Biokaasun jalostus ja jakelu liikenteen polttoaineeksi sekä siihen liittyvät turvallisuusnäkökohdat
Koukkula, Ella (2021)
Koukkula, Ella
2021
Tekniikan ja luonnontieteiden kandidaattiohjelma - Bachelor's Programme in Engineering and Natural Sciences
Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering and Natural Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2021-05-12
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202105024223
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202105024223
Tiivistelmä
Liikenteen kasvihuonekaasupäästöjen vähentäminen on tärkeässä roolissa ilmastonmuutoksen hillitsemisessä. Eräs potentiaalinen osaratkaisu fossiilisten polttoaineiden korvaamiseen on biokaasu, jonka tuotanto on lisääntynyt merkittävästi erityisesti Euroopassa viime vuosien aikana. Samalla myös liikennepolttoaineeksi jalostetun biokaasun eli biometaanin osuus polttoainemarkkinoilla on kasvanut. Sektorin nopean kehityksen myötä ovat esiin nousseet biometaaniin liittyvät turvallisuusnäkökohdat, sillä onnettomuudet tuotannossa ja jakelussa ovat yleistyneet. Tässä kirjallisuusselvityksenä tehtävässä kandidaatintyössä tavoitteena on selvittää, mitä henkilöturvallisuuteen vaikuttavia tekijöitä on otettava huomioon, kun biokaasua jalostetaan liikenteen polttoaineeksi ja jaetaan maantieliikenteen käyttöön. Lisäksi työssä tarkastellaan biometaanin liikennepolttoainekäytön nykytilaa sekä tulevaisuutta.
Biokaasun turvallisuusriskit liittyvät tavallisesti kaasun herkkään syttyvyyteen sekä sen sisältämiin myrkyllisiin komponentteihin. Kaasun puhdistus- ja jalostustekniikoilla on merkittävä rooli vaaratilanteiden ennaltaehkäisyssä, koska niissä poistetaan laitteistoja vahingoittavia ja terveydelle haitallisia yhdisteitä kaasusta. Puhdistus- ja jalostusmenetelmien käyttöön liittyy kuitenkin itsessään myös riskejä, sillä esimerkiksi prosesseissa käytetyt korkeat paineet kuluttavat laitteistoja ja epäpuhtauksien poistossa hyödynnetyt kemikaalit ovat usein työntekijöille haitallisia.
Biometaanin kuljetukseen ja jakeluun liittyen vaaratilanteita aiheuttavat erityisesti putkien tai laitteistojen huolto- ja muutostöiden aikana tapahtuvat inhimilliset virheet. Myös muut poikkeustilanteet, kuten tulipalot voivat vahingoittaa järjestelmiä, jolloin mahdollisuus suuronnettomuuteen on olemassa. Putkiverkkoja ja jakelulaitteistoja suunniteltaessa etenkin kaasujärjestelmien vaihtelevat painetasot sekä nesteytetyn biometaanin erityispiirteet vaativat huolellista riskitarkastelua.
Biokaasuun liittyviä vaaroja hallitaan teknisten turvatoimenpiteiden sekä niitä ohjaavien lakien ja säädösten avulla. Euroopan sisällä biokaasusektorin toimintaa pyritään yhtenäistämään direktiiveillä ja erilaisilla standardeilla. Lainsäädännön ja turvajärjestelmien lisäksi työntekijöiden perehdytyksellä sekä säännöllisellä koulutuksella on merkittävä rooli turvallisten toimintatapojen edistämisessä. Usein biometaanin jakeluun ja varastointiin käytettävien laitteistojen turvatekniset vaatimukset ovatkin kunnossa, mutta aiempien onnettomuuksien perusteella voidaan todeta, että työntekijöiden osaamistason varmistamiseen tulisi kiinnittää entistä enemmän huomioita. Myös biometaaniin liittyvässä lainsäädännössä on havaittu olevan joitakin päivitystarpeita muun muassa nesteytetyn biometaanin varastointiin liittyen.
