Bioenergian ilmastovaikutuksia tulee arvioida johdonmukaisesti

Bioenergiaa pidetään yleisesti hiilineutraalina polttoaineena. Sen avulla voidaan korvata fossiilisten polttoaineiden käyttöä ja sitä kautta hillitä ilmastonmuutosta. Ajatus bioenergian hiilineutraaliudesta perustuu oletukseen, että biomassan poltossa vapautuva hiilidioksidi sitoutuu takaisin kasvavaan biomassaan. Näin voi biomassan uusiutumisnopeuden perusteella ollakin. Pelkästään tämän seikan perusteella ei kuitenkaan voi päätellä, onko bioenergia ilmastonmuutoksen hillinnän kannalta tehokasta vai ei.

Bioenergia ja ilmasto

Usein ristiriitaiset bioenergian ilmastovaikutusten arviointitulokset vaikeuttavat päätöksentekoa ja aiheuttavat taloudellisia riskejä. Olemme VTT:llä ja SYKEllä tutkineet kansainvälisessä yhteistyössä, miten arviointikäytännöt saadaan johdonmukaisiksi. Renewable & Sustainable Energy Reviews -lehdessä julkaistava tutkimuksemme selventää sitä, mihin bioenergian tuotantoa tulisi ilmastovaikutusten arvioimisessa verrata ja mitä eri tavoin määritellyistä hiilitaseista voidaan päätellä.

EU:ssa pohditaan parhaillaan, miten maankäyttösektori kytketään mukaan vuoden 2020 jälkeisiin ilmastovelvoitteisiin ja minkälaisia kestävyyskriteereitä bioenergialle sovelletaan. Nämä päätökset saattavat myös vaikuttaa toisiinsa. Samat asiat nousevat esille Pariisin ilmastosopimuksen yhteydessä.

Ne bioenergian lähteet, jotka pystyvät vastaamaan ilmastonmuutoksen hillintätavoitteisiin tehokkaimmin, tulevat olemaan myös kilpailukykyisimpiä. Tämän vuoksi bioenergian ilmastovaikutusten tunnistaminen on tärkeää. Sama koskee myös muita biotalouden tuotteita.

Epäjohdonmukaisuudet aiheuttavat ristiriitoja tuloksiin ja tulkintoihin

Erityisen tärkeä kysymys bioenergian ilmastovaikutuksia arvioitaessa on, miten bioenergian tuotannon oletetaan vaikuttavan maan käyttöön ja siten hiilivarastojen kehitykseen.

Bioenergian ilmastovaikutusten arvioinneissa on päädytty keskenään ristiriitaisiin tuloksiin ja tulkintoihin, kun on käytetty erilaisia maankäytön vertailutilanteita tai vertailu on jätetty kokonaan tekemättä. Lisäksi arviointien lähtökohdista ja niiden vaikutuksesta tuloksiin ei aina kerrota riittävän selvästi, mikä vaikeuttaa tulosten johdonmukaista tulkintaa.

Jotta bioenergian todellinen kyky hillitä ilmastonmuutosta voidaan arvioida, tulee bioenergian tuotantoa verrata tilanteeseen, jossa sitä ei tuoteta. Tällöin haasteena on paitsi vaihtoehtoisen energiamuodon, myös biomassan ja sen tuottamiseen tarvittavan maa-alan vertailutilanteen määritteleminen.

Maankäytön vertailutilanteen johdonmukainen valinta

Todellisuudessa biomassalla ja sen tuottamiseen tarvittavalla maa-alalla on aina jokin vaihtoehtoinen kohtalo. Tätä vaihtoehtoista kohtaloa voidaan kutsua vertailutilanteeksi, joka jää siis toteutumatta, jos resurssit päätetään hyödyntää bioenergiaksi. Maankäytön osalta vertailutilanne voi olla esimerkiksi maa-alan hyödyntäminen erilaisten biomateriaalien, ruoan tai rehun tuotantoon, rakentamiseen tai muiden ekosysteemipalveluiden tuotantoon.

Bioenergian ilmastovaikutusten johdonmukaista arviointia varten biomassan tai sen tuottamiseen tarvittavan maa-alan vertailutilanne voidaan valita siten, että se kuvaa resurssin todennäköisintä vaihtoehtoista hyödyntämistapaa. Haasteena on, että objektiivisuuden vuoksi saatetaan joutua tekemään useita skenaarioita siitä, mikä vaihtoehtoinen hyödyntämistapa olisi todennäköisin. Lisäksi tällöin joudutaan määrittämään epäsuorat vaikutukset, joita aiheutuu vertailutilanteessa tuotetun palvelun, esimerkiksi ruoan tuottamisesta toisaalla. Arvioinnista saattaa tulla hyvin monimutkainen ja sen tulokset ovat herkkiä tehdyille sosioekonomisille oletuksille.

