Source: http://docplayer.fi/2580980-T-i-e-d-o-t-t-e-i-t-a.html
Timestamp: 2018-01-16 13:54:37+00:00
Document Index: 16735742

Matched Legal Cases: ['kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ']

1 V T T T I E D O T T E I T A V T T T I E D O T T E I T A Teemu Oinonen & Sampo Soimakallio HFC- ja PFC-yhdisteiden sekä SF 6 :n päästöjen tekniset vähentämiskeinot ja niiden kustannukset Suomessa Päästö [kt CO 2 -ekv.] HFC-yhdisteet PFC-yhdisteet rikkiheksafluoridi kylmäaineet ponneaineet eristyskaasut suojakaasut prosessikaasut 500 perusskenaario päästöt vähennysskenaario 1 vähennysskenaario VALTION TEKNILLINEN TUTKIMUSKESKUS ESPOO 2001
2 VTT TIEDOTTEITA MEDDELANDEN RESEARCH NOTES 2099 HFC- ja PFC-yhdisteiden sekä SF 6 :n päästöjen tekniset vähentämiskeinot ja niiden kustannukset Suomessa Teemu Oinonen Suomen ympäristökeskus Sampo Soimakallio VTT Energia VALTION TEKNILLINEN TUTKIMUSKESKUS ESPOO 2001
3 ISBN (nid.) ISSN (nid.) ISBN (URL: ISSN (URL: Copyright Valtion teknillinen tutkimuskeskus (VTT) 2001 JULKAISIJA UTGIVARE PUBLISHER Valtion teknillinen tutkimuskeskus (VTT), Vuorimiehentie 5, PL 2000, VTT puh. vaihde (09) 4561, faksi (09) Statens tekniska forskningscentral (VTT), Bergsmansvägen 5, PB 2000, VTT tel. växel (09) 4561, fax (09) Technical Research Centre of Finland (VTT), Vuorimiehentie 5, P.O.Box 2000, FIN VTT, Finland phone internat , fax VTT Energia, Energiajärjestelmät, Tekniikantie 4 C, PL 1606, VTT puh. vaihde (09) 4561, faksi (09) VTT Energi, Energisystem, Teknikvägen 4 C, PB 1606, VTT tel. växel (09) 4561, fax (09) VTT Energy, Energy Systems, Tekniikantie 4 C, P.O.Box 1606, FIN VTT, Finland phone internat , fax Toimitus Leena Ukskoski Otamedia Oy, Espoo 2001
4 Oinonen, Teemu & Soimakallio, Sampo. HFC- ja PFC-yhdisteiden sekä SF6:n päästöjen tekniset vähentämiskeinot ja niiden kustannukset Suomessa [Technical and economic evaluation of emission abatement options of HFCs, PFCs and SF 6. The case of Finland]. Espoo 2001, Valtion teknillinen tutkimuskeskus, VTT Tiedotteita Meddelanden Research Notes s. + liitt. 17 s. Avainsanat greenhouse gases, emissions, abatement, Finland, organic halogen compounds, hydrocarbons, sulfur fluorides, technology, economy, refrigerating equipment Tiivistelmä Uusien kasvihuonekaasujen, HFC- ja PFC-yhdisteiden sekä rikkiheksafluoridin (SF 6 ), päästöjen ennakoidaan kasvavan maailmanlaajuisesti seuraavien vuosikymmenien aikana. Päästöjen lähteissä, määrissä ja kehitysennusteissa on eri maiden välillä huomattavia eroja, jotka riippuvat pääasiassa maiden teollisuuden rakenteesta ja otsonia heikentävien yhdisteiden käytön korvautumisesta HFC- ja PFC-yhdisteillä. Tässä selvityksessä tarkastellaan Suomen uusien kasvihuonekaasujen päästöjen kehittymistä lähitulevaisuudessa sekä siitä johtuvaa päästöjen vähennystarvetta. Päästöjen vähennysmenetelminä tarkasteltiin erilaisten teknisten toimenpiteiden soveltuvuutta sekä niiden avulla saavutettavaa päästövähennyspotentiaalia ja toimenpiteistä aiheutuvia kustannuksia. Suomessa uusien kasvihuonekaasujen päästöt ovat tällä hetkellä noin 0,5 Mt CO 2 - ekvivalenttia. Päästöjen arvioitiin kasvavan noin nelinkertaisiksi vuoteen 2010 ja noin viisinkertaisiksi vuoteen 2020 mennessä, jolloin niiden osuus kaikkien Kioton pöytäkirjan alaisten kasvihuonekaasujen päästöistä olisi paljon nykyistä suurempi. Suomessa päästöjen ennakoituun kasvuun vaikuttaa merkittävimmin otsonia heikentävien kylmäaineiden käytön korvautuminen pääasiassa HFC-yhdisteistä koostuvilla kylmäaineilla, joiden päästöjen arvioitiin muodostavan lähes 90 % yhteenlasketuista uusien kaasujen päästöistä kuluvan vuosituhannen toisella vuosikymmenellä. Päästövähennystoimenpiteiden soveltaminen käytössä olevaan laitekantaan on yleensä tehottomampaa ja ongelmallisempaa kuin sovellettaessa vastaavanlaisia toimia uuteen laitekantaan. Tästä syystä päästöjen vähennyspotentiaali on osittain sidoksissa toimien käyttöönottoaikatauluun. Tässä selvityksessä toimenpiteiden käyttöönotto ajoitettiin pääsääntöisesti vuoden 2002 alkuun ja toimenpiteinä arvioitiin kahta erityyppistä teknistä menetelmää, joista toinen liittyy käytettävän tekniikan tai päästöjä aiheuttavien yhdisteiden korvaamiseen ja toinen kaasuvuotojen vähentämiseen. HFC-kylmäaineiden tarvetta vähentävien teknisten ratkaisujen toteuttaminen osoittautui selvästi kalliimmaksi vaihtoehdoksi kuin vuotojen vähentäminen, jolle päästövähenemällä painotettujen keskimääräisten arvioitiin olevan noin 80 mk/t CO 2 -ekv. Kioton ensimmäisellä velvoitekaudella ( ) ja noin 60 mk/t CO 2 -ekv. vuonna Vaihtoehtoisilla tekniikoilla ja aineilla arvioitiin saavutettavan suurempia päästövähenemiä kuin vuotoja vähentämällä, mutta niiden soveltuvuus on myös selvästi rajoitetumpi. Yhteenlaskettuna eri toimilla saavutettavat päästövähenemät arvioitiin Kioton ensimmäisellä velvoitekaudella noin 50 %:ksi ja vuonna 2020 noin %:ksi uusien kaasujen päästöistä. 3
