Kuljetuksen pakokaasupäästöt

Tämä sivu on tietokide alatyypiltään metodi. Sivutunniste: Op_fi3127
Moderaattori:Akousa (katso kaikki) Sivun edistyminen: Täysluonnos. Arvostuksen määrää ei ole arvioitu (ks. peer review).
Lisää dataa {{#opasnet_base_link:Op_fi3127}}

Osa Opasnetin sivusta Kuljetuksen päästöt

Osa alkuperäisestä sivusta kopioitiin sivulle Työkoneiden päästöt.

Vastuuhenkilö: Anne Kousa

Kysymys

Miten lasketaan kuljetusten aiheuttamat pakokaasupäästöt? (Pölypäästöjen laskentaa kuvataan sivulla Kuljetuksen päästöt).

Vastaus

HUOM!! Rikastekuljetusten laskentaan ei kuulu pienhiukkaspaastot koska ei ollut dataa !!MOUH

⇤#: Koodi ei toimi. --Jouni Tuomisto 4. syyskuuta 2013 kello 23.54 (EEST)

Rikasteen kuljetus Matka, joka rikastetta kuljetaan (km): Kuinka paljon malmia, kiviä tms. kuljetetaan päivässä (t): Rikaste kuljetetaan junalla: Kyllä Ei + Näytä koodi- Piilota koodi # Koodin tarkistus vielä hieman kesken /Pekka library(reshape2) library(OpasnetUtils) library(xtable) # Selvitä tämä rivi vielä, mutta vaikuttaa toimivan /PP Fetch2(data.frame(Name = 'RikasteKuljetus' , Key = "mmYvLkAW7ZeWVcAS")) RikasteKuljetus = EvalOutput(RikasteKuljetus) print(xtable(RikasteKuljetus@output),type = 'html')

Perustelut

Rikasteen kuljetuksesta ja lastauksesta aiheutuu pöly- ja ajoneuvojen pakokaasupäästöjä ilmaan. Esim. Pyhäsalmen kaivoksen aiheuttama kokonaislaskeuma 200 m:n etäisyydellä oli 155 kg/ha/kk . Lastauksen yhteydessä maahan joutunut kuivanut materiaali voi aiheuttaa myös pölypäästöjä. Pölypäästöjen määrä rikasteiden lastausvaiheessa on kuitenkin useimmiten vähäistä koska varastointi tapahtuu yleensä sisätiloissa. Tämän vuoksi rikasteteiden kuljetuksen ja lastauksen aiheuttamat ilmapäästöt ovat lähinnä pakokaasupäästöjä.

Rikasteiden junakuljetuksista avoimissa vaunuissa saattaa aiheutua pölypäästöjä. Pölypäästöjä voidaan estää kuljettamalla rikaste suljetuissa säiliöissä.

Ajoneuvojen pakokaasuista, jarruista ja renkaista johtuvat hiukkaspäästöt arvioidaan eri malleilla. Muita kuin pakokaasupäästöjä esitellään sivulla Kuljetuksen päästöt.

Dieselkäyttöisille työkoneille esim. dumpperille laskettavat päästöt voidaan laskea kahdella eri tavalla, joko tehonkäyttöä tai polttoaineen kulutusta kohden.

Ajoneuvokohtaiset yksikköpäästökertoimet maantiekuljetuksille

Tonnikilometrien (tkm) laskenta

Tässä esitetyt laskentavaihtoehdot ja kaavat ovat peräisin VTT:n Lipasto-sivuilta. Lähtöaineistosta riippuen tonnikilometrien laskentaan on useita vaihtoehtoja. Laskenta pitäisi tehdä käyttäen tarkinta saatavilla olevaa kalustotietoa.

1. Tarkimmalla tasolla kerrotaan jokaisen matkan pituudella (km) ajoneuvossa ollut kuorma (t) ja tulot summataan. Tähän on yleensä mahdollisuus kuljetusyrityksellä, joka tietää nämä yksityiskohdat. Kuljetusyritysten on suositeltavaa muutenkin laskea koko toimintansa tonnikilometrit, koska se on esim. energiatehokkuuden määrittelyssä ainoa todellinen mittari tehokkuuden kehittymisestä.

