KUSTANNUKSET VS. CO2-PÄÄSTÖT KATU- JA PUISTORAKENTAMISEN KUSTANNUS- JA PÄÄSTÖVÄHENNYSPOTENTIAALI SKANSSIN ALUEELLA ROOSA KOHONEN 13.6.2018
ESITYKSEN SISÄLTÖ 1 Infrarakentamisen elinkaariarviointi ja päästölaskenta 2 Merkittävimmät päästölähteet ja päästöjen vähennyskeinot Esimerkkejä Skanssin alueelta
RAKENNUSTOIMINTA ON YKSI SUURIMPIA LUONNONVAROJEN KULUTTAJIA SUOMESSA Suomessa rakentamisen materiaaliintensiteetti on asukasta kohden laskettuna noin 2-3-kertainen EUmaiden keskiarvoon verrattuna. Rakentamisesta aiheutuvat päästöt nähdään usein merkityksettömiksi rakennetun ympäristön käytönaikaisiin päästöihin verrattuna. Rakentamisen kiviaineshuolto on kuitenkin tunnistettu yhdeksi potentiaaliseksi tekijäksi rakennetun ympäristön päästöjen vähentämisessä (TEM 2015). Kasvit, riista ja luonnonkala Raakapuu Fossiiliset polttoaineet Ei-metalliset mineraalit Metallimalmit Maa-ainekset Raaka-aineiden kokonaiskulutus materiaaleittain jaoteltuna. Lähde: Valtioneuvoston kanslia, Vihreän kasvun sekä materiaali- ja resurssitehokkuuden avainindikaattorit (ViReAvain 2016).
TIEN ELINKAAREN VAIHEET Tien elinkaaren vaiheet. Lähde: Stripple, H. Life Cycle Assessment of Road. A Pilot Study for Inventory Analysis. Elinkaareen liittyviä yleisiä määritelmiä. Lähde: Korkiala-Tanttu, L. et al. Elinkaaritarkastelut tienpidon hankintoihin. Kokemuksia kahdesta pilot-kohteesta. Tiehallinnon selvityksiä 13/2015.
Suunnittelussa yli 90% päätöksistä, jotka vaikuttavat päästöihin Periaatekuva ympäristövaikutusten syntymisestä ja niiden päätöksentekovaiheesta. Lähde: Korkiala-Tanttu et al. 2006, Väylärakentamisen ympäristövaikutukset ja ekoindikaattorit
6 MITTARINA ILMASTONMUUTOSPOTENTIAALI (CO2-EKV.) - PÄÄSTÖLASKENNAN RAJAUS (1/2) Päästölaskenta on rajattu CEN/TC 350-standardin mukaisen elinkaaren vaiheeseen A (rakentaminen). Standardin vaihe A pitää sisällään osavaiheet tuotteelle (A1-A3 Product stage) ja rakentamiselle (A4-A5 Construction Process Stage). Laskenta ei sisällä standardin vaiheita B (Use stage) ja C (End of life stage) CEN/TS 350 standardin mukaiset moduulit. Lähde: Rakennusten elinkaarimittarit 2013.
7 MITTARINA ILMASTONMUUTOSPOTENTIAALI (CO2-EKV.) - PÄÄSTÖLASKENNAN RAJAUS (2/2) Päästölaskenta on rajattu katu- ja puistorakentamisen laskennan osalta InfraRYL:n nimikkeistön mukaisesti seuraaviin osiin: 10000 Maa-, pohja- ja kalliorakenteet sekä 21000 Päällysrakenteen osat ja radan alusrakennekerrokset. Käytännössä rajaus tarkoittaa, että laskenta sisältää asfalttikerroksen sekä kaikki sen alapuoliset rakenneosat ja pohjanvahvistustoimenpiteet. CEN/TS 350 standardin mukaiset moduulit. Lähde: Rakennusten elinkaarimittarit 2013.
