020

Väitös: Uusiutuvien ja kierrätyspolttoaineiden käyttö vähentää pienhiukkaspäästöä

Uusiutuvien ja kierrätyspolttoaineiden käyttö auttaa vähentämään pienhiukkasten lukumääräpäästöä niin työkone- kuin voimala- ja laivamoottoreissakin. Tämä käy ilmi Teemu Ovaskan uudesta energiatekniikan alan väitöstutkimuksesta, jonka tuloksia voivat hyödyntää erityisesti moottorivalmistajat, polttoaineiden tuottajat ja jalostajat sekä viranomaiset.

UWA

Diplomi-insinööri Teemu Ovaska väittelee energiatekniikan alalta Vaasan yliopistossa perjantaina 13. marraskuuta 2020. Kuvaaja: Riikka Kalmi/Vaasan yliopisto

– Arvioin pienhiukkasten lukumääräpäästöä käyttämällä moottoreissa täysin uudenlaisia polttoainevaihtoehtoja, mikä on tutkimukseni merkittävin uutuus, kertoo perjantaina 13. marraskuuta Vaasan yliopistossa väittelevä Teemu Ovaska.

Kierrätyspolttoaineen lisäksi Ovaska tutki uusiutuvien polttoaineiden sekä polttoaineiden seosten vaikutusta nopea- ja keskinopeakäyntisten dieselmoottorien pakokaasun pienhiukkasten lukumäärään.

Sekä kierrätetyistä raaka-aineista valmistetun meridieselin että uusiutuvan naftan ja fossiilisen polttoaineen seos vähensivät voimala- ja laivamoottorin pakokaasuhiukkasten kokonaislukumäärää.

Nopeakäyntisen työkonedieselmoottorin kokonaishiukkaslukumäärä pieneni, kun seospolttoaineessa puuperäisen uusiutuvan dieselin määrä lisääntyi. Joutokäynnillä seostamaton uusiutuva diesel vähensi pienimpiä hiukkasia merkittävästi. Vastaavia moottoreita käytetään esimerkiksi maatalouden työkoneissa ja metsäkoneissa.

– Nestemäisiä polttoaineita ja polttoaineseoksia tarvitaan yhä tulevina vuosikymmeninä siitä huolimatta, että maakaasun käyttö on yleistynyt etenkin voimala- ja laivamoottoreissa, Ovaska muistuttaa.

Uusia polttoaineita tarvitaan maailman päästövähennystavoitteiden saavuttamiseksi. Suomen nykyinen energia- ja ilmastostrategia vuodelta 2016 määrittelee kansalliset tavoitteet vuodelle 2030. Strategian mukaan liikenteen polttoaineiden korvaaminen uusiutuvilla tai nykyisiä vähäpäästöisemmillä polttoaineilla on nopein keino liikenteen kasvihuonekaasupäästöjen alentamiseksi.

– Sama strategia käy yhtä lailla maantieliikenteen ulkopuolelle, ja kasvihuonekaasupäästöjen ohessa vähenevät myös pienhiukkaspäästöt, Ovaska sanoo.

Elintärkeä puhdas ilma

Maailman terveysjärjestön WHO:n mukaan yhdeksän kymmenestä ihmisestä hengittää saastunutta ilmaa koko maailmassa.  Noin seitsemän miljoonaa ihmistä kuolee joka vuosi pienhiukkasille altistumisen seurauksena.

Pienhiukkasten haitalliset terveysvaikutukset yhdistetään tavallisesti erikokoisten hiukkasten pitoisuuksiin ulkoilmassa. Kaikkein pienimmillä hiukkasilla on todettu olevan haitallisimmat vaikutukset ihmisen terveyteen. Nämä hiukkaset voivat kerrostua keuhkoihin ja kulkeutua jopa sydän- ja verisuonijärjestelmään sekä aivoverenkiertoon hengityselinten kautta.

Käyttökohteesta riippumatta dieselmoottorien haitallisia päästöjä säädellään tiukasti maailman joka kolkassa. Säädösten avulla pyritään rajoittamaan päästöjen vaikutusta ilman laatuun, ihmisten terveyteen sekä ilmastonmuutokseen. Myös pakokaasun pienhiukkasia rajoitetaan. Rajoitukset kohdistuvat joko hiukkasten massaan tai lukumäärään. Ovaska valitsi pienhiukkasten lukumäärän väitöstutkimuksensa keskeiseksi mitaksi.

– Vaikka pakokaasun pienhiukkasten massa olisikin erittäin pieni, niiden lukumäärä saattaa silti olla hyvin suuri. Siksi hiukkaslukumäärä kuvaa pienhiukkasten terveydellistä haitallisuutta täsmällisemmin kuin hiukkasmassa, Ovaska kertoo.

Ovaskan väitöstutkimuksen tulokset perustuvat viiteen osatutkimukseen, joissa pienhiukkaslukumäärä mitattiin Tutkimuskeskus Technobothnian ja Vaasan yliopiston VEBIC-moottorilaboratorioissa (Vaasa Energy Business Innovation Centre).

