Etelä-Afrikan kivihiilivoimaloiden hiilidioksidipäästöjä arvioitiin uusien satelliittihavaintojen avulla

Julkaistussa tutkimuksessa hiilidioksidipäästöjä karakterisoidaan käyttäen Nasan OCO-3- ja eurooppalaisen Sentinel-5P/TROPOMI-mittalaitteiden tuottamia havaintoja.

Päästöt arvioitiin kuudelle Etelä-Afrikassa sijaitsevalle kivihiilivoimalalle, Kendal, Kriel, Matla, Majuba, Tutuka ja Grootvlei, sekä maailman suurimmalle yksittäiselle päästölähteelle, synteettisiä polttonesteitä tuottavalle Secunda CTL -laitokselle. Sen aiheuttamat hiilidioksidipäästöt ovat samaa suuruusluokkaa tai jopa hieman korkeammat kuin koko Suomen aiheuttamat päästöt.

Tutkimuksessa satelliittidataan pohjautuvat arviot hiilidioksidipäästöistä ovat yhteneväisiä raportoitujen päästöjen kanssa. Satelliittihavaintoja voidaan siis hyödyntää hiilidioksidipäästöjen arvioinnissa erityisesti silloin kun ei muuta tietoa ole saatavilla.

Kansainvälisellä avaruusasemalla sijaitsevan Nasan Orbiting Carbon Observatory-3 (OCO-3) -mittalaitteen tekemät hiilidioksidihavainnot on tehty Snapshot Area Map -mittausmoodissa, joka kattaa 80 kilometriä kertaa 80 kilometriä suuruisen alueen noin kahden minuutin aikana. Tutkimuksessa hyödynnettiin yhteensä kuutta Snapshot Area Map -mittausta.

Uutta menetelmää voidaan soveltaa ihmisten aiheuttamien hiilidioksidipäästöjen seurantaan

Artikkeli on jatkoa aiemmalle julkaisulle, jossa tutkittiin yksittäisen Matimba-kivihiilivoimalan päästöjä sekä typen oksidien ja hiilidioksidin välistä suhdetta. Nyt julkaistussa tutkimuksessa menetelmää sovellettiin haastaviin tapauksiin, jossa useista päästölähteistä tulevat hiilidioksidipilvet menevät osittain limittäin.

Uutta menetelmää voidaan soveltaa myös tulevan eurooppalaisen CO2M-mission havaintoihin, jonka tarkoituksena on keskittyä ihmisten aiheuttamien hiilioksidipäästöjen seurantaan.

Tutkimus tehtiin yhteistyössä Ilmatieteen laitoksen ja yhdysvaltalaisten tutkijoiden kanssa. Sen rahoittamiseen ovat osallistuneet Euroopan avaruusjärjestö ESA:n DACES-projekti, EU:n H2020-ohjelman CoCO2-projekti, sekä Suomen Akatemian CitySpot, Ilmakehän ja ilmaston osaamiskeskus ACCC ja Inversiomallinnuksen ja kuvantamisen huippuyksikkö.

Lisätietoja:

Erikoistutkija Janne Hakkarainen, Ilmatieteen laitos, janne.hakkarainen@fmi.fi

Erikoistutkija Iolanda Ialongo, Ilmatieteen laitos, iolanda.ialongo@fmi.fi

Tieteellinen artikkeli on saatavilla Environmental Research Letters -lehden erikoisnumerosta.

Viite: Janne Hakkarainen, Iolanda Ialongo, Tomohiro Oda, Monika E. Szeląg, Christopher W. O’Dell, Annmarie Eldering, and David Crisp: “Building a bridge: Characterizing major anthropogenic point sources in the South African Highveld region using OCO-3 carbon dioxide Snapshot Area Maps and Sentinel-5P/TROPOMI nitrogen dioxide columns”, Environmental Research Letters, doi:10.1088/1748-9326/acb837, 2023. https://doi.org/10.1088/1748-9326/acb837

TROPOMI-mittalaitteen typpidioksidihavaintoja (neliönmalliset kuviot alla) ja OCO-3-mittalaitteen hiilidioksidihavaintoja (pallonmalliset kuviot päällä) 21. tammikuuta 2022. Kivihiilivoimaloiden sijainnit on merkitty valkoisilla kolmiolla ja synteettisiä polttonesteitä tuottava Secunda CTL -laitos valkoisella pallolla. Tutkimuksessa analysoidut kivihiilivoimalat on merkitty punaisin palloin.