5 Oinonen, Teemu & Soimakallio, Sampo. HFC- ja PFC-yhdisteiden sekä SF6:n päästöjen tekniset vähentämiskeinot ja niiden kustannukset Suomessa [Technical and economic evaluation of emission abatement options of HFCs, PFCs and SF 6. The case of Finland]. Espoo 2001, Technical Research Centre of Finland, VTT Tiedotteita Meddelanden Research Notes p. + app. 17 p. Keywords greenhouse gases, emissions, abatement, Finland, organic halogen compounds, hydrocarbons, sulfur fluorides, technology, economy, refrigerating equipment Abstract Emissions of the so called new greenhouse gases HFCs, PFCs and SF 6 are expected to grow globally in the near future. Sources, magnitudes and projections of future emissions differ significantly between countries, mainly due to structural differences between countries industries, as well as the rate and phase of the substitution of ozone depleting substances by HFCs and PFCs. This study focuses on Finnish emissions of the new greenhouse gases, the projected growth in emissions, and the resulting need to reduce these emissions. Currently, emissions of new greenhouse gases amount to some 0.5 Mt of CO 2 -eq. in Finland. Emissions are expected to quadruple by 2010 and to be five-fold by 2020, at which time they represent a much larger share of Finnish emissions of Kyoto greenhouse gases than presently. The substitution of ozone depleting substances by HFC-refrigerants was indentified as a major driver behind the expected growth of emissions. After the first Kyoto commitment period, emissions of HFC-refrigerants were projected to contribute some 90% of the total emissions of new greehouse gases in Finland. The application of emission reduction technologies to an existing equipment base is usually more problematic and less effective than applying these technologies to new equipment. For this reason, the emission reduction potential is conditional on schedule of introducing abatement measures. In the calculations of this study, most of the abatement measures were introduced in The measures considered consisted mainly of two kinds of technical reduction options: i) alternative gases and technologies and ii) leakage reduction (containment). Measures focusing on application of altenatives were significantly more expensive compared to leakage reduction. Average abatement costs of leakage reduction, weighted by potential emission reductions, were estimated as 80 FIM/t CO 2 -eq. during the first Kyoto commitment period and 60 FIM/t CO 2 -eq. in Greater potential emission reductions would be achievable using alternative gases and technologies, but their applicability to different emission sources is clearly more limited. The total emission reduction potential for the new greenhouse gases was estimated as 50% for the first Kyoto commitment period and 50 65% in
6 Alkusanat Selvitys tehtiin VTT Energian ja Suomen ympäristökeskuksen (SYKE) kemikaaliyksikön yhteisprojektina ja toteutettiin osana Tekesin Teknologia ja ilmastonmuutos -ohjelmaa (Climtech). Ohjelman tavoitteena on edistää ilmastonmuutoksen hallintaa sekä kansallisten ja kansainvälisten ilmastotavoitteiden saavuttamista tukemalla ilmastonmuutosta rajoittavan teknologian valintoja, tutkimusta, kehitystä, kaupallistumista ja käyttöönottoa. Samalla ohjelma edistää suomalaisen teollisuuden mahdollisuuksia hyödyntää ilmastonmuutoksen rajoittamisen tarjoamaa liiketoimintamahdollisuutta. Climtech-ohjelman ohjausryhmän puheenjohtajana toimii Tekesin teknologia-asiantuntija Raija Pikku-Pyhältö. Projektiryhmään kuuluivat Suomen ympäristökeskuksen kemikaaliyksiköstä Msc, ins. Teemu Oinonen ja maat. metsät. maist. Jukka Malm sekä VTT energiasta tekn. yo Sampo Soimakallio ja tekn. tri Riitta Pipatti, joka toimi projektin vastuullisena johtajana. Selvityksen kirjoittamisesta vastasivat Sampo Soimakallio ja Teemu Oinonen. Tekijät haluavat kiittää rahoittajia sekä koko projektiryhmää sujuvasti toimineesta yhteistyöstä. Kiitokset niille lukuisille yrityksille ja teollisuusorganisaatioille, joiden antamien tietojen perusteella työn toteutus oli mahdollista. Kiitokset myös kaikille niille useille yhteisöille ja henkilöille, jotka ovat osaltaan auttaneet selvityksen työstämisessä ja kommentoinnissa. Erityisesti tekijät haluavat kiittää Esko Kaappolaa (Danfoss Oy), Jarmo Elovaaraa (Finngrid Oyj), Marko Riipistä (Helsingin Energia Oyj), Mauri Riikosta (Suomen Tasolasi Oy), Markku Orpanaa (Micro Analog Systems Oy) ja Ritva Hirvosta (VTT Energia). 5