ESIMERKKEJÄ TURUSTA MAANKÄYTÖN SUUNNITTELUN CO 2 -PÄÄSTÖLASKENNAN KEHITTÄMINEN JA PILOTOINTI SKANSSIN ALUEELLA 8
NELJÄN CASE-KOHTEEN PÄÄSTÖLASKENTA Skanssinkatu Vallikatu Perhekatu Meriläjitykseen kelpaamattomat ruoppausmassat, Lauttaranta
SKANSSINKATU 300 m pitkä (n. 2400 asfaltoitua neliötä) ja sijaitsee Skanssinalueen pohjoisosassa Päästölaskentavaiheessa Skanssinkadusta oli tuotettu rakennussuunnittelutasoiset lähtötiedot ja päästölaskenta pohjautui FOREkustannuslaskentaohjelmalla tuotettuun määräluetteloon Skanssinkadun ROLA:n pohjalta tehdyt tarkastelut Perustapaukselle (kohteen ylijäämämaat kuljetetaan pois kohteesta ja täyttömaat tuodaan kohteen ulkopuolelta) Vertailulaskenta, jossa merkittävimmät päästöjen vähentämistoimenpiteet on huomioitu Herkkyystarkastelu, jossa noppa- ja nupukivet kuljetetaan laivalla Kiinasta
kg CO2ekv. SKANSSINKATU - SUUNNITELMAN MUKAISET PÄÄSTÖT 1 000 000 100 000 Perustapaus 10 000 1 000 100 10 1 Absoluuttiset kokonaispäästöt [kg CO2ekv.] Kevennys 170094 Maansiirtotyöt 21640 Kiviainekset 19904 Pintarakenteet 16316 Asfaltti 11277 Muut 3200 Yhteensä 242433
MATERIAALIEN VALMISTUS, TYÖSUORITUS JA KULJETUKSET - PÄÄSTÖJEN MUODOSTUMINEN JA JAKAUTUMINEN 100 % Materiaalien päästöt [kg CO2ekv.] Kuljetusten päästöt [kg CO2 ekv.] Työsuoritusten päästöt [kg CO2ekv.] 90 % 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % 0 %
SKANSSINKATU - SUUNNITELMAN MUKAISET PÄÄSTÖT Vaahtolasimurskeen valmistus on päästöintensiivinen prosessi ja materiaali Skanssinkadulla muodostaa 70 % päästöistä. Kustannuksista vaahtolasimurske muodostaa n. 37 % osuuden hankkeen kokonaiskustannuksista. 4 5 6 3 1: 70.2 % (CO2) Kevennys (36.7 %, ) 2: 8.9 % (CO2) Maansiirtotyöt (18.9 %, ) 2 3: 8.2 % (CO2) Kiviainekset (15.4 %, ) 4: 6.7 % (CO2) Pintarakenteet (22.3 %, ) 5: 4.7 % (CO2) Asfaltti (5.4 %, ) 6: 1.3 % (CO2) Muut (1.3 %, ) 1
SKANSSINKATU - PÄÄSTÖVÄHENNYKSET JA KUSTANNUSVAIKUTUS Päästövähennyksiä haettiin etsimällä vaihtoehtoisia materiaaleja sekä työtekniikoita. Seuraaviin päästö- ja kustannusvähennyksiin päädyttiin yksittäisten rakennusosien osalta: 1 50 % Jakavan kerroksen luonnonkiviaineksen korvaaminen betonimurskeella (päästöosuus hankkeessa laski 6 %:sta 3 %:iin). Betonimurske on n. 20 % edullisempi luonnonkiviainekseen verrattuna. 2 80 % Kohteessa muodostuvien massojen hyötykäyttö alueella (päästöosuus hankkeessa laski 8 %:sta 2 %:iin). Massojen hyötykäytöt alueella puolittaa massojen käsittelyyn liittyvät kustannukset. 3 10 % Vähäpäästöisemmän asfaltin käyttäminen. Hintatietoa ei ole saatavilla. (Päästöosuus hankkeessa pysyi ennallaan) Edellä mainituilla toimenpiteillä saavutetaan Skanssinkadulla n. 10 % päästövähennys (23 000 kg CO2ekv.) sekä 10 % kustannusvähennys (40 000 ).
kg CO2ekv. SKANSSINKATU - PÄÄSTÖVÄHENNYKSET 20 000 170 000kg CO2ekv. 16 000 77 % 50 % 10 % 12 000 8 000 76 % 4 000 0 Perustapaus Päästövähennykset Skanssinkadun hankkeessa päästövähennystoimenpiteet saadaan kohdistettua merkittävimpiin päästölähteisiin. Lukuun ottamatta vaahtolasimurskekevennystä, jossa tekninen toimivuus edellyttää materiaalin käyttöä.