Maankäyttöön liittyvät epäsuorat vaikutukset on usein sivuutettu bioenergian ilmastovaikutusten arvioinneissa. Tämä tarkoittaa, ettei vaihtoehtoista hyödyntämistapaa ole huomioitu. Tällöin johdonmukainen oletus olisi, että biomassaa tai sen tuottamiseen tarvittavaa maa-alaa ei käytettäisi vertailutilanteessa mihinkään. Tutkimuskysymyksestä ja siihen sopivasta tarkastelun aikajänteestä riippuen maa-ala olisi siten joko luonnontilassa tai palautuisi sitä kohden. Tällaisen vertailutilanteen kuvaaminen sisältää luonnontieteellistä mutta ei sosioekonomista epävarmuutta.

Tutkimuksemme keskeinen johtopäätös on, että vertailutilanne tulee valita tutkimuskysymyksen mukaan. Vertailutilanne määrää, mitä johtopäätöksiä tarkastelusta voidaan tehdä. Siksi valittu vertailutilanne ja sen vaikutus tuloksiin tulee kertoa selkeästi.

Tutkimus on osa kansainvälisen energiajärjestö IEA:n bioenergiaohjelman ilmastovaikutustyöryhmän (IEA Bioenergy Task 38) työtä. Suomalaisten tutkijoiden työtä rahoittivat Suomen Akatemia, BEST Bioenergia -ohjelma sekä Maj ja Tor Nesslingin säätiö.

Kati Koponen VTT

Kati Koponen
tutkija, tekniikan tohtori
Twitter: Kati_Kop

Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy
puh. 040 487 8123, etunimi.sukunimi@vtt.fi

Sampo Soimakallio SYKE

Sampo Soimakallio
erikoistutkija, dosentti
Twitter: @SSoimakallio

Suomen ympäristökeskus SYKE
puh. 029 525 1803, etunimi.sukunimi@ymparisto.fi

Tutkimusartikkeli

Koponen, K., Soimakallio, S., Kline, K., Cowie, A., Brandão, M. 2017. Quantifying the climate effects of bioenergy – Choice of reference system. Renewable & Sustainable Energy Reviews (in press). http://authors.elsevier.com/sd/article/S1364032117309759

Ovatko CCU ja hiilen uusiotalous osa ratkaisua?

Miksi hiili – yksi maailmankaikkeuden yleisimmistä alkuaineista – näyttelee huikaisevan tärkeää roolia nykyisessä yhteiskunnassa? Ikävä kyllä sen käyttöön liittyy myös usein ikävä kytkentä aikamme suurimpaan ongelmaan, ilmastonmuutokseen.

CCU, hiilidioksidin talteenotto ja hyötykäyttö, sekä sen serkku hiilen uusiotalous eivät ole yksinkertaisia tai välttämättä helposti hahmotettavia konsepteja. CCU on teknologialähtöinen termi, jota käytetään hyvin monissa asiayhteyksissä ja tarjotaan ratkaisuiksi erilaisiin tarpeisiin.

Tästä moninaisuudesta johtuen ajavia voimia on useita, ja asiaa voi ajatella hyvin monelta kantilta aina maailman pelastamiseen ilmastonmuutokselta uusiin liiketoimintamahdollisuuksiin ja hiilenlähteisiin. Tämä moninaisuus aiheuttaa myös epäselvyyttä ja väärinkäsityksiä siitä, millaisia vaikutuksia niin hyvässä kuin pahassa tämän teknologian soveltamisella voisi olla. Jotta asiaan saataisiin selvyyttä, pyrimme tässä määrittelemään, mistä CCU:ssa ja hiilen uusiokäytössä on kyse. Miksi siitä pitäisi olla kiinnostunut, ja miten se mahdollisesti voisi palvella esim. Euroopalle tärkeitä teollisuudenaloja?

Mistä on kyse?

Lyhyesti sanottuna CCU:lla (carbon capture and utilisation) tarkoitetaan hiilidioksidin erottamista esimerkiksi savukaasuista, jotta hiilidioksidi ei vapaudu suoraan ilmakehään vahvistamaan ilmastonmuutosta. Lisäksi se tarkoittaa hiilidioksidin käyttöä sellaisenaan tai hiilen lähteenä muissa prosesseissa.

