Hiilijalanjälkilaskelmat kehittyvät

Elinkaariarviointi (Life Cycle Assesment, LCA) analysoi tuotteen, palvelun tai prosessin vaikutusta ympäristöön sen koko elinkaaren aikana tai tietyssä elinkaaren vaiheessa. Arviointi tehdään erikseen kullekin ympäristövaikutukselle, esimerkiksi rehevöitymiselle, happamoitumiselle tai ilmastovaikutuksille.

Hiilijalanjälki (HJJ) kuvaa tuotteen ilmastovaikutusta. HJJ-lukuja esitetään nykyään julkisuudessa runsaasti, ja ympäristöviestintä näyttäytyykin kuluttajalle usein ainoastaan yhtenä ainoana lukuna.

Ilmastovaikutuksen arvioinnissa tehtyjä päätöksiä, laskentaa, inventaarioanalyysiä ja tulosten tulkintaa ei yleensä esitetä, sillä se aiheuttaisi vain hämmennystä. Kuitenkin nyt, kun ilmastonmuutos on pinnalla ja vakava aihe, on tärkeää ymmärtää, mistä tuotteiden HJJ muodostuu, miksi luvut voivat poiketa toisistaan ja miksi LCA-mallien kehittäminen edelleen on tärkeää.

Hiilijalanjälkilaskennassa tarkastellaan, kuinka paljon kasvihuonekaasupäästöjä on muodostunut tuotteen elinkaaren aikana.

Maidontuotannossa suurimmat kasvihuonekaasupäästöt ovat metaani (CH4), ilokaasu (dityppimonoksidi, N2O) ja hiilidioksidi (CO2). Metaania muodostuu lehmien pötsissä sekä lannankäsittelyssä ja ilokaasua lannankäsittelyssä sekä viljelyssä. Hiilidioksidi on suurimmaksi osaksi peräisin polttoaineiden ja energian käytöstä.

Kasvihuonekaasujen kokonaismäärä ilmoitetaan hiilidioksidiekvivalenttien (CO2-ekv.) avulla. Tämä tarkoittaa, että kaikki kasvihuonekaasut on muutettu yhdeksi samaksi yksiköksi käyttäen jokaiselle kaasulle erikseen määritettyä karakterisointikerrointa.

Raakamaidon HJJ saadaan, kun maidontuotannon kokonaiskasvihuonekaasupäästösumma jaetaan valitulla toiminnallisella yksiköllä: energiakorjatun maidon, rasvaproteiinikorjatun maidon, raakamaidon, maidon proteiinipitoisuuden tai jonkin muun asiayhteyteen sopivan yksikön määrällä. HJJ:n yksikkönä käytetään yleensä kg CO2-ekv./kg tuotetta.

Tuotteen lopulliseen HJJ-tulokseen vaikuttaa suuresti kaikki LCA:n alkuvaiheessa tehdyt päätökset, ja samalle tuotteelle voidaan saada hyvinkin erilaisia HJJ-lukuja menetelmän mukaan. LCA:ta tekevä henkilö voi esimerkiksi rajata laskennan ulkopuolelle joitain elinkaaren vaiheita tai sisällyttää siihen uusia.

Maidon-, lihan- rehun- tai lannantuotannolle voidaan käyttää monenlaisia allokointitapoja, mikä vaikuttaa huomattavasti päätuotteen HJJ:n suuruuteen. Myös toiminnallinen yksikkö (esimerkiksi kilo valmista tuotetta vai kilo proteiinia) vaikuttaa oleellisesti tulokseen. Epävarmuutta laskelmiin tuo kasvihuonekaasupäästöille määriteltyjen karakterisointikertoimien, eli kaasujen ilmastoa lämmittävän tehon arvioiden vaihtelut.

Kansainvälinen ilmastopaneeli (IPCC) on määrittänyt LCA-laskennan tarkkuudelle kolme hyväksyttyä tasoa (Tier 1, 2 ja 3). Ensimmäisellä tasolla käytetään suoria päästökertoimia. Toisella tasolla päästökertoimet lasketaan yleisillä kaavoilla ja vakioilla. Kolmannella tasolla laskennassa käytetään tarkimpia mahdollisia kansallisia laskentamenetelmiä, kertoimia ja parametreja.

Laskennan taso vaikuttaa merkittävästi lopputuloksen suuruuteen, mikä kasvattaa entistä enemmän epävarmuutta. Euroopan komissio on yrittänyt ratkaista ongelmaa julkaisemalla elintarviketuotteille yhtenäisiä LCA-ohjeita, mutta niissä on edelleen paljon kehitettävää.

Maaperän hiilitaseella tarkoitetaan hiilen vapautumisen ja sitoutumisen suhdetta. Maaperää voidaan kutsua hiilinieluksi, jos sen hiilitase kasvaa pitkällä aikavälillä. Maatalousmaiden hiilitaseeseen vaikuttaa merkittävästi maaperän laatu ja viljelytekniikka, ja näiden kautta onkin ryhdytty edistämään maatalouden ilmastotehokkuutta ympäri maailmaa.

"Maaperän hiilitaseella tarkoitetaan hiilen vapautumisen ja sitoutumisen suhdetta. ”

Euroopan komission julkaisemassa maitotuotteiden LCA-ohjeessa(Product Environmental Footprint, PEF) ei kuitenkaan huomioida maaperän hiilitaseen vaikutuksia raakamaidon HJJ:een. Tämän takia esimerkiksi nurmien hiilensidonta ja toisaalta turvepeltojen kasvihuonekaasupäästöt on toistaiseksi rajattu maidontuotannon LCA-laskennan ulkopuolelle.

