Siirry pääsisältöön

Biopohjaisten tuotteiden hiililaskennan perusteet

Blogi 1.3.2022 Ilkka Leinonen

Biopohjaisten, lähinnä metsistä ja pelloilta saatavaan raaka-aineeseen perustuvien tuotteiden ilmastoystävällisyydestä on kuultu monenlaisia, toisistaan täysin poikkeavakin näkemyksiä. Jopa tieteellisestä kirjallisuudesta löytyy täysin vastakkaisia argumentteja siitä, miten näiden tuotteiden ilmastokestävyys pitäisi määrittää, ja miten tuotantoon liittyvät biogeenisten hiilivarastojen muutokset tulisi ottaa huomioon.

Hiilivarastojen huomioimiseen on kuitenkin olemassa kohtalaisen selkeät, tieteellisesti yksiselitteiset ja käyttöön vakiintuneet laskentaperiaatteet, joita sovelletaan muun muassa elinkaariarviontiin perustuvissa tarkasteluissa. Avaan muutaman esimerkin avulla, miten hiilivarastojen laskentaperiaatteita sovelletaan biotuotannossa.

Elinkaarilaskennan lähtökohta on, että kaikki yksittäisen tuotantoketjun aiheuttamat kasvihuonekaasupäästöt otetaan laskennassa huomioon. Tämä tarkoittaa sitä, että kaikki sekä fossiilisten että biogeenisten hiilivarastojen muutokset (hiilen siirtyminen varastosta ilmakehään ja päinvastoin) täytyy määrittää. On myös tärkeä muistaa, että jokainen yksittäinen muutos tulee huomioida vain yhden kerran. Muuten syyllistytään kaksoislaskentaan, jolloin laskennan tulos on virheellinen.

Fossiilisilla materiaaleilla hiilivarastojen muutos on hyvin suoraviivaista. Poltossa fossiilinen hiili siirtyy varastosta ilmakehään, eikä enää palaa fossiiliseen varastoon. Uusiutuvilla biomateriaaleilla tilanne on mutkikkaampi, koska biomassan uudelleenkasvussa hiili tavallaan siirtyy takaisin varastoon. Erosta huolimatta samat laskentaperiaatteet pätevät kumpaankin.

Käytännön laskennassa tarkastelu tuo esille esimerkiksi viimeisten 20 vuoden aikana tapahtuneiden sademetsien hakkuiden ilmastovaikutukset, jotka näkyvät vaikkapa eteläamerikkalaisen soijan korkeassa hiilijalanjäljessä.

Aloitetaan tarkastelu maataloustuotannosta. Ajatellaan tilanne, jossa metsä raivataan pelloksi. Oletetaan, että lähtötilanteessa kyseisen alueen hiilivarasto on 300 tonnia hiiltä hehtaarilla sisältäen kasvillisuuden ja maaperän varastot. Raivauksen seurauksena puuston hiilivarasto poistuu, ja todennäköisesti myös maaperän hiilivarasto pienenee ajan kuluessa viljelyn seurauksena. Lopulta saavutetaan tasapainotila, jossa alueen hiilivarasto on esimerkiksi 50 tonnia hiiltä hehtaarilla. Näin ollen alueen hiilivarasto on pienentynyt 250 t C/ha. Tämä on se varaston muutos, joka elinkaarilaskennan periaatteiden mukaisesti pitää allokoida kyseiseltä alueelta peräisin oleville tuotteille.

Edellä esitetty tarkastelu noudattaa täysin varastojen muutosten laskennan yleisiä periaatteita. Ei kuitenkaan ole yksiselitteistä vastausta siihen, mille tuotteille ja mille ajalle tämä muutos allokoidaan. Teknisesti olisi täysin oikein jakaa muutos kaikille tuotteille, jotka alueelta saadaan pellon raivauksen jälkeen. Tällöin laskennallinen ilmastovaikutus tuotekiloa kohti olisi sitä pienempi mitä pitempi tarkastelujakso on. Hyvin pitkillä tarkastelujaksoilla vaikutus häviäisi käytännössä kokonaan. Yleensä valitaankin tarkastelujakso, jolla ilmastovaikutukset pystytään käytännöllisesti toteamaan ja niihin voidaan vaikuttaa. Esimerkiksi EU on ottanut omassa Product Environmental Footprint (PEF) ohjeistuksessa käyttöön Britannian standarditoimiston julkaiseman PAS 2050 -ohjeen, jossa tarkastelujakso määritetään seuraavasti:

“The assessment of the impact of land use change shall include all direct land use change occurring not more than 20 years, or a single harvest period, prior to undertaking the assessment (whichever is the longer).”    

Käytännössä tämä tarkoittaa, että maataloudessa kaikki pellon raivaamisesta aiheutuvat päästöt allokoidaan seuraavalle 20 vuodelle, jolloin tässä esimerkissä päästöt olisivat 12,5 tonnia hiiltä per hehtaari per vuosi. Elinkaarilaskennassa nämä vuosittaiset päästöt lisätään kyseisenä vuonna saatavien tuotteiden ilmastovaikutuksiin. Tämän, mielivaltaisesti sovitun, tarkastelujakson jälkeen varaston muutosta ei enää huomioida kaksoislaskennan välttämiseksi. Käytännön laskennassa tarkastelu tuo esille esimerkiksi viimeisten 20 vuoden aikana tapahtuneiden sademetsien hakkuiden ilmastovaikutukset, jotka näkyvät vaikkapa eteläamerikkalaisen soijan korkeassa hiilijalanjäljessä.