Kuvateksti: Diplomi-insinööri Teemu Ovaska väittelee energiatekniikan alalta Vaasan yliopistossa perjantaina 13. marraskuuta 2020. Kuvaaja: Riikka Kalmi/Vaasan yliopisto (kuvat linkkeinä alla).

Väitöskirja:

Ovaska, Teemu (2020): Exhaust Particle Numbers of High- and Medium-Speed Diesel Engines with Renewable and Recycled Fuels. Acta Wasaensia 451. Väitöskirja. Vaasan yliopisto.

Julkaisun pdf: http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-476-929-7

Uusimmat artikkelit

23.11.2020 | Tutkimus ja koulutus

Muovi- ja komposiittialalle lisää osaajia yritysten ja oppilaitosten yhteistyöllä Lounais-Suomessa

Muovi- ja komposiittialan yritysten kasvunäkymät ovat Lounais-Suomessa hyvät – korona on jopa vauhdittanut alan yritysten kasvua ja tarjonnut uusia mahdollisuuksia. Loppuvuonna käynnistyy alan ammattitutkinto ja tulevana vuonna ammatillinen perustutkinto sekä todennäköisesti myös amk-tasoinen täsmätäydennyskoulutus. Lisäksi yritykset ovat viestimässä alasta kiinnostavasti valtakunnallisen MuoviLove-yhteisnäkyvyyden kautta, kertoo Muoviteollisuus ry lehdistötiedotteessa.

16.11.2020 | Kumppaniartikkeli

FINN-Tarkastus Oy laajensi nostolaitteiden tarkastuksiin

Tämän vuoden elokuussa sähkölaitteistojen tarkastuksista tunnettu FINN-Tarkastus Oy aloitti uuden vaiheen panostamalla vahvasti koneturvallisuus- ja koulutuspalveluihin. Nyt yritys on ottanut seuraavan askeleen aloittamalla nostureiden, henkilönostimien ja muiden nostolaitteiden lakisääteiset käyttöönotto- ja määräaikaistarkastukset FINAS-akkreditointipalvelun myönnettyä 5.11.2020 pätevyysalueeseen nostolaitteiden tarkastuksia koskevan laajennuksen. 

Eltelille kolmen vuoden sopimus Fingridin voimajohtojen kunnossapidosta

Eltel on allekirjoittanut kantaverkkoyhtiö Fingridin kanssa sopimuksen koskien voimajohtojen peruskunnossapitoa. Sopimuksen mukaisesti Eltelin vastuulla on neljä kuudesta Fingridin sopimusalueesta: Häme-Uusimaa, Itä-Suomi, Pohjois-Pohjanmaa ja Lappi eli suurin osa Suomea. Sopimuskausi on 2021-2023.

13.11.2020 | Alan Uutiset

Sallamaari Muhonen Sähköteknisen Kaupan Liiton (STK) toimitusjohtajaksi

Sallamaari Muhonen on nimitetty Sähköteknisen Kaupan Liiton (STK) toimitusjohtajaksi 1.1. 2021 alkaen. Liiton pitkäaikainen toimitusjohtaja Tarja Hailikari jatkaa seuraajansa neuvonantajana, kunnes jää eläkkeelle helmikuun lopussa.

TUKES: Akkujen vääränlainen säilyttäminen voi tulla kalliiksi

Litiumioniakkuja on nykyisin monissa koneissa ja laitteissa, esim. sähkötyökaluissa. Jos et käytä akkukäyttöistä laitetta tai kulkuvälinettä talven aikana, varastoi se turvallisesti. Vääränlainen varastointi voi pilata akun eikä se ole enää käyttökelpoinen talven jälkeen. Pahimmassa tapauksessa vioittunut akku saattaa aiheuttaa tulipalon ladatessa.

Varaosien digitalisointi ja 3D-tulostus mahdollistavat valmistuksen missä ja milloin vain

Varaosien digitalisointi on askel kohti kestävämpää liiketoimintaa ja pienempää hiilijalanjälkeä. Samalla syntyy kustannussäästöjä ja varaosien saatavuus paranee ja nopeutuu. VTT ja Aalto-yliopisto ovat tehneet huippututkimusta varaosien digitalisoinnin ja 3D-tulostuksen edistämiseksi jo viiden vuoden ajan.

SSAB:n Raahen-tehtaalla kokeiltiin lisätyn todellisuuden hyödyntämistä asennustyön valvonnassa

SSAB:n Raahen-tehtaan nauhavalssaamon vuosihuollossa otettiin kesällä digiloikka, kun asennustyön valvonnassa hyödynnettiin ensimmäistä kertaa lisättyä todellisuutta (AR). Tämä mahdollisti sen, että kyseistä asennustyötä yleensä valvovan asiantuntijan ei tarvinnut matkustaa Saksasta SSAB:n tehtaalle Raaheen, vaan hän pystyi seuraamaan ja ohjaamaan työtä AR-lasien kautta, jotka oli kiinnitetty tehtaan oman asennusvalvojan kypärään.