Meriliikenteen ilmapäästöistä on hankala saada tarkkaa tietoa, koska laivat liikkuvat pääosin kansainvälisellä merialueella, eikä päästöjä lasketa kansallisiin inventaarioihin. Kansainvälinen merenkulkujärjestö IMO on käyttänyt niin kutsuttua alhaalta ylös -metodiikkaa mallintaessaan laivaliikenteen päästöt kolmeen edelliseen kasvihuonekaasuraporttiinsa. Ilmatieteen laitoksen tutkija Mikko Heikkilä tutki tätä mallinnusta ja sitä, miten sitä voidaan kehittää edelleen tarkemmaksi.
Alhaalta ylös -mallissa hyödynnetään tietoja laivasta ja olosuhteista, joissa se liikennöi.
– Mallissa lasketaan ensin laivan vastus veden halki perustuen laivan paikkaan, aikaan ja nopeuteen sekä laivan yksilökohtaisiin tietoihin. Tämän lisäksi huomioidaan ympäristölliset vaikuttajat, kuten tuuli, merivirrat, aallokko sekä jää, Heikkilä kertoo.
– Vastuslaskennalla voidaan sen jälkeen arvioida laivan tarvitsema moottoriteho, sitä kautta sen polttoaineenkulutus ja päästökertoimia avuksi käyttäen päästöt kullakin raportointihetkellä.
Alhaalta ylös -mallin tuottamaa tietoa päästöistä voidaan hyödyntää leviämismallin lähdetietona. Leviämismallin avulla voidaan arvioida esimerkiksi ihmisten altistumista ilmansaasteille.
Noin kolme prosenttia ihmisten aiheuttamista kasvihuonekaasupäästöistä on peräisin meriliikenteestä. Toisaalta laivojen tuottamien ilmansaasteiden arvioidaan aiheuttavat maailmassa yli 250 000 ennenaikaista kuolemaa. Tämä johtuu siitä, että vilkkaimmat laivareitit kulkevat lähellä tiheään asuttuja maa-alueita, ja laivat saavat käyttää huomattavasti suurempipäästöisiä polttoaineita kuin esimerkiksi maantieliikenne.
Mittauksia laivalla, Helsingissä ja Utössä
Mikko Heikkilän väitöskirja koostuu kolmesta osatyöstä. Yhdessä osatyössä laskettiin laivaliikenteen ja ilmansaastepitoisuuksien välistä tilastollista yhteyttä Helsingin satamaterminaaleissa vuosina 2016–2021.
– Työssä selvisi, että laivojen lähdöt tuottavat saapumisia enemmän typpidioksidipitoisuuksien kasvua. Havainto saattaa merkitä sitä, että laivojen kytkeminen maasähköön ei poista kaikkia laivojen päästölähteitä, Heikkilä sanoo.
Toisessa osatyössä mitattiin ohi kulkevien laivojen mustan hiilen päästöjä Utön saarella. Työssä havaittiin, että nopeuden paikallinen rajoittaminen saattaa johtaa suurempiin ilmansaastepäästöihin, koska silloin laivan moottori käy epäoptimaalisella kuormalla.
Kolmannessa osatyössä vertailtiin Ilmatieteenlaitoksen STEAM (Ship Traffic Emission Assessment Model) -mallin laskemia ja laivalla mitattuja pakokaasupäästöjä keskenään. Osatyön tuloksena saatiin laskettua tarkemmat päästökertoimet LNG-käyttöisten laivojen metaanivuodolle sekä kaasukäyttöisistä laivoista syntyville häkä- ja formaldehydipäästöille.
Vaula Aunola
Mikko Heikkilän väitöskirja ”Advances in bottom-up modelling of atmospheric emissions originated from seagoing vessels” tarkastetaan Helsingin yliopiston matemaattisluonnontieteellisessä tiedekunnassa perjantaina 15.11.2024 kello 10 alkavassa tilaisuudessa. Väitöskirjaan voi tutustua Helda-tietokannassa.