7 Sisällysluettelo Tiivistelmä...3 Abstract...4 Alkusanat Johdanto Suomen päästölähteet kansainvälisessä vertailussa Päästöjen ja kustannusten arvioinnin metodologia Eri kasvihuonekaasupäästöjen vaikutusten vertailu Päästöjen arviointi ja skenaarioiden laatiminen Perusskenaarioiden päästöjen mallintaminen Päästövähennysskenaarioiden päästöjen mallintaminen Skenaarioiden lähtötiedot Päästövähennystoimet ja kustannusten arviointi Päästövähennystoimien valinta Päästövähennyskustannusten laskenta Päästösektorien tarkastelu Kylmä- ja ilmastointilaitteet sekä lämpöpumput Yleistä Kylmähöyryprosessit Kylmähöyryprosessien kylmäaineet Hiilivedyt (HC) Ammoniakki (NH 3 ) Hiilidioksidi (CO 2 ) Vesi (H 2 O) Teknisten päästövähennysmenetelmien periaatteet Vaihtoehtoiset kylmätekniikat Vaihtoehtoiset kylmäaineet Päästöjen hallinta ja parannettu laitekonstruktio Kodin kylmälaitteet Yleistä Perusskenaario Päästövähennysmenetelmät ja kustannusarviot Päästövähennysskenaariot ja -kustannukset Kaupan kylmälaitokset Yleistä
8 Perusskenaario Päästövähennysmenetelmät ja kustannusarviot Päästövähennysskenaariot ja -kustannukset Elintarvike- ja prosessiteollisuuden kylmälaitokset Yleistä Perusskenaariot Päästövähennysmenetelmät ja kustannusarviot Päästövähennysskenaariot ja -kustannukset Jääradat Yleistä Perusskenaario Päästövähennysmenetelmät ja kustannusarviot Päästövähennysskenaario ja -kustannukset Ammattikeittiöiden kylmälaitokset ja omakoneelliset kylmäkalusteet Yleistä Perusskenaariot Päästövähennysmenetelmät ja kustannusarviot Päästövähennysskenaariot ja -kustannukset Kylmäkuljetuslaitteet Yleistä Perusskenaario Päästövähennysmenetelmät ja kustannusarviot Päästövähennysskenaario ja -kustannukset Kiinteät ilmastoinnin jäähdytysjärjestelmät Yleistä Perusskenaario Päästövähennysmenetelmät ja kustannusarviot Päästövähennysskenaario ja -kustannukset Ajoneuvojen ilmastointilaitteet Yleistä Perusskenaario Päästöjen vähennysmenetelmät ja kustannusarviot Päästövähennysskenaario Lämpöpumput Yleistä Perusskenaario pientalojen lämpöpumpuille Perusskenaario muille lämpöpumpuille Päästövähennysmenetelmät Solumuovit ja saumaeriste Yleistä Vaahdotusaineet
9 Hiilivedyt Hiilidioksidi CO HFC-yhdisteet ja seokset Sovelluskohteet Perusskenaario Päästövähennysmenetelmät ja -kustannukset Aerosolit Yleistä Inhalaatiosumutteet Perusskenaario Päästövähennysmenetelmät Tekniset aerosolit Perusskenaario Päästövähennysmenetelmät Liuottimet Sammutuslaitteet Yleistä Perusskenaario Puolijohdeteollisuus Yleistä Perusskenaario Päästövähennysmenetelmät ja kustannusarviot CVD-kammion puhdistusprosessi Etsausprosessi Päästöjen hallinta Päästövähennysskenaario ja -kustannukset Muut PFC-päästölähteet Magnesiumin painevalu Yleistä Perusskenaario Päästövähennysmenetelmät ja kustannusarviot Sähkölaitteet Yleistä Kytkinlaitokset Katkaisijat Perusskenaario Päästövähennysmenetelmät ja kustannusarviot Vaihtoehtoiset tekniikat Täytöksen pienentäminen Päästöjen hallinta Päästövähennysskenaario ja -kustannukset
10 4.10 Muut SF 6 -päästölähteet Uusien kaasujen päästövähennyspotentiaali ja -kustannukset Perus- ja vähennysskenaarioiden kokonaispäästöt Päästövähennyskustannukset Päästövähennystoimien yritysvaikutuksista Vaikutukset toimenpiteitä käyttöönottaviin yrityksiin Vaikutukset muihin yritystyyppeihin Yhteenveto ja johtopäätökset Jatkotutkimustarpeet Lähdeluettelo LIITTEET Liite A: Halogenoitujen yhdisteiden ominaisuuksia Liite B: Kylmäaineet Liite C: Kodinkylmälaitteiden myynti Suomessa vuosina ja arvioitu ennuste vuoteen 2010 Liite D: Tyypillisen eurooppalaisen kodin jääkaapin päästötasearvioita tällä hetkellä markkinoilla oleville eriste- ja kylmäainevaihtoehdoille Liite E: Tyypillisen eurooppalaisen kaupan kylmälaitoksen päästötasearvioita erilaisille toteutusvaihtoehdoille Liite F: Uusien ajoneuvojen rekisteröinti ja ilmastointilaitteiden osuus Suomessa vuosina ja ennusteet vuoteen 2020 Liite G: Keskikokoisen henkilöauton ilmastointilaitteen päästötasearvioita erilaisissa ilmastollisissa olosuhteissa Liite H: Solumuovit Liite I: Sähkölaitteiden vaihtoehtoisia eristyskaasuja Liite J: Elinkaarianalyysivertailu kaupunkisähkön jakelun toteuttamisesta GIS- tai AIS-laitoksilla Liite K: Seoskaasujen sähkölujuus ja katkaisukyky 9
