Laivojen päästöt ja niiden tekninen vähennyspotentiaali pohjoisella Itämerellä

Ships are a significant source of air pollutant emissions, especially NOx and SO2. Pollution levels will increase in future due to growth in ship traffic and lack of effective regulations. So far related research has concentrated on emissions from land-based sources and very few shipping emission inventories exist to date. The aim of this study was to evaluate emissions and technical reduction potential of SO2, NOX, CO, HC and PM from waterborne traffic in Finland and in marine areas near Finland in 2000 and 2015. Energy consumption of ships in 2000 was evaluated based on statistics mapping ship movements in ports of Finland, Russia, Estonia and Sweden. Combined with emission factors, this data was used to evaluate the total amount of emissions. Emissions in 2015 were evaluated based on predicted growth rates of ship traffic and four different reduction technology scenarios. In 2000 ship-based SO2 and NOx emissions on the sea routes totalled 36 000 and 107 000 tonnes, respectively. Current international regulations have little impact on emission rates in the studied marine areas. The required technologies are internal engine modifications and fuel with a maximum sulphur content of 1.5 %. The results of the scenario study show that ship-based SO2 and NOx emissions will increase by 20 % and 40 % respectively by 2015 if no further emission reduction methods are introduced. These emissions could be reduced significantly through introduction of more effective reduction technologies, such as lowering sulphur content in fuel, adding water to the engine process, exhaust gas recirculation and selective catalytic reduction technology. The potential is substantial, especially on NOx emissions from cargo ships, which could be reduced by approximately 90 % from the 2015 baseline level.Laivat ovat merkittävä ilmapäästöjen, erityisesti SO2:n ja NOx:n, lähde. Laivojen päästöt kasvavat tulevaisuudessa lisääntyvän laivaliikenteen sekä vähäisten päästörajoitusten myötä. Ilmapäästöjen tutkimus on keskittynyt maalähteisiin ja siksi laivojen päästöistä on toistaiseksi olemassa vain vähän tietoa. Tämän työn tavoitteena oli selvittää laivaliikenteen SO2-, NOx-, CO-, HC- ja hiukkaspäästöjen määrää sekä niiden vähennyspotentiaalia Suomessa ja Suomen läheisillä merialueilla vuosina 2000 ja 2015. Vuoden 2000 laivapäästöt on arvioitu pohjautuen tilastoihin laivaliikenteestä Suomen, Ruotsin, Viron ja Venäjän satamissa ja näiden perusteella arvioituun laivojen energiankulutukseen väylillä sekä päästökertoimiin. Vuoden 2015 päästöjä on arvioitu liikennemäärän kasvuennusteiden sekä neljän skenaarion avulla, joilla tutkittiin erilaisten vähennystekniikoiden käyttöönoton vaikutusta paastoihin. Vuonna 2000 meriväylillä syntyneet SO2-päästöt olivat noin 36 000 tonnia ja NOx-päästöt noin 107 000 tonnia. Nykyisillä kansainvälisillä päästörajoilla ei ole merkittävää vaikutusta laivapäästöjen määrään tutkituilla merialueilla. Rajojen noudattaminen edellyttää moottorin palamisprosessin saat6a sekä polttoaineen rikkipitoisuuden rajoittamista 1,5 prosenttiin. Skenaariotarkastelun tulokset osoittivat, että SO2-ja NOx-päästöt kasvavat 20 % ja 40 % vastaavasti Suomen läheisillä merialueilla vuoteen 2015 mennessä, mikäli tehokkaampia vähennystekniikoita ei oteta käyttöön. Tehokkaammilla vähennystekniikoilla, kuten polttoaineen rikkipitoisuuden pienentämisellä, veden lisäyksellä polttoprosessiin, pakokaasujen takaisinkierrätyksellä ja selektiivisellä katalyyttisella vähennystekniikalla, voidaan päästöjä vähentää merkittävästi. Erityisesti rahtilaivojen NOx-päästöjen vähennyspotentiaali on merkittävä, noin 90 %, verrattuna vuoden 2015 perustasoon