Hiilen uusiotaloudella sen sijaan viitataan kemian prosesseihin ja konsepteihin, joissa hyödynnetään syötteenä joko hiilidioksidia tai muita yksihiilisiä molekyylejä, kuten esimerkiksi kaasutuskaasun hiilimonoksidia tai biokaasun metaania.

CCS (carbon capture and storage) taas tarkoittaa hiilidioksidin talteenottoa ja varastointia. Se voi olla ratkaisu fossiilisten raaka-aineiden käytöstä aiheutuvaan ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden nousuun. CCU sen sijaan ei tarjoa pitkän aikavälin kokonaisvaltaista ratkaisua, jos fossiilisia resursseja edelleen käytetään. Se on enemmänkin teknologinen ratkaisu, joka mahdollistaa hiilipohjaiset tuotteet ja prosessit täysin kestävässä järjestelmässä.

Ilmastonmuutoksen hillintä ja kestävyys leimaavat käynnissä olevaa energiajärjestelmän muutosta. CCU:n arviointia tästä näkökulmasta vaikeuttaa sovellusten ja konseptien moninaisuus ja siitä seuraava moninaisuus myös CCU:n ilmastovaikutuksista. Vaikutukset voivat olla kaikkea negatiivisesta hyvin positiiviseen, riippuen aina energiajärjestelmästä ja sen muutoksen suunnasta ja nopeudesta, jossa CCU:ta sovelletaan. Hiilidioksidin käyttö raaka-aineena, muuten kuin puhtaana hiilidioksidina, vaatii termodynamiikan pääsääntöjen mukaan aina energiaa. Jotta hiilidioksidin käyttö raaka-aineena olisi kestävää, on tämä energia tuotettava kestävästi, mikä linkittää CCU:n tiiviisti uusiutuvan ja muun päästöttömän energian lisäämiseen; tässäkin korostuu järjestelmänäkökulma.

Mutta voiko hiilidioksidin hyötykäytölle olla muita syitä kuin pelkkä ilmastonmuutoksen hillintä?

Talteen otettua hiilidioksidia (CCU) käytetään jo monissa kohteissa. Sitä käytetään suoraan esimerkiksi suojakaasuna tai virvoitusjuomissa. Lisäksi hiilidioksidia konvertoidaan jo joiksikin kemikaaleiksi, kuten ureaksi tai epäorgaanisiksi karbonaateiksi.

Kuten edellä mainittiin, vaatii hiilidioksidin käyttö aina energiaa, ja vety on yksinkertaisin tapa tuoda energiaa hiilidioksidiin. Yksi merkittävimpiä haasteita CCU:ssa ja hiilen uusiokäytön ekonomiassa on kohtuuhintaisen vähähiilisellä energialla tuotetun vedyn saatavuus. Siitäkin huolimatta, että vähähiiliseen energiaan investoidaan globaalisti ennätyksellisen paljon ja sen hinnan odotetaan laskevan merkittävästi lähivuosina, on kestävästi tuotetun vedyn saatavuus tekijä, joka tullee eniten hidastamaan CCU-investointeja. Tästä johtuen hiilen uusiokäytön ekonomian prosessit voidaankin luokitella kolmeen niiden vedyntarpeen mukaan:

  1. prosesseihin, jotka eivät tarvitse vetyä
  2. hybridiprosesseihin, joiden vedyntarve on rajallinen ja jotka voivat hyödyntää hiilidioksidin lisäksi myös muita C1-kaasuja
  3. prosesseihin, joiden vedyntarve on merkittävä.

Prosesseja, jotka eivät tarvitse vetyä, ovat esimerkiksi erilaiset mineraaliprosessit, joissa tuotetaan epäorgaanisia karbonaatteja. VTT tutkii esimerkiksi hiilidioksidin talteenottoa kalkkiuuneissa ja sen hyödyntämistä puhtaan saostetun kalsiumkarbonaatin valmistuksessa. Tiettyjä orgaanisia erikois- ja hienokemikaaleja voidaan myös valmistaa hiilidioksidista ilman vetyä. Hybridiprosesseja voidaan hyödyntää esimerkiksi biomassan kaasutusprosessien yhteydessä. Kaasutuksen tuotekaasun tärkeimmät hyötykomponentit ovat hiilimonoksidi ja vety. Sivutuotteena syntyy kuitenkin merkittäviä määriä hiilidioksidia, joka voitaisiin ulkopuolisen vähähiilisen vedynlähteen kanssa konvertoida polttoaineiksi tai kemikaaleiksi.