Mitä laskennalle tapahtuu, jos jo vakiintuneen talousmetsän käsittelyn muutokset edelleen vaikuttavat hiilivarastoihin?

Toisessa esimerkissä niin sanottu luonnonmetsä otetaan talouskäyttöön. Oletetaan edelleen, että alkuperäinen hiilivarasto on 300 t C/ha, ja talouskäytössä se vakiintuu keskimääräiselle tasolle 200 t C/ha. Keskimääräistä arvoa käytetään tässä esimerkissä sen vuoksi, että talousmetsän hiilivarasto vaihtelee kiertoajan vaiheesta riippuen. Nyt hiilivaraston muutos on 100 t C/ha, ja PAS 2050 -ohjeen mukaan muutos allokoidaan käyttötavan muutosta seuraavalle yhdelle kiertoajalle (ohjeessa mainittu ”harvest period”) ja kaikelle tämän kiertoajan kuluessa kyseiseltä alueelta saatavalle puuraaka-aineelle. Tarkastelujakson jälkeen varaston muutosta ei enää huomioida kaksoislaskennan välttämiseksi. Kuten edellä, valitun tarkastelujakson pituus vaikuttaa siihen, miten suurelle määrälle raaka-ainetta varaston muutos allokoidaan, eli pitemmillä tarkastelujaksoilla tuotekohtaiset päästöt olisivat pienempiä.

Mitä laskennalle tapahtuu, jos jo vakiintuneen talousmetsän käsittelyn muutokset edelleen vaikuttavat hiilivarastoihin? Ajatellaan, että talousmetsän hiilivarasto putoaisi tasolle 150 t C/ha. Nyt uusi muutos, 50 t C/ha, allokoitaisiin tuotteille seuraavan kiertoajan aikana. Jos taas käsittelyn muutos lisäisi varastoa esimerkiksi tasolle 250 t C/ha, tämä 50 t C/ha lisäys tulkittaisiin hiilen sidontana, eli negatiivisena päästönä. Tämä siksi, että muuten alkuperäinen muutos (varaston pieneneminen 100 t C/ha) olisi yliarvio varaston kokonaismuutoksesta tässä uudessa tilanteessa.

Tuotteen hiilijalanjälkeen sisältyy paljon muutakin kuin tuotantoalueiden hiilivarastojen muutoksista aiheutuneet päästöt.

Miten tämä näkyy esimerkiksi suomalaisten puutuotteiden hiilijalanjäljessä? Periaatteessa kaikissa tilanteissa metsän käsittelyn muutoksista aiheutuneet hiilivaraston muutokset pitäisi allokoida puutuotteille joko päästöinä tai hiilen sitomisena. Käytännössä kuitenkin puutuotteiden alkuperän selvittäminen on vaikeaa: ei voida tietää, millainen metsänkäsittely on minkäkin tuotteen taustalla. Näissä tilanteissa pitäisi PAS 2050 -ohjeistuksen mukaan käyttää valtakunnallista keskiarvoa. Suomessa valtakunnan tasolla metsien hiilivarastot toistaiseksi kasvavat, eli hiilivarastojen paikalliset pienenemiset kompensoituvat muissa metsissä tapahtuvan kasvun lisääntymisen seurauksena. Näin ollen keskimääräiselle suomalaiselle puutuotteelle ei sisällytetä varastojen pienenemisestä aiheutuvia lisäpäästöjä.

Tuotteen hiilijalanjälkeen sisältyy paljon muutakin kuin tuotantoalueiden hiilivarastojen muutoksista aiheutuneet päästöt. Elinkaariarviointiin kuuluvat muun muassa tuotantoprosessissa käytetyn energian aiheuttamat fossiiliset päästöt, joita tässä esitetyissä esimerkeissä ei tarkasteltu. Edellä ei tarkasteltu myöskään tuotteisiin sidottua hiiltä. Esimerkiksi pitkäikäiset puutuotteet itse asiassa voivat kasvattaa hiilivarastoja, vaikka metsissä ei varaston muutoksia tapahtuisikaan. Tällöin ilmakehässä oleva hiili siirtyy metsien kautta rakennuksissa oleviin hiilivarastoihin, eli saavutetaan todellinen ilmaston lämpenemistä hidastava vaikutus. Joka tapauksessa ero fossiilisten ja biopohjaisten materiaalien välillä tulee esille myös lyhytikäisissä tuotteissa: fossiilisen materiaalin polttaminen pienentää hiilivarastoja peruuttamattomasti, kun taas biopohjaisten tuotteiden osalta näin ei välttämättä tapahdu. 

Kommentit

Pauli Virtanen
Tulee kyllä valtavasti energiaa, 300 tonnia hehtaarilta katoaa yhtäkkiä.
Syntyväm energian määrän saa kaavasta E=mc2.
Kyllähän puusto siirtyy vaikka hirsitaloon sadaksi vuodeksi.
Itse en tällaiseen juupas eipäs keskusteluun alennu.