Aerosolifysiikan alaan kuuluva väitöskirja tarkastetaan luonnontieteiden, metsätieteiden ja tekniikan tiedekunnassa. Tilaisuutta voi seurata Kuopion kampuksella ja verkossa.
Mikä on väitöstutkimuksesi aihe? Miksi aihepiiriä on tärkeää tutkia?
Väitöskirjassani on tutkittu henkilöautoihin asennettujen polttoainekäyttöisten lisälämmittimien päästöjä erityisesti pienhiukkaspäästöjen osalta. Lisälämmittimiä käytetään ajoneuvojen moottorien ja ohjaamojen esilämmittämiseen talvisin, sekä joissain henkilöautoissa ja linja-autoissa myös ajonaikaiseen lämmittämiseen. Koska lisälämmitinpäästöjä ei nykyisen lainsäädännössä lasketa osaksi ajoneuvopäästöjä, niitä ei säädellä yhtä tiukasti kuin moottoripäästöjä. Niiden ehkäisemiseksi ei myöskään käytetä vastaavia päästöjen jälkikäsittelymenetelmiä kuin mitä moottoripäästöjen vähentämiseksi on kehitetty, kuten katalysaattoreita tai hiukkassuodattimia.
Henkilöautojen lisälämmitinpäästöjen tutkiminen onkin tärkeää, jotta saataisiin tarkempi kokonaiskuva lämmittimillä varustettujen ajoneuvojen kokonaispäästöistä. Henkilöautojen lisälämmittimien päästöjä ei ole aiemmin juurikaan tutkittu, vaikka ajoneuvopäästöjen merkittävistä ilmanlaatu ja terveysvaikutuksista on tehty paljon tutkimusta.
Mitkä ovat väitöstutkimuksesi keskeiset tulokset tai havainnot?
Polttoainekäyttöisellä lisälämmittimellä ajoneuvon esilämmittämisen ei havaittu juurikaan vähentävän ajonaikaista polttoaineenkulutusta talvipakkasilla kylmäkäynnistykseen verrattuna. Kun lämmittimen esilämmitykseen käyttämä polttoaine huomioitiin, kokonaiskulutus kasvoi.
Esilämmityksen havaittiin myös tuottavan merkittäviä suoria päästöjä. Esimerkiksi yksittäinen 30 minuutin esilämmitys bensiinikäyttöisellä lämmittimellä tuottaa yhtä paljon yli 23 nanometrin kokoisia pienhiukkasia kuin 97 kilometrin ajaminen autolla, jonka kilometripäästöt ovat pienhiukkasten osalta Euro 6 -päästörajan mukaiset.
Merkittävää oli myös se, ettei esilämmitys vähentänyt juurikaan ajonaikaisia pienhiukkasten lukumääräpäästöjä, vaikka hiukkasmassa laskikin joillain ajoneuvoilla. Lisälämmittimien pienhiukkaspäästöjen havaittiin myös kasvavan huomattavasti, kun suoraan pakoputkesta vapautuvien hiukkaspäästöjen lisäksi huomioidaan jälkikäteen palamisesta vapautuneista kaasuista muodostuvien pienhiukkasten vaikutus.
Miten väitöstutkimuksesi tuloksia voidaan hyödyntää käytännössä?
Väitöskirjatutkimuksen tuloksia voidaan hyödyntää ajoneuvopäästöjen regulaation parantamiseksi huomioimalla toistaiseksi vähälle huomiolle jääneet lisälämmitinpäästöt osaksi ajoneuvojen päästörajoituksia. Tämä on perusteltua siksi, että lisälämmitinpäästöt ajoneuvoissa, joissa polttoainekäyttöinen lämmitin on asennettuna, eivät ole mitättömän pieniä moottoripäästöihin verrattuna tämän tutkimuksen perusteella.
Lisäksi lämmitinpäästöjen huomioiminen osana ajoneuvopäästöjä antaisi toimivan kannusteen lämmitin- ja ajoneuvovalmistajille vähentää ja ehkäistä myös lämmitinpäästöjä vastaavasti, kuin moottoripäästöjä on vähennetty. Tämä kannustaisi lämmittimien päästöjen jälkikäsittelyn kehittämiseen tai vaihtoehtoisten lämmitystapojen kehittämiseen.
Myös kansallisia ajoneuvopäästöinventaarioita olisi mahdollista täydentää huomioimalla myös ajoneuvojen lämmittimien tuottamat päästöt, jolloin saataisiin tarkempi kokonaiskuva ajoneuvokannan kokonaispäästöistä.
Mitkä ovat väitöstutkimuksesi keskeiset tutkimusmenetelmät ja -aineistot?
Väitöskirjatutkimuksen aineisto kerättiin kolmivuotisessa Itä-Suomen yliopiston ja Tampereen yliopiston AHMA-yhteistyöhankkeessa, jota Jane ja Aatos Erkon säätiö rahoitti.
Polttoainekäyttöisten lisälämmittimien päästöjä on tutkittu normaalissa käytössä olleiden ajoneuvojen lämmittimistä todellisissa käyttöolosuhteissa talvipakkasilla sekä esilämmityksen suorien päästöjen osalta, että esilämmityksen jälkeisen ajomatkan aikana jahtausmittauksilla.
Jahtausmittauksissa hyödynnettiin ja Tampereen yliopiston mobiililaboratorio ATMo-Labia. Lisäksi lämmittimien päästöjen ikääntymistä tutkittiin Itä-Suomen yliopiston ILMARI-laboratoriossa, jotta saatiin tarkempi kuva siitä, miten lämmittimen tuottama päästö muuttuu ajan kuluessa pakokaasun vuorovaikuttaessa ympäröivän ilman kanssa ilmakehää jäljittelevissä olosuhteissa.
Kaikissa mittauksissa määritettiin lämmityksestä syntyvät hiukkaslukumäärät, hiukkasmassat, mustan hiilen massa, sekä kaasumaisista päästöistä hiilidioksidi, typen oksidit, sekä palamattomien hiilivetyjen päästöt.
FM Henri Oikarisen aerosolifysiikan alaan kuuluva väitöskirja Emissions from fuel operated auxiliary heaters of passenger cars (Henkilöautojen polttoainekäyttöisten lisälämmittimien päästöt) tarkastetaan luonnontieteiden, metsätieteiden ja tekniikan tiedekunnassa, Kuopion kampuksella ja verkossa. Vastaväittäjänä toimii professori Alexander Bergmann, Graz University of Technology, ja kustoksena tutkimusjohtaja Santtu Mikkonen, Itä-Suomen yliopisto. Tilaisuuden kieli on englanti, mutta lektio pidetään suomeksi.
Lisätietoja:
Henri Oikarinen, [email protected], p. 044 204 6296
- Väitöstilaisuus
- Väitöskirja (PDF)
- Valokuva (tulossa)