Vetyä hyödyntävien hiilidioksidin konversioprosessien mahdollisuudet ovat moninaiset. Ne perustuvat yleensä joko kemialliseen katalyysiin tai ovat biokemiallisia. Tyypillisesti prosesseissa tuotetaan ensin C1-välituote, kuten metaani tai metanoli, jota voidaan käyttää joko energian välittäjänä ja polttoaineina tai välituotteena muiden kemikaalien ja polttoaineiden tuottamiseen. Biokemiallisissa prosesseissa voidaan päästä myös suoraan erikoiskemikaaleihin, kuten akryylihappoon, jonka tuottamista VTT tutkii. Katalyyttisiä reittejä voidaan päästä C1-yhdisteiden sijaan Fischer-Tropsch-synteesiä hyödyntäen alkaaneihin ja alkeeneihin, joista ensin mainitut ovat potentiaalisia polttoainekomponentteja, kun taas jälkimmäiset soveltuvat moninaisten kemikaalien tuottamiseen.

CCU ja hiilen uusiotalous ovat epäilemättä kestävän yhteiskunnan mahdollistavia teknologioita, mutta eivät suoraan ratkaisuja taistelussa ilmastonmuutosta vastaan.

Niihin liittyvät teknologiat ja tuotteet voivat olla myös uusi Suomen teollisuuden ja viennin kasvualue. Lyhyellä tähtäimellä suurin potentiaali on teknologioissa, jotka perustuvat hiilidioksidin hyödyntämiseen ilman vetyä tai joissa vedyn tarve on rajallinen, mutta vähähiilisellä energialla tuotettavan vedyn yleistyessä myös vetyintensiiviset teknologiat otetaan käyttöön.

Vetylähteen lisäksi CCU:ssa tarvitaan hiilidioksidin lähde. Ensimmäisessä vaiheessa nämä lähteet voivat olla merkittäviä fossiilisia päästölähteitä, kuten terästehtaita tai öljynjalostamoja. Dekarbonisaation edetessä siirrytään kuitenkin enenevissä määriin bioperäisiin päästölähteisiin, kuten puunjalostusteollisuuteen tai energiantuotantoon biomassasta. Päästölähteen ollessa bioperäinen voidaan päästä tietyissä tapauksissa negatiivisiin päästöihin (bio-CCU).

Kallein, mutta tulevaisuudessa mahdollinen vaihtoehto on ottaa hiilidioksidia talteen ilmasta. VTT ja Lappeenrannan teknillinen yliopisto demonstroivat konseptia parhaillaan Tekes-rahoitteisessa Soletair-hankkeessaan. Projektissa kohtaa ilmasta talteen otettu hiilidioksidi uusiutuvalla sähköllä tuotetun vedyn ja näistä tuotetaan Fischer-Tropsch-teknologialla polttoaineiksi kelpaavia hiilivetyjä. Koko systeemi muodostuu kolmesta tuotantokontista, joiden yhtäaikaista käyttöä on demonstroitu kesäkuusta 2017 lähtien Lappeenrannassa.

Kerro, mitä mieltä olet hiilen uusiotaloudesta ja CCU:sta!

Usein CCU:ta perustellaan sen positiivisilla ilmastovaikutuksilla, mutta muita ajavia tekijöitä voivat olla uuden uusiutuvan energian käyttäminen raaka-aineena hiiltä vaativissa prosesseissa fossiilisten raaka-aineiden sijaan eli ns. epäsuora sähköistyminen tai yksinkertaisesti hiilidioksidin tarve joissain prosesseissa tai tuotteissa. Ilmastodriveri kuitenkin dominoi pitkän aikavälin järjestelmämuutosta. Jotta yritykset ja investoijat laajamittaisesti toteuttaisivat muutosta, täytyy toiminnan taloudellisten edellytysten olla olemassa. Tällä hetkellä se tarkoittaa kannustimia joko ulkoisvaikutusten kustannusten (esimerkiksi climate policy) tai investointien pitkän aikavälin riskienhallinnan kautta.

Näitä kysymyksiä olemme pyrkineet hahmottelemaan liitteenä olevaan keskustelupaperiin. Onko mielessäsi näkökulmia tai sovelluksia, joita emme osanneet ottaa tässä huomioon?