2. Kun esimerkiksi tehtaan tuotanto (t) kuljetetaan yhteen kohteeseen, kerrotaan koko kuljetettu tuotanto (t) tehtaan ja kohteen välisellä yhdensuuntaisella etäisyydellä (km). Jos kohteita on useita, kerrotaan vastaavasti jokaiseen kohteeseen kuljetetut tonnimäärät ja etäisyydet ja tulot summataan.

3. Jos kuljetettu kokonaistonnimäärä ei ole tiedossa, voi arvioida tonnikilometrit kertomalla keskimääräisellä kuormanpainolla kuljetuskerrat ja kuljetusmatka (yhdensuuntainen).

Päästöt tonnikilometriä kohden

Taulukoissa on esitetty maansiirtoajoneuvolle kuljetuksen päästökertoimet tyhjänä, täytenä tai osakuormalla. Kuljetustapahtumassa on otettava huomioon myös paluukuorma, myös tyhjänä paluu. VTT:n Lipasto-sivuilla on esitetty ajoneuvokohtaisia päästökertoimia myös puoli - ja täysperävaunuyhdistelmille sekä eri ajanjaksojen päästötasot. Tavaralajikohtaisia päästökertoimia ei vielä toistaiseksi ole saatavilla Lipasto-sivuilta.

Yksikköpäästötaulukoissa ajoneuvotyypeille on annettu päästöluokittain päästömäärät ajoneuvokilometriä kohden tyhjänä ja täytenä. Päästömäärä on riittävällä tarkkuudella lineaarisesti riippuvainen auton massasta, joten yksikköpäästö voidaan määrittää oheisen kaavan perusteella mille tahansa osakuormalle.

ex = (ea + ((eb - ea) / lc x lx)) / lx ,

jossa

ex = Päästö tonnikilometriä kohden kuormalla x [g/tkm]
eb = Täyden auton päästö ajoneuvokilometriä kohden [g/km]
ea = Tyhjän auton päästö ajoneuvokilometriä kohden [g/km]
lc = Auton kantavuus [t]
lx = Kuorma x [t] 

Keskimääräinen päästö v. 2010 tonnikilometriä kohden
	CO [g/km]	HC [g/km]	NOx [g/km]	PM [g/km]	CH4 [g/km]	N2O [g/km]	NH3 [g/km]	SO2 [g/km]	CO2 [g/km]
(50 %:n kuorma)	0.025	0.015	0.69	0.008	0.0009	0.0035	0.00053	0.00055	87
täysi (19 t kuorma	0.014	0.007	0.39	0.0047	0.0005	0.0019	0.00026	0.00032	50

Päästöt ajoneuvokilometriä kohden

Kuljetukaluston päästöt ovat riittävällä tarkkuudella riippuvaiset auton massasta, jotem päästöjen likiarvot voidaan laskea ajoneuvokilometriä kohden myös muun kokoisten kuin Lipaston sivun taulukossa olevien autojen päästöille. Valitaan kaksi autotyyppiä, joiden kokonaismassat mb ja ma ovat molemmin puolin tavoiteltavaa auton kokoluokkaa mx (mb > mx > ma) ja lasketaan päästöt lineaarisella suhteella:

ex = ea + ((eb - ea) / (mb - ma)) x (mx - ma) ,

jossa

ex = Päästö ajoneuvokilometriä kohden autolla, jonka kokonaismassa on x [g/km]
eb = Päästö autolla, jonka kokonaismassa on b [g/km]
ea = Päästö autolla, jonka kokonaismassa on a [g/km]
mx = Auton x kokonaismassa [t]
mb = Auton b kokonaismassa [t]
ma = Auton a kokonaismassa [t]

←#: Tämä kaava kannattaa toteuttaa approx-funktiolla, mutta tehtävä tapplyn sisällä koska indeksejä on monta. --Jouni Tuomisto 26. maaliskuuta 2013 kello 11.00 (EET)

