Auton omistaja joutuu miettimään ajoneuvonsa päästöjä viimeistään katsastuskonttorin päästömittauksessa. Miten paljon autoni saastuttaa?
- Teksti, video ja podcast Marianne Mustonen
- Kuvat Raija Törrönen
—Katsastuksessa tehtävän mittauksen tulokset ovat vain suuntaa antavia, sillä mittauksia tehdään muutamalle kaasukomponentille, kertoo yliopistotutkija Santtu Mikkonen Itä-Suomen yliopiston sovelletun fysiikan laitokselta.
— Pienhiukkasten lukumäärämittaus tekee vasta tuloaan katsastusprotokollaan, mutta sitäkään ei tehdä oikeassa ajotilanteessa.
—Meneillään olevassa tutkimuksessa selvitämme auton päästöjä oikeassa ajotilanteessa talviolosuhteissa.
Itä-Suomen ja Tampereen yliopistojen yhteistutkimuksessa on käytössä pakettiautossa sijaitseva liikkuva mittauslaboratorio, jossa on maailmanlaajuisestikin uniikki kokoelma hiukkasten pitoisuuksia, kemiallista kompositiota ja kaasuja mittaavia herkkiä laitteita.
—Auton päästöt sekoittuvat aina normaalisti ulkoilman kanssa. Näillä laitteilla pystymme selvittämään pakokaasunäytteistä esimerkiksi hiukkas- ja kaasupäästöjä, mukaan luettuina noki ja hiilidioksidi, sanoo Mikkonen.
—Massaspektrometrillä voidaan tutkia muun muassa hiukkasten kokoa ja koostumusta.
—Tutkimuksessa otetaan huomioon myös päästöjen ikääntyminen ja muuntuminen muutamassa päivässä, esimerkiksi auringonvalon vaikutuksesta. Tällä on merkitystä tuloksiin pidemmällä aikavälillä, lisää tutkijatohtori Miska Olin Tampereen yliopistosta.
Helmikuisissa mittauksissa Kuopion Toivalassa kuutta autoa jahdattiin yksi kerrallaan liikkuvalla laboratoriolla, turvallisen viiden metrin etäisyydellä puskurista. Etukäteen suunnitellun 16 kilometrin lenkkiin kuului samanlaisia kiihdytyksiä, jarrutuksia ja odottelua ”liikennevaloissa”, kuten normaalissakin ajossa. Ajonopeus oli maksimissaan 80 kilometriä tunnissa. Pakokaasut imettiin ilmasta pakettiauton mittalaitteiston analysoitavaksi.
Autot olivat erilaisia diesel- ja bensa-autoja, tutkijoiden omia autoja ja vuokra-autoja – kuitenkin huomattavasti uudempia autoja, kuin mitä tällä hetkellä näkyy liikenteessä.
Santtu Mikkonen
Liikennekäytössä olevien henkilöautojen keski-ikä Suomessa on 12 vuoden tietämillä.
Santtu Mikkonen
Yliopistotutkija
Pakettiautoon mahtuu paljon mittauslaitteita.
Ulkolämpötilat mittauspäivinä vaihtelivat kymmeniä pakkasasteita. Autot lähtivät hyvin käyntiin myös kylmäkäynnistyksellä – pakokaasuja tupruttaen.
—Esilämmityksellä on merkitystä, mutta miten paljon? Datassa näkyy käynnistyksessä selkeä piikki, mutta se tasaantuu ajon aikana, Mikkonen sanoo.
—Kylmäkäynnistyksen päästöjä verrataan tilanteisiin, joissa moottoria on esilämmitetty joko sähkötoimisella lohkolämmittimellä tai polttoainekäyttöisellä moottorinlämmittimellä, kansankielessä Webastolla.
Ajon aikana kirjattiin tarkat aikaleimat kaikille ajon tapahtumille, kuten pysähdykset ja kiihdytykset, joiden avulla dataa voidaan tarkastella myöhemmin. Reitin varrella oli myös häiriötekijöitä, kuten talojen puulämmityksestä aiheutuvaa savua, ja nämä tulee huomioida aineiston analyysissa.
Tutkija Sampsa Martikainen seuraa tarkkana mittaustilannetta ja pitää kirjaa visuaalisesti havaittavista virhelähteistä.