Samalla kun tuotamme tieteellistä dataa ja numerotietoa tukemaan dokumentissa hahmoteltuja ajatuksia, toivomme nyt kaikilta runsaasti kommentteja tähän paperiin esimerkiksi tämän blogin kommenttikenttään.

Antti Arasto VTT

Antti Arasto, tutkimuspäällikkö
Twitter: @ArastoAntti

Juha Lehtonen VTT

Juha Lehtonen, tutkimusprofessori

Äärisääilmiöt ja ilmastonmuutos haastavat liikennejärjestelmämme – osa 3

Blogisarjan kolmannessa osassa käymme edelleen läpi OECD:n suosituksia. Nyt ovat vuorossa viimeiset suositukset nro 7–9. Lopuksi arvioimme Suomen liikennejärjestelmää ilmasto- ja äärisääriskien näkökulmista. Suositukset 1–3 käsitellään tässä kirjoituksessa ja suositukset 4–6 täällä.

Taloudellisen yhteistyön ja kehityksen järjestön OECD:n International Transport Forum (ITF) julkaisi vuodenvaihteessa tutkimusraportin äärisääilmiöiden ja ilmastonmuutoksen aiheuttamista haasteista liikennejärjestelmälle, erityisesti liikenteen infrastruktuurille. Raportti Adapting Transport to Climate Change and Extreme Weather: Implications for Infrastructure Owners and Network Managers listaa suosituksia OECD-maille, jotta haitallisilta vaikutuksilta vältyttäisiin. VTT on eräs raportin pääkirjoittajista.

7: Uudelleenarviointi: onko jokin liikenneinfrastruktuuri tarpeeton tai vähemmän hyödyllinen?

Kun verkoston jokin osa pettää, saattaa vanha, kenties tarpeettomaksi tai vähemmän hyödylliseksi aiemmin arvioitu verkon osa ollakin yllättäen käyttökelpoinen. Otetaan esimerkiksi vanha silta. Jos uusi silta rakennetaan viereen ja syystä tai toisesta sen palvelukyky romahtaa, esimerkiksi äärisääilmiön tai onnettomuuden seurauksena, saattaa vanha silta nousta arvoon arvaamattomaan.

Vanha ja tarpeeton liikenneverkon osa voi olla joissakin tapauksissa hyödyllinen vara- ja hätätie.

8: Perinteinen hyöty-kustannusanalyysi ei riitä liikennehankkeiden kannattavuuden arviointiin

Perinteinen liikennehankkeiden hyöty-kustannusanalyysi ei huomioi kasvaneita äärisää- ja ilmastoriskejä riittävästi. Erityinen riskitekijä piilee tulevaisuuden ennustamisessa. Hankearviointi tehdään 30–50 vuodeksi eteenpäin, ja tällainen aikajana sisältää jo merkittäviä ilmaston muuttumiseen sisältyviä riskejä. Nämä riskit pitäisi osata kuitenkin arvioida ja arvottaa, jotta tekisimme mahdollisimman viisaita hanke- ja investointipäätöksiä nyt ja erityisesti tulevaisuutta ajatellen.

Hankearviointeja ja hyöty-kustannusanalyysia pitääkin kehittää ottamaan paremmin huomioon muuttunut ”riskikartta”. Sama neuvo pätee lähes kaikkeen muuhunkin pitkäjänteiseen investointitoimintaan.

Jo EWENT (Extreme weather impacts on European networks of transport) -hankkeen kuluessa Euroopan investointipankki aloitti oman hankearviointinsa kehittämisen, ja nykyisin EIP:n hankearviointi sisältää ilmastoriskien huomioimisen.

9: Kehitä päätöksentekojärjestelmiä ja -menetelmiä uuteen epävarman tulevaisuuden aikaan

Kehittyneet – ja usein hieman vaikeastikin ymmärrettävät – päätöksenteon menetelmät, kuten reaalioptioanalyysi ja erilaiset monikriteerianalyysit, ovat erinomaisia työkaluja monimutkaisesta matematiikasta huolimatta, kunhan niitä sovelletaan oikein ja ymmärretään työkalun luonne ja soveltamisen reunaehdot ja rajoitteet. Reaalioptioanalyysi soveltuu erityisen hyvin uusinvestointien arviointiin – tällöin tehdään merkittäviä ja hankalasti peruttavia päätöksiä, joiden kanssa on elettävä pitkään. Liikenteen infrastruktuurihankkeet ovat tyypillisesti sellaisia. Reaalioptiolla voidaan arvottaa esimerkiksi ”joustavuutta” (pidetään erilaisia vaihtoehtoja auki) ja päätöksen lykkäystä (kun tulevaisuus on epävarma, voi olla viisasta odottaa…). Joskus voi siis olla viisasta päivittää vanhaa infrastruktuuria ja lykätä isoja investointeja, kun niihin liittyy suuria epävarmuustekijöitä.