Maansiirtoauto ilman perävaunua
Kokonaismassa 32 t, kantavuus 19 t, maantieajo
Keskimääräinen päästö v. 2010 ajoneuvokilometriä kohden
	CO [g/km]	HC [g/km]	NOx [g/km]	PM [g/km]	CH4 [g/km]	N2O [g/km]	NH3 [g/km]	SO2 [g/km]	CO2 [g/km]
tyhjä	0.22	0.15	5.7	0.070	0.009	0.029	0.0050	0.0045	709
(50 %:n kuorma)	0.24	0.14	6.5	0.080	0.009	0.033	0.0050	0.0053	827
täysi (19 t kuorma	0.26	0.13	7.4	0.09	0.009	0.037	0.0050	0.0060	945

Kuljetuksen pakokaasupäästöt(useita)

Obs	Kuorma	CO [g/km]	HC	NOx [g/km]	PM [g/km]	CH4 [g/km]	N2O [g/km]	NH3 [g/km]	SO2 [g/km]	CO2 [g/km]	Kuljetusväline	Result
1	tyhjä	0.22	0.15	5.7	0.070	0.009	0.029	0.0050	0.0045	709	Auto	-
2	(50 %:n kuorma)	0.24	0.14	6.5	0.080	0.009	0.033	0.0050	0.0053	827	Auto	-
3	täysi (19 t kuorma	0.26	0.13	7.4	0.09	0.009	0.037	0.0050	0.0060	945	Auto	-
4	tyhjä	0.22	0.15	5.7	0.070	0.009	0.029	0.0050	0.0045	709	Juna	-
5	(50 %:n kuorma)	0.24	0.14	6.5	0.080	0.009	0.033	0.0050	0.0053	827	Juna	-
6	täysi (19 t kuorma	0.26	0.13	7.4	0.09	0.009	0.037	0.0050	0.0060	945	Juna	-

Malmin kuljetuksesta kuorma-autoilla aiheutu mineraalipölypäästöjä ja liikenteelle tyypillisiä pöly- ja pakokaasupäästöjä sekä avolouhinnassa että maanalaisessa kaivoksessa, etenkin kun malmi kuljetetaan maan pinnalle varastoitavaksi. Mineraalipölyä irtoaa sekä malmista että tien pinnoista. Liikenteestä aiheutuvat pöly- ja pakokaasupäästöt kasvavat välilastausten ja purkamisten sekä matkan pituuden myötä. Pakokaasupäästöt sisältävät epätäydellisen palamisen seurauksena syntyneitä hiukkasia ja ilmassa olevista höyryistä (esim. rikkihappo) muodostuvia hiukkasia. Pienet pakokaasuhiukkaset koostuvat pääosin noesta, hiilivedyistä ja sulfaateista. Dieselkäyttöiset moottorit tuottavat enemmän hiukkasia kuin bensiinimoottorit..

Louhitun malmikiven kuljetus tapahtuu yleisimmin kuorma-autoilla. Rikasteen kuljetus tapahtuu kuorma-autoilla, junalla tai joissain tapauksissa laivalla konteissa suursäkkeihin pakattuna. Jos kuljetusmatka on pitkä tai rikastemäärä suuri, kuljetus tapahtuu junalla katetuissa vaunuissa. Mikäli käytetään junien avovaunuja, pölyäminen kuorman pinnasta estetään käyttämällä biologisesti hajoavaa pölynsidonta-ainetta. Pienemmät kuljetukset ja lyhyemmät matkat tehdään kuorma-autoilla peitettynä(?).

Malmikiven ja malmirikasteen kuljetuksista ja alueella tehtävistä räjäytyksistä seuraa pakokaasu- ja räjäytyskaasupäästöjen mukana ilmaan hiilidioksidi-, typpi- ja hiilimonoksidipäästöjä. Hiilidioksidi on kasvihuonekaasu. Typen oksidit saattavat vaurioittaa kasvillisuutta ja happamoittaa ja/tai rehevöittää ympäröivää maaperää ja vesiä. Pakokaasuista peräisin oleva hiilimonoksidi ja ilman pienhiukkaset PM2.5 ovat hengitettynä haitallisia terveydelle.