— Oli kesä tai talvi, moottoriajoneuvojen pakokaasusta valtaosan muodostavat näkymättömät kaasut, kuten typpi ja hiilidioksidi sekä vesihöyry. Dieselajoneuvojen pakokaasussa on merkittävästi myös happea. Pakokaasun haitallisia komponentteja ovat hiilimonoksidi, hiilivedyt, typen ja rikin oksidit sekä pienhiukkaset, sanoo Panu Karjalainen.
—Pakokaasussa pienhiukkasten määrä voi olla hyvinkin suuri: jopa yli 100 miljoonaa hiukkasta kuutiosenttimetrissä. Kuumassa ja vielä laimentumattomassa pakokaasussa ne ovat tyypillisesti nokihiukkasia, joiden keskimääräinen koko on 30–100 nanometriä. Pakokaasut voivat sisältää erittäin merkittäviä pitoisuuksia myös paljon pienempiä hiukkasia, aina yhden nanometrin kokoon asti.
Miksi pakokaasu sitten näkyy kylmällä ilmalla?
—Pakokaasussa on palamisprosessin seurauksena noin kymmenys vettä. Kylmällä ilmalla vesi ja joissain tilanteissa – kuten kylmäkäynnistyksen yhteydessä – palamattomat hiilivedyt tiivistyvät pisaroiksi, jotka näkyvät valkoisena savuna. Tiivistymiseen ja siten valkoisen savun syntymiseen vaikuttaa myös pakokaasun tai ulkoilman hiukkaspitoisuudet, sillä höyryt tiivistyvät helpommin jo olemassa oleviin hiukkasiin. Näin ollen esimerkiksi puhtaassa ilmassa ihmisen kostea hengitys ei höyryä yhtä paljon kuin kaupungissa.
Mitä kaikkea päästöistä mitattiin? Kuuntele podcast!
Seuraavaksi tutkimuksen tuloksia verrataan aikaisemman kesämittauksen tuloksiin, sekä yhdistetään Suomen ajoneuvokannan pakokaasupäästöjä kuvaavaan tietokantaan, jota kerätään Panu Karjalaisen Suomen Akatemian tutkijatohtorihankkeessa.
—Sen jälkeen voimme tehdä ennusteita, miten voitaisiin vaikuttaa koko Suomen autokannan päästöihin, Mikkonen toteaa.
Polttomoottoriautojen valmistuksen kieltäminen ei auttaisi, sillä korvaavaa tekniikkaa ei ole vielä olemassa riittävästi.
—Polttomoottoriautot eivät häviä liikenteestä vielä vuosikymmeniin. Vaikka niiden myyminen kiellettäisiin huomenna, pysyisivät tänään myydyt autot vielä liikenteessä vielä toistakymmentä vuotta. Kehittyvissä maissa luultavimmin vielä pidempään. Siksi onkin tärkeää miettiä keinoja auton päästökuorman pienentämiseksi.
—Seuraavaksi teemme kokeita ILMARI-tutkimusympäristössä Kuopiossa syksyllä. Näissä kokeissa ilmakehän simulointi saadaan kuvattua tarkemmin, ja jahtausmittauksissa saatuja tuloksia hapetusvirtausreaktorilla voidaan verrata hitaampaan todenmukaiseen aerosolin ikäytymiseen, Karjalainen kertoo.
Ajoneuvokannan hiukkaspäästöjen arviointi mittauksilla todellisissa ajotilanteissa ja ikäytyskammioissa (AHMA)
Jane ja Aatos Erkon säätiön rahoittamassa kolmivuotisessa Itä-Suomen ja Tampereen yliopistojen yhteistutkimuksessa tarkastellaan uudella kokonaisvaltaisella tavalla ajoneuvoista vapautuneita päästöjä ja niiden vaikutuksia ilmanlaatuun sekä ilmastoon.
Tärkeänä kysymyksenä on se, millaisilla ajoneuvoteknisillä ja polttoainevalinnoilla voidaan pienentää yksityisautoilun hiilijalanjälkeä ja samalla parantaa kaupunki-ilman laatua.
Tutkimuksen tavoitteena on tuottaa luotettavaa tietoa päästöistä ja niiden vaikutuksista päätöksentekijöiden käyttöön, jotta tulevia päästöjä rajoittavia toimia voidaan kohdentaa oikein.