Monikriteerimenetelmillä voidaan esimerkiksi valita investointeja, hankkeita ja strategioita siten, että löydetään vaihtoehtoja, jotka toimivat riittävän hyvin useimmissa valituissa skenaarioissa – vaikkei valittu vaihtoehto olisikaan missään skenaariossa paras. Peliteoriassa puhutaan tappion minimoimisesta voiton maksimoinnin kustannuksella.

Suomen liikennejärjestelmän vahvuudet ja heikkoudet äärisääriskien valossa

Laajasti ymmärrettynä Suomen liikennejärjestelmä koostuu infrastruktuurin lisäksi infran päällä liikkuvasta kalustosta, liikenteen informaatioinfrastruktuurista, liikennejärjestelmän toimijoista (hallinto, yritykset, liikennöitsijät, matkustajat) sekä kaikkiin näihin liittyvistä toiminto- ja ohjausjärjestelmistä. Kyseessä on todellakin aito ”metajärjestelmä”, system of systems.

Fyysiset liikennemuodot – tie-, raide-, vesi- ja ilmaliikennejärjestelmät – eroavat merkittävästi toisistaan tekniikaltaan, käyttöasteeltaan ja toimintavarmuuteen vaikuttavilta ominaisuuksiltaan. Edelleen mitä tahansa fyysistä infrastruktuuria tukevat sitä täydentävät osajärjestelmät, kuten kuivatusjärjestelmät, valaistus, viitoitus ja älyliikennesovellukset (esim. muuttuvat opasteet, tiedotusjärjestelmät), puhumattakaan kalustosta, terminaaleista, ratapihoista ja asemista. Näin ollen liikennejärjestelmä muodostuu kompleksisista systeemeistä, joiden hallitsemiseen vaaditaan paitsi kokonaisvaltaista otetta myös valtavaa määrää konkreettista työtä.

Liikennejärjestelmä ja toimintavarmuuteen vaikuttavat osat

Liikennejärjestelmä ja toimintavarmuuteen vaikuttavat osat.

Toimintavarmuuteen voidaan vaikuttaa toimivimmin ja kustannustehokkaimmin liikennejärjestelmien suunnitteluvaiheessa. Myöhemmät ratkaisut, vaikka nekin ovat välttämättömiä, ovat lähtökohtaisesti suhteellisesti kalliimpia ja tehottomampia. Näin ollen toimintajärjestelmän varmistamisen ensisijainen lähtökohta on liikennejärjestelmien ja maankäytön suunnittelussa ja strategioiden luomisessa.

Vaikutusmahdollisuudet ja kustannukset resilienssin parantamiseksi

Vaikutusmahdollisuudet ja kustannukset resilienssin parantamiseksi
(muokattu ja käännetty lähteestä Leviäkangas & Michaelides, 2014).

Suomen liikennejärjestelmä on suhteellisen valmis, kattava ja hyvin toimiva, ja suurten verkkoinvestointien osuus järjestelmän kokonaismenoista on kohtuullisen vähäinen. Suurimmat menoerät kohdistuvat olemassa olevan infrastruktuurin käyttöön ja ylläpitoon. Näin ollen toimintavarmuuden parantamiseen on vain rajallisesti keinoja. Panostuksia voidaan silti yrittää optimoida muun muassa keskittymällä ennakoiviin strategioihin sekä tehostettuihin ylläpito- ja parannusinvestointeihin.

Suomessa liikennejärjestelmään toimintavarmuuden keskeisimpinä uhkat liittyvät pääsääntöisesti fyysistä infrastruktuuria tukeviin osajärjestelmiin, kuten voimahuollon, tietoliikenteen ja tietojärjestelmien (kyberuhat) sekä kuljetuslogistiikan ja huoltovarmuuden vakaviin häiriöihin, voimistuviin ankariin ja poikkeuksellisiin luonnon äärisääilmiöihin sekä jossain määrin myös yhteiskuntajärjestystä vaarantaviin rikoksiin (esim. terrorismi). Riskienhallintastrategioiden, -suunnitelmien ja -ohjeistusten laatiminen koko liikennejärjestelmälle on välttämätöntä. Lisäksi on tärkeää tukea kriittisten toimintojen, infrastruktuurien ja muiden riskialttiiden paikkojen resurssivalmiutta ja reaaliaikaista ohjausta.

