Ravinteiden, hiilen ja energian kierto ja virrat - Maatilan tehokas toiminta. Miia Kuisma Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus MTT

Transkriptio

1 Ravinteiden, hiilen ja energian kierto ja virrat - Maatilan tehokas toiminta Miia Kuisma Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus MTT Pieksämäki

2 Sisältö Johdanto Ravinteiden ja hiilen kierto ja energiavirrat Globaalisti Ruokajärjestelmissä Maatilalla Yhteenveto Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 2

3 Johdanto Ympäristöllisesti kestävä tuotanto Haitallisten ympäristövaikutusten torjunta Rajalliset raaka-aineet Kannattava tuotanto Osto- ja omat tuotantopanokset Sivuvirrat ja jätteet Hintojen heilahtelu ja nousu Satotasot Globaali vs. paikallinen Luonnon prosessit Globaalit ja paikalliset varannot Paikalliset erityispiirteet Paikalliset ratkaisut Linkittyminen Erityisesti ruokajärjestelmässä ja maataloudessa Biomassat (kasvit, eläimet, jätteet ja sivuvirrat) keskiössä Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 3

4 Ravinteiden globaali kierto - Typpi (N 2 N r ) Luonnolliset prosessit 295 Mt/v Biologinen typensidonta (BTS) maalla 110 BTS merissä 140 Ihmistoiminta 288 Mt/v BTS pelloilla 35 Keinolannoitteiden valmistus 100 Kemikaalien valmistus 23 Salamointi 5 Laskeuma 40 Fossiilisen energian kulutus 25 Laskeuma 105 Galloway ym. 2008, Science; Gruber&Galloway 2008, Nature Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 4

5 Ravinteiden globaali kierto Fosfori, kalium, sinkki Uusiutumattomia mineraaleja Reservien koko ja riittävyys Dynaamiset resurssit: kysyntä kasvattaa hyödyntämiskelpoisia reservejä Ei vaihtoehtoisia lähteitä P-reservit Louhinta, Mt/v Fosfaattikiven louhinta Reservit, v Cordell ym. 2009, Global Environmental Change; Sutton ym Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 5

6 Hiilen globaali kierto Gt ilmasto-opas.fi Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 6

7 Typen varastot ja virrat ruokajärjestelmässä Suomi kt/v Antikainen ym. 2005, Agriculture Ecosystems and Environment 7

8 Fosforin varastot ja virrat ruokajärjestelmässä Suomi kt/v Antikainen ym. 2005, Agriculture Ecosystems and Environment 8

9 Maatilan ravinne- ja hiilitehokkuus Lähteet Peltomaan varat Tilan tuotantopanokset Ulkopuoliset tuotantopanokset Tehokkuus Sato /Panokset Varastoituminen Päästöt Kierrätys Maan kasvukunto: rakenne, kuivatus, kalkitus Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 9

10 Kasvinviljelytilan energiasuhde myynnit/ostot Ahokas (toim.) 2013 Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 10

11 Lypsykarjatilan energiasuhde myynnit/ostot Ahokas (toim.) 2013 Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 11

12 Maatilan energiatehokkuus Energiankulutus Peltoviljely Kotieläintuotanto Yksityistalous Energiatehokkuus vs. energianlähteet Bioenergia vs. hiilitehokkuus Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 12

13 Tapaustutkimus ruokajärjestelmän jäte- ja sivuvirtabiomassojen ravinne-, energia- ja ilmastonmuutoksentorjuntapotentiaalista

14 Etelä-Savo vs. Satakunta Asukasluku Taajama-aste 69 % Maapinta-ala (km 2 ) Vesistöjen ala (km 2 ) Asukastiheys (as/km 2 ) 11,3 Viljeltyä peltoa (ha) Viljaa 34 % Nurmea 47 % Muu 19 % Kotieläimiä (ey) Eläintiheys (ey/ha) 0,5 Märehtijöitä 93 % Yksimahaisia 7 % Elintarvikejalostajia 111 Asukasluku Taajama-aste 82 % Maapinta-ala (km 2 ) Vesistöjen ala (km 2 ) Asukastiheys (as/km 2 ) 28,7 Viljeltyä peltoa (ha) Viljaa 63 % Nurmea 16 % Muu 19 % Kotieläimiä (ey) Eläintiheys (ey/ha) 0,3 Märehtijöitä 51 % Yksimahaisia 49 % Elintarvikejalostajia 205 Kahiluoto ym. 2011, Biomass and Bioenergy

15 Kokonaisenergiapotentiaali GWh/v Etelä-Savo Satakunta - Nurmibiomassa Sadonkorjuujäte Karjanlanta Suojavyöhyke- ja vesistöbiomassa - Jalostusjäte Biojäte Jätevesiliete 5 15 YHTEENSÄ Kahiluoto ym. 2011, Biomass and Bioenergy Perustuu: Energy max

16 Kokonaisravinne- ja hiilipotentiaali t/v Etelä-Savo Satakunta N P C N P C - Nurmibiomassa Sadonkorjuujäte Karjanlanta Suojavyöhyke- ja vesistöbiomassa - Jalostusjäte Biojäte Jätevesiliete YHTEENSÄ Kahiluoto ym. 2011, Biomass and Bioenergy Perustuu: Carbon max

17 Ravinne- ja energiapotentiaali alueen kulutuksesta Kahiluoto ym. 2011, Biomass and Bioenergy Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 17

18 Vältetyt kasvihuonekaasupäästöt a Osuus kasvihuonekaasupäästöjen kokonaisvähennyksestä Kahiluoto ym. 2011, Biomass and Bioenergy Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 18

19 Yhteenveto Ruokajärjestelmän osuus ravinteidenkäytöstä hallitseva, keinolannoitteet määrääviä Suora (polttonesteet) ja epäsuora energiankäyttö merkittäviä maataloudessa (keinolannoitteet, rehut) Täysi ilmasto- ja vesistöhyöty ruokajärjestelmän sivuvirroista vain sekä energiaa tuottaen että tehokkaasti ravinteita kierrättäen Sivuvirtojen ilmasto- ja vesistöhaittojen hillintäpotentiaali merkittävä Ravinne-, hiili- ja energia linkittyneet sekä prosessien että ratkaisujen tasolla Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 19

20