12 1. Johdanto Halogenoidut kasvihuonekaasut ovat teollisuusperäisiä yhdisteitä, jotka sisältävät fluoria, klooria, bromia tai jodia ja joilla on kyky absorboida maapallon lähettämää pitkäaaltoista lämpösäteilyä. Halogenoiduissa hiilivety-yhdisteissä yksi tai useampi vetyatomeista on korvattu halogeeneilla. Täysin halogenoiduissa hiilivedyissä kaikki hiili-vetysidokset on korvattu hiili-halogeenisidoksilla. Useimmat synteettiset halogenoidut hiilivedyt ovat voimakkaita kasvihuonekaasuja ja lisäksi klooria ja bromia sisältävät tuhoavat stratosfäärin otsonia. Wienissä 1985 solmitun otsonikerroksen suojelusopimuksen Montrealin pöytäkirja (1987) lisäyksineen rajoittaa yläilmakehän otsonia tuhoavien aineiden tuotantoa ja kulutusta. Montrealin pöytäkirja vaatii kaikkien siinä mainittujen aineiden tuotannon ja kulutuksen täydellistä lopettamista sekä teollisuus- että kehitysmaissa vaihtelevin aikatauluin. Rajoitettaviin aineisiin kuuluvat muun muassa täysin halogenoidut kloorifluorihiilivedyt (CFC-yhdisteet), osittain halogenoidut kloorifluorihiilivedyt (HCFC-yhdisteet) ja täysin halogenoidut bromiyhdisteet (halonit). Näiden aineiden suhteellisen nopean käytöstä poistamisen ovat osittain mahdollistaneet niitä korvaamaan kehitetyt fluorihiilivedyt (HFC-yhdisteet) ja perfluorihiilivedyt (PFC-yhdisteet). YK:n ilmastonmuutosta koskevan puitesopimuksen (Rio 1992) alainen Kioton pöytäkirja (1997) velvoittaa teollisuusmaita vähentämään siihen sisällytettyjen kasvihuonekaasujen yhteenlaskettuja hiilidioksidi-ekvivalentteja päästöjä 5,2 % vuosiin mennessä. Pöytäkirjaan sisällytettiin hiilidioksidin (CO 2 ), metaanin (CH 4 ) ja typpioksiduulin (N 2 O) lisäksi HFC- ja PFC-yhdisteet sekä rikkiheksafluoridi (SF 6 ). Kolmen ensin mainitun osalta vertailuvuosi on 1990, HFC- ja PFC-yhdisteiden sekä SF 6 :n osalta pöytäkirjan osapuolen valinnan mukaan 1990 tai 1995 (Suomella 1990). Uusilla halogenoiduilla hiilivedyillä ja rikkiheksafluoridilla on lukuisia ominaisuuksia, jotka puoltavat niiden käyttöä monessa eri sovelluksessa. Ne ovat usein kemiallisesti stabiileja ja palamattomia. HFC- ja PFC-yhdisteet ovat monesti parhaiten soveltuvia tai parhaita vaihtoehtoja kohteisiin, joissa on aiemmin käytetty yläilmakehän otsonia tuhoavia yhdisteitä. Maailmanlaajuisesti HFC- ja PFC-yhdisteitä käytetään määrällisesti eniten kylmäaineina. Vähäisempiä määriä kulutetaan muun muassa liuottimissa ja sammutusaineena automaattisissa palontorjuntalaitteissa. Täysin uusi käyttökohde on puolijohteiden valmistus. HFC-yhdisteitä käytetään myös aerosolien ja solumuovien ponneaineena. Rikkiheksafluoridia ei käytetä otsonia heikentävien aineiden korvaajana lukuun ottamatta vähäistä käyttöä joidenkin halonien korvaajana sammutuslaitteissa. 11
13 Sen pääasiallisin käyttökohde ovat kaasueristetyt sähkölaitteet. SF 6 on voimakkain tunnettu kasvihuonekaasu 1. Uusien kasvihuonekaasujen päästölähteet poikkeavat teknisesti merkittävästi toisistaan. HFC- ja PFC-yhdisteiden sekä SF 6 :n kulutus ja siitä aiheutuvat päästöt jakautuvat ajallisesti hyvinkin eri tavoilla sovelluksesta riippuen. Erot yhdisteiden kulutuksessa, sovelluskohteissa ja päästöjen hallinnassa ovat suuria eri maiden ja loppukäyttäjien välillä. Globaalisti uusien kaasujen osuus kaikista ihmisen toiminnan aiheuttamista kasvihuonekaasupäästöistä on noin 2 %. Suomessa uusien kaasujen päästöt ovat nykyisin arviolta 0,5 Mt hiilidioksidi-ekvivalenttia, joka vastaa noin 0,6 % Suomen yhteenlasketuista Kioton pöytäkirjan mukaisista kasvihuonekaasupäästöistä. Arvo on yli 50 % pienempi kuin kaasujen nykyinen kulutus. Päästöjen arvioidaan kasvavan vuoteen 2010 mennessä noin 1,7 Mt CO 2 -ekvivalenttiin, jolloin niiden merkitys kokonaisuuteen nähden olisi paljon nykyistä suurempi. Uusien kasvihuonekaasujen päästöihin voidaan vaikuttaa useilla erilaisilla mekanismeilla, jotka eivät ole toisiaan pois sulkevia vaan pikemminkin toisiaan täydentäviä tai tukevia. Päästöjä aiheuttavien yhdisteiden kulutusta voidaan vähentää