Raportti:

ITF (2016) Adapting Transport to Climate Change and Extreme Weather: Implications for Infrastructure Owners and Network Managers, ITF Research Reports, OECD Publishing, Paris. http://dx.doi.org/10.1787/9789282108079-en

Raportti ladattavissa: http://www.oecd-ilibrary.org/transport/adapting-transport-to-climate-change-and-extreme-weather_9789282108079-en;jsessionid=5o0iqml8ohiq9.x-oecd-live-03

EWENT-hanke: http://ewent.vtt.fi/index.htm

Lähteitä:

Leviäkangas, P. & Aapaoja, A. (2015) Resilienssin käsite ja operationalisointi – case liikennejärjestelmä. Kunnallistieteellinen aikakauskirja 1/2015.

Leviäkangas, P. & Michaelides, S. (2014) Transport system management under extreme weather risks: views to project appraisal, asset value protection and risk-aware system management. Natural Hazards, Vol. 72, No. 1, s. 263–286.

Pekka Leviäkangas VTT

Pekka Leviäkangas, johtava tutkija

Aki Aapaoja VTT

Aki Aapaoja, tutkija

Varo viherpesua! Kestäville innovaatioille löytyy päteviä mittareita

Juuri alkaneella kestävän kehityksen viikolla on hyvä hetki kerrata, miten innovaatioiden ja hankkeiden kestävyys kannattaa varmistaa. Yritys saattaa sortua tahattomasti viherpesuun, mikä voi nykypäivän toimintaympäristössä vaarantaa koko innovaation läpimurron. Tieteellisesti hyväksytyt kestävyyden arviointimenetelmät auttavat viestimään ympäristövaikutuksista läpinäkyvästi.

Lämpötilan nousun on arvioitu kiihtyvän eniten pohjoisten leveysasteiden maa-alueilla talvisin. Joidenkin arvioiden mukaan nykyinen päästökehitys näyttää johtavan Helsingissä jopa yli kuuden asteen lämpenemiseen. Harva suomalainen lienee innoissaan visiosta, jonka mukaan saamme tulevaisuudessa nauttia nollakeleistä lokakuusta toukokuulle. Vain valon määrä erottaisi joulukuun huhtikuusta. Ja tämäkin on vain murheista pienimpiä lämpötilan muutoksen aiheuttamien globaalien ruokatuotantoon, veden riittävyyteen, hyönteisten ja kasvien levinneisyyteen, terveyteen ja muihin ääri-ilmiöihin liittyvien ongelmien rinnalla.

Haaste on valtaisa, mutta siihen on tartuttu

Yhä useamman valtion ja yrityksen strategian tärkeimpien tavoitteiden joukkoon on noussut kasvihuonekaasupäästöjen hillitseminen ja muut kestävää kehitystä edistävät toimet. Osana YK:n kestävän kehityksen toimintaohjelmaa Agenda 2030:tä on määritetty 17 kansainvälistä tavoitetta, jotka sisältävät globaaleja teemoja, kuten puhdas vesi ja energia sekä kestävä tuotanto. Maapallon keskilämpötilan nousu pyritään Pariisin ilmastositoumuksen mukaisesti rajoittamaan enintään kahteen asteeseen.

Tällä viikolla vietämme Euroopan kestävän kehityksen viikkoa teemanaan edellä mainittu 2030-agenda. Suomikin toteuttaa ohjelmaa monin eri tavoin. Sinäkin voit tehdä oman toimenpidesitoumuksesi valtioneuvoston kanslian kautta ja haastaa muita.

Käytännön toimissa yritykset ovat jo hallitusten edellä

Innovointi ja riskinotto ovat tehokkaampi tie kuin säädökset. Muutos saa vauhtia kiertotaloudesta, clean techistä ja biotaloudesta, joiden toteuttamisessa VTT:llä on merkittävä rooli uusien ratkaisujen kehittäjänä. Varomaton voi kuitenkin mennä vipuun, sillä kaikki kierrätystä lisäävä tai biomateriaaleja hyödyntävä liiketoiminta ei ole kestävää. Sivu- ja jätevirtojen prosessointi hyötykäyttöön tai biomateriaalien valmistus saattaa vaatia monimutkaisia ja runsaasti energiaa kuluttavia prosesseja, energiaintensiivisiä tai haitallisia kemikaaleja tai pitkiä kuljetusmatkoja, eikä raaka-aineiden saatavuuskaan ole aina taattu. Taloudellisten kysymysten lisäksi ympäristö- ja sosiaaliset vaikutukset kiinnostavat yhä laajenevaa joukkoa sidosryhmiä mukaan lukien valtionjohto, rahoittajat ja yritysten asiakkaat.

