4/2017

Energiantuotannon hiukkaspäästöt selville

Ilmansaasteet ovat valtava maailmanlaajuinen ongelma, joka uhkaa ihmisten terveyttä. Energiantuotannon hiukkaspäästöjen ja niiden mittausmenetelmien tutkimuksella halutaan vähentää voimaloiden hiukkaspäästöjen vaikutuksia ilmastoon ja kaupunkien ilmanlaatuun.

Topi Rönkkö

 

Tutkimuspäällikkö Topi Rönkkö on ollut mukana muun muassa CENGE-hankkeessa, jossa pureuduttiin kaasumoottorien ilmakehäpäästöihin.

 

Kun markkinoille tulee uusiutuvaa, aurinko- ja tuulivoimalla tuotettua energiaa, energiantuotannossa tarvitaan tuotannon joustoa. Koska aurinko- ja tuulienenergia ovat riippuvaista ympäristöolosuhteista, energiantuotantoa tulee voida tasata eli kasvattaa tai vähentää tarvittaessa. Kaasulla toimivat voimalat sopivat siihen tarkoitukseen oivallisesti.

– Kaasumoottorivoimaloiden päästövaikutukset ovat monia muita voimaloita pienemmät, etenkin hiukkaspäästöjen osalta. Ja kaasumoottorivoimala mahdollistaa biokaasun käytön polttoaineena. Vähäpäästöisten kaasumoottoreiden hiukkaspäästöjen mittaaminen on kuitenkin ollut haastavaa, koska tarpeeksi herkkiä mittauslaitteita ja tarkoitukseen sopivia mittausmenetelmiä ei ole yleisessä käytössä, sanoo tutkimuspäällikkö Topi Rönkkö TTY:n fysiikan laboratoriosta.

Kaasumoottorien ilmakehäpäästöjen mittaamista

TTY oli mukana vuosi sitten päättyneessä, viisivuotisessa CENGE (Controlling Emissions of Natural Gas Engines) -tutkimushankkeessa, jossa pureuduttiin kaasumoottorien ilmakehäpäästöihin. Hankkeessa kehitettiin kotimaista, kaasumoottorien ilmakehäpäästöihin ja niiden mittaamiseen liittyvää osaamista yhdessä useiden eturivin suomalaisyritysten sekä VTT:n ja Ilmatieteen laitoksen kanssa.

– Halusimme ymmärtää kaasumoottorin vaikutusta hiukkaspäästöihin kokonaisvaltaisesti kaikissa päästöjen eri vaiheissa, eli moottorista pakokaasuputkeen ja ilmakehään joutumiseen asti. Käytimme usean viikon pituisia päästöjen mittauskampanjoita, joissa yhdistyivät tutkimuslaitosten osaaminen, mittalaitetutkimus ja moottorinvalmistajien näkökulma, Rönkkö kertoo.

Lisää kilpailukykyä suomalaisyrityksille

– CENGE-hankkeessa tehtiin uraauurtavaa tutkimusta. Onnistuimme luomaan kansainvälistä kärkeä olevaa asiantuntemusta kaasumoottorien päästöjen mittauksessa ja mittalaitteiden kehityksessä. Tutkimustuloksemme hyödyttävät sekä suomalaisia kaasumoottorien, katalysaattoreiden, mittalaitteiden ja polttoaineen voiteluaineiden valmistajia että myös tutkimukseen osallistuneita tutkimuslaitoksia.

Kaasumoottoreita koskevat tutkimustulokset palvelevat myös liikennettä ja nesteytettyä maakaasua käyttävien laivamoottoreiden kehitystä.

Kivihiilivoimalan päästöt yllättivät

TTY:n tutkijat ovat osallistuneet myös viisivuotiseen, vuoden 2015 lopussa päättyneeseen MMEA (Measurement, Monitoring and Environmental Assessment) -tutkimusohjelmaan. Siinäkin pääpaino oli ympäristö- ja päästömittausten mittalaitteiden ja mittausmenetelmien kehittämisellä.

MMEA:ssa tutkittiin muun muassa energiantuotannon päästöjä Salmisaaren ja Hanasaaren kivihiilivoimaloissa Helsingissä. Hiukkasten määrä kivihiilivoimalaitoksen savukaasussa riippui voimakkaasti savukaasun puhdistuksesta, mutta erityisesti normaaleissa toimintapisteissä se osoittautui yllättävän vähäiseksi. Toisaalta kävi ilmi, että päästöjen pienimmät nanohiukkaset syntyvät vasta etäämpänä voimalaitoksen piipusta, kun savukaasu laimentuu ja samalla ikääntyy ilmakehässä.

Kohti ilmastoneutraalia sähköenergiajärjestelmää

TTY on Tampereen yliopiston ja Tampereen ammattikorkeakoulun ohella mukana Strategisen tutkimuksen neuvoston rahoittamassa EL-TRAN -hankkeessa. Sen tavoitteena on auttaa ratkaisemaan ongelmia, jotka liittyvät käynnissä olevaan siirtymään kohti resurssitehokasta ja ilmastoneutraalia sähköenergiajärjestelmää.

EL-TRAN -hankekonsortiota vetää Tampereen yliopisto, ja TTY:ltä mukana on useita eri laboratorioita. TTY:n fysiikan laboratorio vastaa energiantuotannon päästöjä koskevasta osahankkeesta.

Teksti: Leena Koskenlaakso
Kuva: Mika Kanerva

 
Kerro kaverille
Sähköntuotannon tulevaisuus on uusiutuvaa
Sähköntuotannon tulevaisuus on uusiutuvaa
4/2017
Sähköntuotannon tulevaisuus on uusiutuvaa
Hornetit lentävät edullisemmin ja pidempään
Hornetit lentävät edullisemmin ja pidempään
4/2017
Hornetit lentävät edullisemmin ja pidempään
Energianlouhinnalla virtaa vaikeisiin paikkoihin
Energianlouhinnalla virtaa vaikeisiin paikkoihin
4/2017
Energianlouhinnalla virtaa vaikeisiin paikkoihin
Tekniikan tuntemusta ja liiketalouden osaamista kiertotalouteen
Tekniikan tuntemusta ja liiketalouden osaamista kiertotalouteen
4/2017
Tekniikan tuntemusta ja liiketalouden osaamista kiertotalouteen
Mikä kohottaisi puutalot korkeuksiin?
Mikä kohottaisi puutalot korkeuksiin?
4/2017
Mikä kohottaisi puutalot korkeuksiin?
Vetytalous askeleen lähemmäksi
Vetytalous askeleen lähemmäksi
4/2017
Vetytalous askeleen lähemmäksi
Salapoliisina asteroidien jäljillä
Salapoliisina asteroidien jäljillä
4/2017
Salapoliisina asteroidien jäljillä
Yliopistonopettaja ja valmentaja
Yliopistonopettaja ja valmentaja
4/2017
Yliopistonopettaja ja valmentaja

Tampereen teknillinen yliopisto on teknologisen kehityksen tiennäyttäjä sekä tutkimusmaailman ja elinkeinoelämän yhteistyökumppani. Yliopistosta valmistuu haluttuja osaajia yhteiskunnan eri aloille.

Käyntiosoite:
Korkeakoulunkatu 10,
33720 Tampere

Postiosoite:
PL 527, 33101 Tampere

Puhelinvaihde:
03 311 511
ma–pe kello 8–16.15
kesällä ma–pe 8–15.45

Virallinen sähköpostiosoite:
tty.asiointi@tut.fi