erilaisilla hallinnollisilla toimilla, kuten asettamalla määräyksiä, rajoitteita, kieltoja tai päästövähennystoimien kannustimia. Toimien soveltaminen käytäntöön vaatii usein teknisiä muutoksia laitteisiin, tuotteisiin tai prosesseihin. HFC- ja PFC-yhdisteiden sekä SF 6 :n päästöjä voidaan pyrkiä hallitsemaan parantamalla järjestelmien tiiviyttä sekä erilaisilla talteenotto-, kierrätys- ja hävitysmekanismeilla. Optimaalisella laitesuunnittelulla, esimerkiksi kylmälaitteiden kohdalla, voidaan minimoida järjestelmien tarvitsema ainemäärä. HFC- ja PFC-yhdisteet tai SF 6 voidaan myös pyrkiä korvaamaan vaihtoehtoisilla, kasvihuoneilmiön kannalta vähemmän haitallisilla tai haitattomilla yhdisteillä. Korvaus edellyttää usein vaihtoehtoisen tekniikan käyttöönottoa tai prosessimuutoksia. Teknisten päästövähennystoimien käyttöönotto aiheuttaa usein kustannuksia, jotka saattavat vaikeuttaa toimen käyttöönottavan yrityksen kilpailuasemaa. On myös mahdollista, että yritys hyötyy toimista, esimerkiksi yhdisteiden pienemmän kulutuksen tai syntyvän positiivisemman yrityskuvan ansiosta. Vaihtoehtoisten tekniikoiden ja yhdisteiden käyttöönotto saattaa muuttaa laitteiden, tuotteiden ja prosessien suorituskykyä, laatua tai turvallisuutta. Huonompi suorituskyky voi johtaa lisääntyvään energiankulutukseen, jolloin menetelmällä saavutettava kokonaispäästövähennys on pienempi tai jopa negatiivinen. Laadun huononeminen puolestaan saattaa aiheuttaa 1 SF 6 :n lämmitysvaikutus on esimerkiksi sadan vuoden aikavälillä tarkasteltuna kertaa voimakkampi kuin hiilidioksidin (ks. kohta 3.1). 12
14 hyväksyttävyys- tai turvallisuusongelmia, joita aiheutuu myös vaihtoehtoisten aineiden mahdollisesta syttyvyydestä tai myrkyllisyydestä. Tässä työssä tarkasteltiin uusien kasvihuonekaasupäästöjen teknisiä vähennyskeinoja ja niihin liittyviä tekijöitä, kuten toteutettavuutta, kustannustehokkuutta ja turvallisuutta. Tarkastelu tehtiin yleisellä tasolla sekä Suomen tilanteeseen kohdistuen. Suomessa esiintymättömät päästölähteet ja muuntyyppiset päästövähennystoimet rajattiin työn ulkopuolelle. Työn tavoitteena oli ensisijaisesti tarkentaa kuvaa erilaisten teknisten päästövähennystoimien käyttöönoton mahdollisuuksista ja kustannuksista sekä niiden merkityksestä saavutettavan kokonaispäästövähennyksen kannalta Suomessa. Päästövähennystoimien kustannustehokkuus ja vaikutukset alalla toimiviin suomalaisiin yrityksiin pyrittiin selvittämään. Tarkoituksena oli sellaisten päästövähennysmenetelmien löytäminen, jotka voisivat parhaiten auttaa Suomea saavuttamaan Kioton pöytäkirjassa asetetut tavoitteet ja joilla olisi verrattain pitkäaikaista vaikutusta ilmastonmuutoksen torjunnassa. Työtä varten tehtiin laaja kirjallisuustutkimus pääasiassa kansainvälisiä selvityksiä hyväksi käyttäen. Kirjallisuustutkimuksessa tuotetun tiedon perusteella haastateltiin suomalaisia asiantuntijoita ja alan yrityksien edustajia tiedon syventämiseksi sekä yritysten näkemysten kuulemiseksi. Selvityksessä hyödynnettiin Suomen ympäristökeskuksen kemikaaliyksikössä eri toiminnanharjoittajille laadittujen kyselyiden tuloksia. Saadun tiedon perusteella tarkennettiin Suomen ympäristökeskuksen kemikaaliyksikössä huhtikuussa 2000 laadittuja (Oinonen 2000) Suomen uusien kasvihuonekaasujen ensimmäisiä aktuaalisia päästöjä koskevia päästökehitysarvioita. Työssä laadittiin myös ensimmäiset Suomea koskevat teknisten toimenpiteiden käyttöönotolla saavutettavissa olevat päästövähennys- ja kustannusarviot. 13
15 2. Suomen päästölähteet kansainvälisessä vertailussa Uudet kasvihuonekaasut HFC- ja PFC-yhdisteet sekä rikkiheksafluoridi (SF 6 ) muodostivat vuonna 1996 maailmanlaajuisesti päästöjä arviolta 300 Mt hiilidioksidiekvivalenttia. Määrä vastasi noin 0,9 %:a maailman kaikista ihmisen toiminnan aiheuttamista kasvihuonekaasupäästöistä (Harnisch et al. 2001). Uusien kasvihuonekaasujen yleisesti tunnetut lähteet luetellaan taulukossa 1. Taulukko 1. HFC- ja PFC-yhdisteiden sekä rikkiheksafluoridin yleisesti tunnetut maailmanlaajuiset päästölähteet. osittain fluorattujen hiilivetyjen (HFC) lähteet HCFC-22:n tuotanto (sivutuotteena syntyvä HFC-23) jäähdytys ja ilmastointi sekä lämpöpumput (kylmäaine) solumuovit (ponne-, eristyskaasu) aerosolit (ponnekaasu) automaattiset sammutuslaitteet (sammute) liuottimet (ponnekaasu, liuotin) HFC-yhdisteiden valmistus ja jakelu (karkauspäästöt) muut lähteet: - puolijohteiden