Riippuvuudet

• Tien pinnan rakenne ja koostumus
• Kuormien määrä (km/d)
• Ajoneuvon paino
• Renkaiden määrä ajoneuvossa

Pölypäästöjen vähentämistoimenpiteitä

Pölyn lisääntyminen päällystämättömän tien kuivumisen kuluessa..

Laskenta

+ Näytä koodi- Piilota koodi library(reshape2) library(OpasnetUtils) library(xtable) riippuvuudet = data.frame( Name = c('RikstMatka','RikstMaara','RikstJunalla') ) funktio = function (dependencies,...){ Temp = FALSE Temp[RikstJunalla] = TRUE RikstJunalla = Temp temp <- tidy(op_baseGetData("opasnet_base", "Op_fi3127"), objname = "RikasteKuljetus") temp = temp[,!colnames(temp) == "Result"] temp = temp[,!colnames(temp) == "RikasteKuljetusResult"] if(RikstJunalla == TRUE){ temp = temp[temp$Kuljetusväline == 'Juna',] Liitettava = data.frame( Kuorma = c('tyhjä','(50 %:n kuorma)','täysi (19 t kuorma'), MatkojenLkm = c(RikstMaara%/%19+ifelse(RikstMaara%%19 > 0,1,0),ifelse(RikstMaara%%19 > 0,1,0),RikstMaara%/%19) ) temp = merge(temp,Liitettava) temp = melt(temp,id.vars = c('Kuljetusväline','Kuorma','MatkojenLkm'),variable.name = "Haittaaine", value.name = 'RikasteKuljetusResult') temp$RikasteKuljetusResult = as.numeric(as.character(temp$RikasteKuljetusResult)) temp$RikasteKuljetusResult = temp$MatkojenLkm * temp$RikasteKuljetusResult * RikstMatka #temp = temp[temp[['Haitta-aine']] == 'RikasteKuljetusResult',] return(temp) } else{ temp = temp[temp$Kuljetusväline != 'Juna',] Liitettava = data.frame( Kuorma = c('tyhjä','(50 %:n kuorma)','täysi (19 t kuorma'), MatkojenLkm = c(RikstMaara%/%19+ifelse(RikstMaara%%19 > 0,1,0),ifelse(RikstMaara%%19 > 0,1,0),RikstMaara%/%19) ) temp = merge(temp,Liitettava) temp = melt(temp,id.vars = c('Kuljetusväline','Kuorma','MatkojenLkm'),variable.name = "Haittaaine", value.name = 'RikasteKuljetusResult') temp$RikasteKuljetusResult = as.numeric(as.character(temp$RikasteKuljetusResult)) temp$RikasteKuljetusResult = temp$MatkojenLkm * temp$RikasteKuljetusResult * RikstMatka #temp = temp[temp[['Haitta-aine']] == 'RikasteKuljetusResult',] return(temp) } } RikasteKuljetus <- new("ovariable", name = "RikasteKuljetus", dependencies = riippuvuudet, formula = funktio) objects.put(RikasteKuljetus)

Katso myös

Muita Minera-projektin tuotoksia

Minera-mallin sovelluksia	· Luikonlahden tapaustutkimus · Luikonlahden sienitutkimusraportti
Muut	· Metallimalmikaivostoiminnan parhaat ympäristökäytännöt · Minera-hanke · MINERA Loppuseminaari · Kauppila T, Makkonen S, Komulainen H, Tuomisto JT: Metallikaivosalueiden ympäristöriskinarviointiosaamisen kehittäminen: MINERA-hankkeen loppuraportti. · Lehdistötiedote 15.4.2013 · Kohdekohtainen esimerkki · Lyhenteet ja määritelmät · Loppuraportti kokonaismalli · Kaivostoiminnan ympäristöterveysriskien arviointi (suojattu sivu) · Mallinnusohjelmat päästöjen arvioinnissa · Viitearvot · Talvivaaran kaivoksen terveysvaikutukset · Loppuraportti · Raportti · Yaran tapaustutkimus
Muita kaivostoimintaan liittyvää	· Vesijalanjälki · Hyvä kaivos pohjoisessa · Yhteiskuntatieteellinen kaivostutkimus Itä-Suomen yliopistossa · Teemasivu:Kaivostoiminnan vaikutusarviointi