Kuljetuksen pakokaasupäästöt

TODO: {{#todo:Tästä sivusta pitäisi ottaa erilleen sivu Työkoneiden päästöt. Siihen tulisivat ne taulukot, jossa yksikköpäästöt ovat per tunti tai per litra; ne laskennat, jotka ovat per kilometri jäävät tälle sivulle.|Matleena Tuomisto, Pekka Paananen|Minera}}

--#: Tälle sivulle pitäisi tehdä seuraavaa:

Lohkaistaan työkoneiden päästöt omalle sivulleen.
Työkoneiden yksikköpäästöistä tehdään yksi datataulu.
Työkoneiden päästöistä tehdään yksi ovariable, joka ottaa inputina työkoneiden käyttötunnit. Lisäksi se kaivaa Opasnet-kannasta yksikköpäästöt ja tuottaa outputina koneiden kokonaispäästöt.
Jäljellejäävästä Rikastekuljetukset-sivusta pitäisi tarkistaa, mitä nykyinen laskenta jo tekee, toimiiko se vai jäikö kesken kesältä.

--Jouni Tuomisto 10. lokakuuta 2012 kello 21.50 (EEST)

Edistymisluokitus

Opasnetissa lukuisat sivut ovat työn alla eri vaiheissa. Niiden tietosisältöön pitää siis suhtautua harkiten. Tämän sivun sisällön edistyminen on arvioitu:

Tämä sivu on täysluonnos: Sivu on kirjoitettu kertaalleen alusta loppuun eli kaikki olennaiset sisällöt ovat jo paikoillaan. Kuitenkaan sisältöjä ei ole vielä kunnolla tarkistettu, ja esimerkiksi tärkeitä viitteitä voi puuttua.

Tämä sivu on tietokide alatyypiltään metodi. Sivutunniste: Op_fi3127
Moderaattori:Akousa (katso kaikki) Sivun edistymistä ei ole arvioitu. Arvostuksen määrää ei ole arvioitu (ks. peer review).
Lisää dataa {{#opasnet_base_link:Op_fi3127}} Huom! Käytät vanhoja parametreja (todennäköisesti stub). Käytä mieluummin parametria edistyminen = Raakile.

Sivu kopioitu ERAC Intrasta [2].

Osa Opasnetin sivusta Kuljetuksen päästöt

Vastuuhenkilö: Anne Kousa

Rikastekuljetukset ja lastaus

Rikasteen kuljetuksesta ja lastauksesta aiheutuu pöly- ja ajoneuvojen pakokaasupäästöjä ilmaan. Esim. Pyhäsalmen kaivoksen aiheuttama kokonaislaskeuma 200 m:n etäisyydellä oli 155 kg/ha/kk ^[1]. 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.

Pakokaasupäästöt

Ajoneuvojen pakokaasuista, jarruista ja renkaista johtuvat hiukkaspäästöt arvioidaan eri malleilla.

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]

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	Yksikkö	CO	HC	NOx	PM	CH4	N2O	NH3	SO2	CO2	Kuljetusväline	Result
1	tyhjä	g/km	0.22	0.15	5.7	0.070	0.009	0.029	0.0050	0.0045	709	Auto	-
2	(50 %:n kuorma)	g/km	0.24	0.14	6.5	0.080	0.009	0.033	0.0050	0.0053	827	Auto	-
3	täysi (19 t kuorma	g/km	0.26	0.13	7.4	0.09	0.009	0.037	0.0050	0.0060	945	Auto	-
4	tyhjä	g/km	0.22	0.15	5.7	0.070	0.009	0.029	0.0050	0.0045	709	Juna	-
5	(50 %:n kuorma)	g/km	0.24	0.14	6.5	0.080	0.009	0.033	0.0050	0.0053	827	Juna	-
6	täysi (19 t kuorma	g/km	0.26	0.13	7.4	0.09	0.009	0.037	0.0050	0.0060	945	Juna	-
7	(50%:n kuorma)	g/tkm	0.025	0.015	0.69	0.008	0.0009	0.0035	0.00053	0.00055	87	Auto	-
8	täysi (19 t kuorma)	g/tkm	0.014	0.007	0.39	0.0047	0.0005	0.0019	0.00026	0.00032	50	Auto	-

--#: En ole aivan varma, onko tämä taulukko oikein rakennettu, tai onko se sellainen kuin piti, mutta nyt ovat molemmat kilometrijutut samassa datataulussa --Heta 11. lokakuuta 2012 kello 16.02 (EEST)

Perustelut

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.^[2].

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.^[3]

Riippuvuudet

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

ESIMERKKILASKENTA

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

+ Näytä koodi - Piilota koodi

library(reshape2)
library(OpasnetUtils)
library(xtable)


Fetch2(data.frame(Name = 'RikasteKuljetus' , Key = "mmYvLkAW7ZeWVcAS"))
RikasteKuljetus = EvalOutput(RikasteKuljetus)
print(xtable(RikasteKuljetus@output),type = 'html')

RCODE