valmistus (etsauskaasu) perfluorihiilivetyjen (PFC) lähteet alumiinin valmistus puolijohteiden valmistus (etsauskaasu) liuottimet (ponnekaasu, liuotin) PFC-yhdisteiden valmistus ja jakelu (karkauspäästöt) muut lähteet: - sotateollisuuden keinoveri - lääketieteelliset ultraäänikokeet - erikoiskylmälaitteet - suksivahan valmistus - sammutuslaitteet (sammute) rikkiheksafluoridin (SF 6 ) lähteet sähkölaitteet (eristyskaasu) magnesiumin valu (suojakaasu) auton renkaat (täytekaasu) äänieristetyt ikkunat (eristyskaasu) SF 6 :n valmistus ja jakelu (karkauspäästöt) muut lähteet: - ilmansaasteiden kartoitus (merkkiaine) - urheilujalkineiden pohjat (täytekaasu) - tennispallot (täytekaasu) - sotilastutkien aaltoputket (eristyskaasu) Taulukossa 1 kursiivilla esitettyjen päästölähteiden maailmanlaajuinen merkitys on hyvin vähäinen. Merkittävistä tai hyvin potentiaalisista päästölähteistä HCFC-22:n valmistusta, alumiinin tuotantoa, varsinaisten yhdisteiden valmistusta ja liuotinkäyttöä ei esiinny Suomessa lainkaan. 14
16 Teollisuusmaissa noin 80 % aikaisemmasta CFC-yhdisteiden ja halonien käytöstä on korvattu muilla yhdisteillä tai menetelmillä kuin fluoratuilla hiilivedyillä (UNEP 1999a). HFC-yhdisteet ovat korvanneet noin 8 % ja HCFC-yhdisteet noin 12 % tästä määrästä. Vastaavat arviot kehitysmaiden siirtymäkaudelle 2 ovat noin 7 % HFC- ja 17 % HCFC-yhdisteille (UNEP 1999a). IPCC:n IS92a-skenaarion mukaan otsonia heikentäviä yhdisteitä korvaavat HFC- ja PFC-yhdisteet eivät tule muodostamaan yli 2 3 %:a Kioton ilmastosopimukseen sisällytettyjen kaasujen CO 2 -ekvivalentteina arvioiduista päästöistä. Mikäli kasvihuonekaasupäästöjen oletetaan stabiloituvan vuoden 1995 tasolle, muodostavat HFC- ja PFC-yhdisteet sekä SF 6 maailmanlaajuisesti arviolta noin 2 % päästöistä vuonna 2010 ja 3 % vuonna 2020 (Harnisch et al. 2001). Taulukossa 2 vertaillaan Suomen HFC- ja PFC-yhdisteiden sekä SF 6 :n päästöarvioita globaaleihin arvioihin perusskenaarioiden mukaisissa tilanteissa. Taulukko 2. Suomen ja koko maailman uusien kasvihuonekaasujen päästöarviot vuosille 1996, 2010 ja vuoden 1996 päästöt [kt CO 2-ekv.] vuoden 2010 päästöt [kt CO 2-ekv.] vuoden 2020 päästöt [kt CO 2-ekv.] Suomi 1) maailma 2) Suomi 1) maailma 2) Suomi 1) maailma 2) HFC PFC SF yhteensä ) lähde: ks. perusskenaarioiden yhteenveto (kohta 5.1) 2) lähde: (Harnisch et al. 2001) Taulukosta 2 havaitaan, että Suomen uusien kasvihuonekaasujen päästöt muodostivat vuonna 1996 noin 0,03 % globaaleista päästöistä. Osuuden ennakoidaan kuitenkin kasvavan noin 0,2 %:iin vuosina Molemmissa tapauksissa päästöjen kasvu johtuu lähes yksinomaan HFC-päästöjen lisääntymisestä. Suomen HFC-päästöt kasvavat vuoden 1996 tasosta arviolta noin 30-kertaisiksi vuoteen 2010 mennessä, kun vastaava kasvuarvio globaaleille päästöille on vain noin 3-kertainen (taulukko 2). Suuri ero kasvuarvioissa johtuu päästöjen alhaisesta lähtötasosta Suomessa. Paljon päästöjä synnyttävien teollisuusprosessien puuttumisen vuoksi suurimmat päästölähteet Suomessa ovat olleet HFC-yhdisteitä käyttävät laitteet ja HFC-yhdisteitä sisältävät tuotteet, kuten aerosolit ja saumavaahto. Näissä laitteissa ja tuotteissa yhdisteiden merkittävä käyttö Suomessa alkoi vasta 1990-luvun puolivälin tienoilla. Suomen PFCyhdisteiden ja rikkiheksafluoridin päästöjen arvioitua kehitystä on hankala verrata maailmanlaajuiseen tilanteeseen, sillä merkittävät päästölähteet ja niiden kehitys poikkeavat toisistaan varsin paljon. 2 Montrealin sopimuksen mukaan kehitysmaille on varattu enemmän aikaa CFC-yhdisteistä ja halonien kulutuksesta luopumiselle kuin teollisuusmaille. 15
17 Taulukossa 3 vertaillaan Suomen ja Euroopan unionin jäsenvaltioiden yhteenlaskettujen uusien kasvihuonekaasujen päästölähteiden ja -määrien arvioita vuosille 1990, 1995 ja Taulukko 3. Eriteltyjä aktuaalisia päästöarvioita Suomessa ja EU-15:ssä vuosina 1990, 1995 ja päästölähde [Mt CO 2-ekv/a] Suomi 1) EU 2) Suomi 1) EU 2) Suomi 1) EU 2) HFC-lähteet - HFC-23: sivutuote solumuovit: XPS solumuovit: PU jäähdytys ja kiinteä ilmastointi ajoneuvojen ilmastointi MDI + yleiset aerosolit 3) muut (HFC) valmistus- ja jakeluhäviöt HFC yhteensä PFC- ja SF 6-lähteet - magnesiumin valu (SF 6) C C C sähkölaitteet (SF 6) muut (SF6) C C C valmistus- ja jakeluhäviöt alumiinin tuotanto (PFC) puolijohdeteollisuus (PFC 4) ) C 400 C C muut (PFC) C C C SF6 ja PFC yhteensä kaikki yhteensä XPS= suulakepuristettu