Miten kestävyys mitataan?

Tuotteiden ja liiketoimintamallien aiheuttamien todellisten vaikutusten selvittämiseksi ja niistä viestimiseksi tarvitaan tieteeseen pohjautuvia mittareita. Tällaisiin kuuluvat elinkaari- ja systeemiajatteluun perustuvat ympäristövaikutuksia määrittelevät menetelmät, kuten LCA (life cycle assessment), joka tarkastelee vaikutuksia kokonaisvaltaisesti. Lähestymistapa varmistaa sen, ettei osaoptimoimalla siirretä ongelmia tai päästöjä arvoketjussa paikasta toiseen tai vaihdeta ongelmaa toiseksi. Samalla voimme viestiä vaikutuksista läpinäkyvästi ja vältymme viherpesulta.

Elinkaariarviointiin perustuvaa tarkastelua vaaditaan jo laajasti tuotekehityksessä ja viestinnässä. Seuraava Horizon 2020 PPP-SPIRE -haku edellyttää läpinäkyvän, elinkaariajatteluun ja mahdollisimman pitkälle standardoituihin menetelmiin perustuvan kestävän kehityksen arvioinnin jokaisessa projektissa. Euroopan komissiolla on valmisteilla tuotteiden LCA-pohjainen ympäristöjalanjäljen laskentaohje (product environmental footprint – PEF), jonka tavoitteena on luoda sisämarkkinat vihreille tuotteille. Komissio suosittelee käytettävän jalanjälkeä jatkossa niin tuotteiden ympäristövaikutusten mittaamiseen kuin yritysviestintään.

Yritykset, jotka käyttävät elinkaarilaskentaa tuotekehityksessään, hyötyvät asiakasrajapinnassa, kun vastuullisuus on noussut avainkysymykseksi ja koko toimitusketjun tunteminen on tärkeää. Näiden yritysten on esimerkiksi helpompi lähteä mukaan uusimpaan tapaan osoittaa vastuullisuutta, Science Based Target (SBT)  -aloitteeseen, ja määritellä sen mukaiset kasvihuonekaasupäästövähennykset toiminnalleen. SBT-aloitteen tavoitteet määräytyvät Pariisin ilmastosopimuksen edellyttämien päästövähennyksien perusteella ja edellyttävät koko arvoketjun huomioimista. Mukana on jo lähes 300 yritystä.

Kädenjälki nousee jalanjäljen rinnalle

Eri tilanteisiin ja teollisuuden aloille tarvitaan erilaisia indikaattoreita, jotta kestävyyden kannalta olennaisimmat näkökohdat tulevat huomioiduksi. VTT:n asiantuntijat ovat olleet yli 20 vuotta kansainvälisessä kärjessä kehittämässä elinkaariajatteluun perustuvia arviointimenetelmiä ja indikaattoreita. Tiedon ja tiedontarpeen lisääntyessä menetelmiä kehitetään edelleen. Esimerkkinä mainittakoon kädenjälki, jota ollaan lanseeraamassa erilaisten jalanjälkien rinnalle: Kaikilla tuotteilla on niiden valmistusprosessin aiheuttama ympäristöä kuormittava vaikutus eli jalanjälki, joka tulisi pyrkiä minimoimaan. Sen lisäksi monien tuotteiden avulla voidaan vähentää ympäristökuormitusta toisaalla (esim. vesikemikaalit), jolloin tuotteella on myös positiivinen vaikutus ympäristöön. Näiden vaikutusten mittaamisen ja viestinnän mahdollistamiseksi VTT on käynnistänyt Tekes-kehityshankkeen kädenjäljen määrittelemiseksi.

Sovellamme kestävän kehityksen arviointimenetelmiä niin tuotekehitysvaiheessa olevien ratkaisujen kuin valmiiden tuotteiden ja niiden kehityspotentiaalin arviointiin. Kun haluat löytää oikeat mittarit ja jalostaa ne kestävää kehitystä tukevaksi näkemykseksi, autamme mielellämme!

Lisälukemista:

Tiina Pajula VTT

Tiina Pajula
johtava tutkija