Ilmastopäästöt: metaanin vapautuminen kiihtyy

Miten ilmastopäästöt liittyvät vesivoiman rakentamiseen? Klikkaa kuvaa.

Kun kuollut eloperäinen aines hajoaa, vapautuu ilmaan hiilidioksidia (CO2). Näin tapahtuu hapekkaissa oloissa. Hapettomissa oloissa, kuten vesistöjen pohjakerroksessa, syntyy metaania (CH4).

Metaani liukenee huonosti veteen ja sitä varastoituu järven pohjalle kuplina, jotka riittävästi laajetessaan tai paineen vähentyessä pulpahtavat pinnalle. Pohjalla elää myös mikrobeita, jotka hapettavat osan metaanista edelleen hiilidioksidiksi. Hiilidioksidi liukenee paremmin veteen ja haihtuu ilmakehään veden ja ilman rajapinnassa.

Kasvipeitteisten maiden vesitys ja nopeat pinnanvaihtelut tuottavat metaania

Säännöstelyaltaissa ja tekojärvissä kasvihuonekaasujen muodostuminen ja vapautuminen ilmaan kiihtyy verrattuna luonnontilaisiin vesistöihin.

Laajojen kasvillisuuden peittämien maa-alueiden vesitys säännöllisesti aiheuttaa sen, että runsaasti kasviperäistä ainesta kuolee ja jää hajoamaan veden alle. Veden pinnan korkeus vaihtelee säännöstely- ja patoaltaissa ja niiden ihmisen aikaansaamilla vesijättöalueilla enemmän kuin luonnontilaisissa järvissä ja tulvatasangoilla.  Voimakkaat veden pinnan vaihtelut vapauttavat metaanikuplia, jolloin metaania hapettavien mikrobien työ jää kesken. Metaanikuplia vapautuu vain harvoin yli kuuden metrin syvyydestä, mutta altaiden säännöstelyväli voi olla paljon tätä suurempi. Myös altaassa seisoneen, vähähappisen veden äkillinen juoksutus turbiinin läpi tai tulvaluukuista vapauttaa metaanin suoraan ilmakehään ennen kuin se ehtii hapettua.

Lapissa, Kemijoen vesistön latvoilla sijaitseva Porttipahdan tekoaltaan pato ja voimala. Kuva: Matti Paavola (CC BY-SA 3.0)

Rehevyys ja lämpö ennustavat suurempia metaanipäästöjä

Altaan täyttäminen aiheuttaa kasvihuonekaasupiikin, mutta pitkällä aikavälillä merkittävää on altaan rehevyys. Runsasravinteisen altaan metaanipäästöt ovat korkeammat, koska hajotettavaa eloperäistä ainesta syntyy enemmän. Suomessa Lokan tekoaltaan on havaittu vapautuvan enemmän metaania kuin Porttipahdan. Lokka on Porttipahtaa rehevämpi, loivamuotoisempi ja laajalti turvepohjainen. Maailmanlaajuisesti eniten kasvihuonekaasuja päästävät tropiikissa sijaitsevat matalat ja rehevät tekoaltaat.

Metaani on paljon voimakkaampi kasvihuonekaasu kuin hiilidioksidi. Sadan vuoden aikajänteellä ilmastoa lämmittävä vaikutus verrattuna hiilidioksidiin on 21-kertainen, ja lyhyemmällä aikajänteellä sitäkin suurempi, sillä metaanimolekyyli pysyy ilmassa vain noin 12 vuotta ennen hajoamistaan.

Vesivoiman rakentaminen patoineen ja tekoaltaineen on siis merkittävät kasvihuonekaasujen muodostaja, toisin kuin yleisesti luullaan. On arvioitu, että maailmanlaajuisesti säännösteltyjen altaiden aiheuttamien kasvihuonekaasujen lämmityspotentiaali on yhtä merkittävä kuin esimerkiksi riisipeltojen, eli noin 1,5% niistä hiilidioksiditonniekvalenteista, jotka kansainvälinen ilmastopaneeli IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) on raportoinut. Laskelmassa on huomioitu metaani, hiilidioksidi ja typpioksiduuli (N2O). Metaani on on altaiden tuottamista kaasuista lämmityspotentiaaliltaan merkittävin 100 vuoden aikajänteellä, mutta erityisesti nykyisen ilmastopolitiikan kannalta eli 20 vuoden aikajänteellä.

Maailmanlaajuisesti allaspinta-alan voi olettaa kaksinkertaistuvan tiedossa olevien vesirakentamishankkeiden toteutuessa.  IPCC on ryhtynyt selvittämään altaiden ottamista mukaan päästölaskelmiin otsikolla tulva-alueet.

Lue lisää:

Hydroelectric dams emit a billion tonnes of greenhouse gases a year, study finds. The Guardian, 2016.

The hydropower paradox: is this energy as clean as it seems? The Guardian 2016.

Bridget et al. (2016): Greenhouse Gas Emissions from Reservoir Water Surfaces: A New Global Synthesis. BioScience Vol 66 No.11.

Hydroelectric power’s dirty secred revealed. New Scientist, 2005.

Huttunen et al. (2002): Fluxes of CH4, CO2 and N2O in hyrdoelectric reservoirs Lokka and Porttipahta in northern boreal zone in Finland . Global Biochemical Cycles, vol. 16.

Ilmakehä-ABC –  Ilmatieteen laitos

Ilmasto-opas – SYKE, Ilmatieteen laitos ja Aalto-yliopisto

Greenhouse gases from dams – International rivers