polystyreeni PU = polyuretaani MDI = inhalaatiosumutteet muut (HFC) = sammutuslaitteet, puolijohdeteollisuus, liuottimet, laboratoriokäyttö muut (SF 6) = autojen renkaat, äänieristetyt ikkunat, urheilujalkineet, laboratoriokäyttö, sotilastutkat muut (PFC) = liuottimet, kylmäaineseokset, lääketieteellinen, laboratorio- ja kosmeettinen käyttö, keinoveri C = luottamuksellinen tieto (päästö sisältyy yhdisteiden ja lähteiden yhteenlaskettuun kokonaismäärään) 1) lähde: ks. perusskenaarioiden yhteenveto (kohta 5.1) 2) lähde: (Harnisch & Hendriks 2000) 3) Suomen luvuissa myös saumaeristeen päästöt 4) myös SF 6 ja HFC-23 Taulukosta 3 nähdään, että HCFC-22:n valmistuksessa sivutuotteena syntyvä HFC-23 on aiheuttanut huomattavan osan EU-maiden yhteenlasketuista päästöistä. Nämä päästöt ovat pienentymässä vähennysteknologioiden käyttöönoton myötä ja ovat vuonna 2010 arviolta noin 7,2 Mt CO 2 -ekvivalenttia, joka vastaa noin 10 %:a kaikista EU-maiden HFC-päästöistä (taulukko 3). Suomessa HCFC-22:n tuotantoa ei ole ja siksi Suomen uusien kasvihuonekaasujen päästörakenne ja ajallinen käyttäytyminen poikkeaa EUmaiden yleisestä tilanteesta 3. Muut HFC-päästöt (pääasiassa jäähdytyksen ja ilmastoinnin kylmäainepäästöt) näyttäisivät näiden arvioiden perusteella kasvavan Suomessa verrattain nopeammin kuin yleisesti EU-maissa (taulukko 3). Sen sijaan 3 HCFC-22:n tuottajamaita EU:ssa ovat Ranska, Saksa, Kreikka, Italia, Alankomaat, Espanja ja Iso- Britannia (Harnisch & Hendriks 2000). 16
18 Suomen ja EU-maiden keskinäiset PFC-yhdisteiden ja rikkiheksafluoridin päästöjen suhteet näyttäisivät pysyvän likimain ennallaan välillä , vaikka päästösektoreissa on huomattavia eroja. Alumiinin primäärituotannossa syntyvät PFCyhdisteet (CF 4 ja C 2 F 6 ) sekä autonrenkaiden ja äänieristettyjen ikkunalasien täyttäminen SF 6 :lla (muut SF 6 ) muodostavat valtaosan EU-maiden PFC- ja SF 6 -päästöistä, tosin puolijohdeteollisuuden osuus on kasvamassa merkittävästi (taulukko 3). Alumiinin primäärituotantoa 4 ei ole Suomessa ja lisäksi muut SF 6 -päästöt ovat merkityksettömän vähäisiä. HFC- ja PFC-yhdisteitä sekä SF 6 :ta ei myöskään valmisteta Suomessa ja jakeluhäviöt on arvioitu merkityksettömiksi. Suomessa uusien kasvihuonekaasupäästöjen ennakoitu kasvu johtuu lähes yksinomaan HFC-yhdisteiden kylmäainekäytön lisääntymisestä. EU-maissa kylmäainepäästöt muodostavat vuonna 2010 arviolta noin 30 % uusien kasvihuonekaasujen päästöistä, kun vastaava luku Suomessa on noin 90 % (taulukko 3). Tästä syystä myös päästöjen vähennystarve poikkeaa Suomessa yleisestä EU-maiden tilanteesta, jossa päästöt aiheutuvat tasaisemmin useasta eri sektorista (taulukko 3). 4 Alumiinin primäärituottajia EU:ssa ovat Saksa, Ranska, Italia, Alankomaat, Espanja, Ruotsi, Kreikka, Iso-Britannia ja Itävalta (Harnisch & Hendriks 2000). 17
19 3. Päästöjen ja kustannusten arvioinnin metodologia 3.1 Eri kasvihuonekaasupäästöjen vaikutusten vertailu Kasvihuonekaasut absorboivat maapallon lähettämää pitkäaaltoista lämpösäteilyä ja aiheuttavat siten positiivista säteilypakotetta. Osa kaasuista aiheuttaa lisäksi negatiivista pakotetta (esimerkiksi yläilmakehän otsonin tuhoamisominaisuuksilla), jolloin on arvioitava pakotteiden nettovaikutus. HFC- ja PFC-yhdisteet sekä rikkiheksafluoridi eivät tuhoa yläilmakehän otsonia. Kasvihuonekaasun säteilypakote riippuu molekyylin spektroskooppisten ominaisuuksien lisäksi kaasun eliniästä ja pitoisuudesta ilmakehässä. Suhteuttamalla tietyn kaasun säteilypakote jonkin toisen kaasun vastaavaan arvoon voidaan vertailla kaasujen kasvihuonekaasuvaikutusta Käytettäessä vertailukaasuna hiilidioksidia saadaan GWP 5 - indeksiksi kutsuttu suhdeluku, joka määritellään seuraavasti: GWP j, t f 0 t f 0 t f a a c ( t) dt j CO2 c j CO2 ( t) dt, (1) missä j on säteilypakotteen välitön kasvu, joka johtuu kaasun j yhden yksikön konsentraatiomuutoksesta, c j (t) on yksikköpäästöstä johtuva konsentraation muutos ajanhetkellä t ja t f on valittu tarkastelujakso. Kioton pöytäkirjassa tarkasteluajanjaksona on sovittu käytettävän sataa vuotta. On kuitenkin syytä huomata, että mitä pidempää tarkastelujaksoa käytetään, sitä suurempi on ilmakehässä pitkään pysyvien kaasujen GWP-arvo. HFC-yhdisteiden keskimääräinen elinikä ilmakehässä vaihtelee muutamasta vuodesta satoihin vuosiin, PFC-yhdisteiden tuhansista kymmeniin tuhansiin vuosiin (liite A). Rikkiheksafluoridi pysyy ilmakehässä keskimäärin vuotta (liite A). Tässä työssä käytetään hallitusten välisen ilmastopaneelin (IPCC) vuonna 1996 julkaisemia GWP 100 -kertoimia (IPCC 1996), jotka on esitetty liitteessä A. 5 GWP = Global Warming Potential 18