Valion kehittämä LCA-malli perustuu tason 3 tarkkuuteen ja mahdollistaa raakamaidon HJJ:n laskennan tila- ja aluekohtaisilla tiedoilla. Mallissa on mahdollista huomioida myös hiilitaseet. Valio panostaa siten vahvasti hiilensidonnan mahdollisuuksiin ja turvepeltojen kasvihuonekaasupäästöjen hillitsemiseen Valion maitoketjun muuttamiseksi hiilineutraaliksi vuoteen 2035 mennessä.

Viljely aiheuttaa sekä hiilidioksidin sitoutumista että vapautumista maaperän ja ilmakehän välillä. Hiilidioksidia sitoutuu maaperään fotosynteesissä eli kasvien yhteyttämisessä. Mitä enemmän pellolla on vihreää yhteyttävää kasviainesta ja maan alla juuria, sitä enemmän hiiltä varastoituu maahan.

Hiilensidonnan voimakkuuteen vaikuttaa myös maan rakenne, kasvipeitteisyys ja viljelykasvien monilajisuus.

Monivuotiset kasvit, kuten nurmi, sitovat hiiltä tehokkaammin maaperään kuin yksivuotiset viljelykasvit. Nykyisten arvioiden mukaan kivennäismaiden nurmiviljelyllä on mahdollista sitoa hiiltä maaperään noin 600–800 kiloa hehtaarilla vuodessa, mikä puolestaan tarkoittaa hiilidioksidina noin 2 200–3 000 kiloa sidontaa pois ilmakehästä.

Viljat ja öljykasvit aiheuttavat kivennäismaan hiilivaraston hupenemista vapauttaen vuodessa noin 280–400 kiloa hiiltä hehtaarilla. Hiilensidonnan ja -vapautumisen määriä ja muutoksia kasvukauden eri vaiheissa tulee tutkia vielä lisää, jotta niiden vaikutus maidon hiilijalanjälkeen voidaan mitata luotettavasti.

Nurmiviljelyn hiilensidonnan huomioiminen raakamaidon LCA:ssa näkyisi joka tapauksessa selvästi hiilijalanjäljen pienentymisenä. Jo 600 kilon hiilensidonnalla hehtaaria kohti tyypillisen maitotilan tuottaman raakamaidon hiilijalanjälki pienenisi noin 25 prosenttia. Tähän arvioon nojaten suomalaisen nurmiruokintaan perustuvan raakamaidon hiilijalanjäljen suuruutta yliarvioidaan nykyisissä elinkaariarvioinnissa, koska hiilitaseet on jätetty sen ulkopuolelle.

Vaikka nurmen hiilensidonnalla on mahdollista pienentää raakamaidon hiilijalanjälkeä, se onnistuu vain viljelemällä kivennäismaita. Rehuntuotanto turvemailla ja entisillä suoalueilla kasvattaa raakamaidon HJJ:ä, eikä tällaisilla pelloilla valitettavasti ole mahdollisuutta sitoa hiiltä ilmakehästä.

Turvemaihin on ajan saatossa varastoitunut paljon hiiltä, jonka korkea pohjavesi säilöö. Alkuperäisessä tilanteessa suolla turve ja orgaaninen aines pysyy veden alla anaerobisessa (hapettomassa) tilassa ja maaperästä vapautuu jonkin verran metaania. Metaani on tämän hetkisten karakterisointikertoimien perusteella 28 kertaa pahempi kasvihuonekaasu kuin hiilidioksidi.

Otettaessa suoalue viljelykäyttöön pohjavesi lasketaan ojituksella tai kuivatuksella. Tällöin turve ja orgaaninen aines pääsee tekemisiin hapen kanssa ja alkaa hajota. Aerobisessa (hapellisessa) tilassa syntyy metaanin sijasta hiilidioksidia ja ilokaasua, joka on 265 kertaa hiilidioksidia pahempi kasvihuonekaasu. Maanmuokkaus ja kasvipeitteen puuttuminen kiihdyttää kasvihuonekaasupäästöjä.

”Mitä enemmän pellolla on vihreää yhteyttävää kasviainesta ja maan alla juuria, sitä enemmän hiiltä varastoituu maahan.”

Hiilidioksidia ja ilokaasua muodostuu myös pellon pohjaveden pinnan korkeuden, lämpötilan ja lannoituksen mukaan. Näihin tekijöihin vaikuttamalla turvepeltojen kasvihuonekaasupäästöjä on mahdollista hillitä huomattavasti säilyttäen ne silti viljelyssä.

Tällä hetkellä turvepeltojen vaikutusta maatalouden kasvihuonekaasupäästöihin arvioidaan käyttämällä vakiopäästökertoimia. Tulevaisuudessa, kun peltojen päästöjä pyritään hillitsemään, tarvitaan kehittyneempiä mittausmenetelmiä todellisten ilmastovaikutusten selvittämiseksi.

Kun elinkaarilaskennassa käytetään päästökertoimen sijasta muun muassa pohjaveden syvyyden ja lämpötilan huomioivaa päästömallia, on mahdollista tutkia hyvätuottoisten turvepeltojen mahdollisuuksia tarkemmalla tasolla.

Tuuli Hakala Kehityspäällikkö Hiilineutraali maitoketju Valio Oy

Aleksi Astaptsev Kehityspäällikkö, LCA-tutkija Hiilineutraali maitoketju Valio Oy