Tulevina vuosina Euroopan sisäistä biometaanin jakeluverkostoa pyritään kasvattamaan siten, että biometaanin laajamittainen käyttö liikennepolttoaineena erityisesti raskaan liikenteen parissa mahdollistuu. Tämä vaatii biometaanin kuljetuksen toteuttamista myös sellaisille alueille, joihin kansallinen maakaasuverkosto ei ulotu. Maakaasuverkosta riippumattomia, vaihtoehtoisia tapoja biometaanin jakelulle ovat paineistetun ja nesteytetyn biometaanin maantiekuljetukset sekä alueelliset putkiverkostot, joiden nähdään yleistyvät etenkin maatilamittakaavan laitosten keskuudessa.
Biokaasun turvallisuusriskit liittyvät tavallisesti kaasun herkkään syttyvyyteen sekä sen sisältämiin myrkyllisiin komponentteihin. Kaasun puhdistus- ja jalostustekniikoilla on merkittävä rooli vaaratilanteiden ennaltaehkäisyssä, koska niissä poistetaan laitteistoja vahingoittavia ja terveydelle haitallisia yhdisteitä kaasusta. Puhdistus- ja jalostusmenetelmien käyttöön liittyy kuitenkin itsessään myös riskejä, sillä esimerkiksi prosesseissa käytetyt korkeat paineet kuluttavat laitteistoja ja epäpuhtauksien poistossa hyödynnetyt kemikaalit ovat usein työntekijöille haitallisia.
Biometaanin kuljetukseen ja jakeluun liittyen vaaratilanteita aiheuttavat erityisesti putkien tai laitteistojen huolto- ja muutostöiden aikana tapahtuvat inhimilliset virheet. Myös muut poikkeustilanteet, kuten tulipalot voivat vahingoittaa järjestelmiä, jolloin mahdollisuus suuronnettomuuteen on olemassa. Putkiverkkoja ja jakelulaitteistoja suunniteltaessa etenkin kaasujärjestelmien vaihtelevat painetasot sekä nesteytetyn biometaanin erityispiirteet vaativat huolellista riskitarkastelua.
Biokaasuun liittyviä vaaroja hallitaan teknisten turvatoimenpiteiden sekä niitä ohjaavien lakien ja säädösten avulla. Euroopan sisällä biokaasusektorin toimintaa pyritään yhtenäistämään direktiiveillä ja erilaisilla standardeilla. Lainsäädännön ja turvajärjestelmien lisäksi työntekijöiden perehdytyksellä sekä säännöllisellä koulutuksella on merkittävä rooli turvallisten toimintatapojen edistämisessä. Usein biometaanin jakeluun ja varastointiin käytettävien laitteistojen turvatekniset vaatimukset ovatkin kunnossa, mutta aiempien onnettomuuksien perusteella voidaan todeta, että työntekijöiden osaamistason varmistamiseen tulisi kiinnittää entistä enemmän huomioita. Myös biometaaniin liittyvässä lainsäädännössä on havaittu olevan joitakin päivitystarpeita muun muassa nesteytetyn biometaanin varastointiin liittyen.
Tulevina vuosina Euroopan sisäistä biometaanin jakeluverkostoa pyritään kasvattamaan siten, että biometaanin laajamittainen käyttö liikennepolttoaineena erityisesti raskaan liikenteen parissa mahdollistuu. Tämä vaatii biometaanin kuljetuksen toteuttamista myös sellaisille alueille, joihin kansallinen maakaasuverkosto ei ulotu. Maakaasuverkosta riippumattomia, vaihtoehtoisia tapoja biometaanin jakelulle ovat paineistetun ja nesteytetyn biometaanin maantiekuljetukset sekä alueelliset putkiverkostot, joiden nähdään yleistyvät etenkin maatilamittakaavan laitosten keskuudessa.
Kokoelmat
- Kandidaatintutkielmat [6534]