20 3.2 Päästöjen arviointi ja skenaarioiden laatiminen Tässä työssä laadittiin kuvauksia päästöjen kehittymisestä ajassa eli skenaarioita. Päästöjen kehittymistä arvioitiin kahdessa erityyppisessä skenaariossa, joissa päästöjen kehittymiseen vaikuttavat tekijät poikkeavat toisistaan. Perusskenaarioiden huomioitavat tekijät kuvataan kohdassa ja päästövähennysskenaarioiden kohdassa Jokainen skenaario laadittiin samalla periaatteella, jossa päästö tietylle vuodelle lasketaan kertomalla toiminnan määrää kuvaava aktiviteettiluku päästökertoimella P A f, (2) ijt ijt ijt missä P ijt on toiminnan i aiheuttama kaasun j päästö vuonna t, A ijt toiminnan i, johon liittyy kaasun j käyttö, määrää vuonna t kuvaava aktiviteettiluku ja f ijt päästökerroin (samoin alaindeksein varustettuna). Kaavan (2) oletus päästöjen suorasta verrannollisuudesta toiminnan määrään sisältyy jokaiseen tässä raportissa esitettyyn skenaarioon. Kunkin sektorin (toiminnan i: joukko laitteita, tuotteita tai prosesseja) päästöskenaario laskettiin yksittäisten päästölähteiden elinkaaren eri vaiheissa syntyvien päästöjen summana. Päästöjä aiheuttavan lähteen (laitteen, tuotteen, prosessin) elinkaaren vaiheet jaettiin tätä varten kolmeen osaan: (i) valmistus tai asennus, (ii) käyttö ja (iii) poistaminen käytöstä. Joidenkin sektoreiden kohdalla tietty vaihe jätettiin huomiotta esimerkiksi sen vuoksi, että päästölähteitä ei valmisteta Suomessa. Kaikkien sektorien i ja kaasujen j kokonaispäästö P kok,t kullekin vuodelle laskettiin kaavasta P kok t n n, P, P, P,, (3) i 1 j 1 a ijt k ijt p ijt missä P a,ijt on laitteen tai tuotteen valmistus- tai asennusvaiheessa syntyvä päästö, P k,ijt laitteen tai tuotteen käytön aikana syntyvä päästö ja P p,ijt laitteen tai tuotteen käytöstä poistosta aiheutuva päästö. Käyttäen kaavan (3) esitystapaa on kokonaispäästö siten P kok n n, t Aa, ijt f a, ijt Ak, ijt f k, ijt Ap, ijt f p, ijt. (4) i 1 j 1 19
F-kaasuasetus muuttuu. Nufar Finel, Suomen ympäristökeskus SYKE, SULPU Lämpöpumppupäivä 28.11.2013
F-kaasuasetus muuttuu Nufar Finel, Suomen ympäristökeskus SYKE, SULPU Lämpöpumppupäivä 28.11.2013 Sisältö Taustaa miksi muutetaan? Asetusehdotuksen käsittely miten etenee? Nykyinen sääntely Uusi asetus
Eliisa Irpola, Suomen Ympäristökeskus Kylmäainelainsäädäntö nyt ja lähitulevaisuudessa
Eliisa Irpola, Suomen Ympäristökeskus 23.01.2003 Kylmäainelainsäädäntö nyt ja lähitulevaisuudessa 1 Kansainväliset sopimukset lainsäädännön taustalla 1.1 Montrealin pöytäkirja Otsonikerroksen suojelua
Suomen kansallisten päästövähennystoimien riskien ja kustannustehokkuuden arviointi. Aira Hast Suomen energiaekonomistit ry:n syyskokous 27.11.
Suomen kansallisten päästövähennystoimien riskien ja kustannustehokkuuden arviointi Aira Hast Suomen energiaekonomistit ry:n syyskokous 27.11.2012 Suomen kansallisten päästövähennystoimien riskien ja kustannustehokkuuden
Taustaa EU:n ilmastotavoitteet edellyttävät päästövähennystoimia. Uusi F-kaasuasetus ja kylmäaineet Petri Hannula
Uusi F-kaasuasetus ja kylmäaineet Petri Hannula 10.5.2016 Taustaa EU:n ilmastotavoitteet edellyttävät päästövähennystoimia kaikilta kasvihuonekaasujen päästösektoreilta päästövähennys 2030 mennessä n.
Espoon kaupunki Pöytäkirja 91. Ympäristölautakunta 15.11.2012 Sivu 1 / 1
Ympäristölautakunta 15.11.2012 Sivu 1 / 1 4694/11.01.01/2012 91 Kylmäaineiden käytön kartoitus- ja valvontaprojekti Espoossa Valmistelijat / lisätiedot: Ohtonen Katja, puh. (09) 816 24849 etunimi.sukunimi@espoo.fi
RIKKIHEKSAFLUORIDIN (SF6) KÄYTTÖ SÄHKÖNJAKELULAITTEISSA yhteenveto verkonhaltijoille tehdystä kyselystä, tilastovuosi 2016 Sähköverkonhaltijoille (jakelu-, alue- ja kantaverkko) lähetettiin keväällä 2016
Suomen Kylmäliikkeiden Liitto r.y 1 (5) Esa Aalto 22.11.2006
Suomen Kylmäliikkeiden Liitto r.y 1 (5) Uusi EU:n asetus 842 / 2006 eli ns. F-kaasuasetus Asetus koskee nykyisin yleisimmin käytössä olevia HFC kylmäaineita R134a, R404A, R407C, R410A, R507 ym. Asetuksen
Miten yritys voi olla hiilineutraali?
Miten yritys voi olla hiilineutraali? Jyri Seppälä, Suomen ympäristökeskus Suomen ilmastopaneelin jäsen Ilmastokumppaneiden ja ympäristöjohtamisen vuosiseminaari 3.11.2014, Helsinki Maailmalta ja Suomesta