SKANSSINKATU - PÄÄSTÖVÄHENNYKSET 23 000 kg CO2 = 50 edestakaista matkaa välillä Hanko Utsjoki (kesto 2 kk yhtäjaksoista ajoa) 40:n kaksion vuotouinen energiankulutus 100 henkilön työpaikkalounas vuodessa Kahden Suomalaisen keskimääräinen vuotuinen hiilijalanjälki
SKANSSINKATU VAIHTOEHTOISET RATKAISUT VAAHTOLASIMURSKEELLE Laskennat tehtiin vaahtolasimurskeella Teknisesti kevennysmateriaaliksi soveltuvia vaihtoehtoja on useita: Kevytsora, Vaahtolasimurske, EPS-styrox Materiaalin päästövähennysmahdollisuus vaahtolasimurskeen ja kevytsoran välillä noin 25 %, mutta kevytsora materiaalina on 15 20% edullisempi. EPS päästöintensiivisempi, toisaalta määrä ei suoraan verrattavissa (kevyempi materiaali) Teknisesti soveltuvia pohjanvahvistusvaihtoehtoja Stabilointi (päästöintensiivinen, uusiomateriaalien käyttö sideaineena mahdollinen, esim. tuhkat) Paalulaatta (päästöintensiivinen) Puupaalut (tekninen soveltuvuus tarkasteltava erikseen, toimii hiilinieluna) Rengasrouhe alempiasteisille kaduille (sitomattomat päällysteet)
SKANSSINKATU - KIVET KIINASTA Selvityksessä tarkasteltiin kivien alkuperämaan vaikutus päästöihin. Suomessa tuotetun kiven vertailukohta oli laivalla kuljetettu kivi Kiinasta. Suomessa tuotetun kiven vaikutus kokonaispäästöihin normaalitapauksessa oli 0,8 %, kun Kiinasta tuodun kiven osuus koko hankkeen päästöistä oli 10,3%. Kiinasta tuotujen kivien laskennalliset päästöt ovat 15 kertaa isommat.
VALLIKATU Vallikadun pituus on n. 1 200 m (n. 27 500 asfaltoituja neliöitä) ja sijoittuu Skanssin alueen itäpuolelle
VALLIKATU - PÄÄSTÖLASKENNAN LÄHTÖKOHDAT Lähtötietona käytetyt määrät avattiin Foren kautta käyttäen HOLA:n katutyyppejä ja pituuksia sekä tyyppipoikkileikkauksien avulla Katutyyppi/m muotoon littera/määrä (m2, m3 jne.) Pohjanvahvistukset kohdistuvat osuudelle Vallikatu pohjoinen, kuten HOLA:ssa
VALLIKATU - TEHDYT PÄÄSTÖLASKENNAT VE 1 Pohjanvahvistuksena kevennys vaahtolasimurskeella Kevennyspaksuus 1 m VE 1B VE 2 Pohjanvahvistuksena kevennys vaahtolasimurskeella ja kaivumaat hyödynnetty kohteen muotoiluissa/täytöissä Pohjanvahvistuksena pilaristabilointi tavanomaisin menetelmin Sideaine kalkki-sementti 1:1, määrä 120 kg/m3 Pilarikoko d600 mm, savikerroksen paksuus 10 m VE 2B Pohjanvahvistuksena pilaristabilointi sideaineena uusiomateriaali Sideaine kalkki-sementti 1:1, määrä 50 kg/m3 sekä lentotuhka, määrä 150 kg/m3
VALLIKATU - MATERIAALIEN VALMISTUS, TYÖSUORITUS JA KULJETUKSET - PÄÄSTÖJEN MUODOSTUMINEN JA JAKAUTUMINEN VE1: Kevennys vaahtolasimurskeella 11 % 6 % VE2: Pilaristabilointi 4 % 6 % Vallikadun hankkeessa pohjanvahvistusmenetelmä määrittää valtaosan hankkeessa muodostuvista päästöistä. Pohjavahvistusmenetelmän valinnasta riippuen sen päästöjen osuus koko hankkeessa vaihtelee 65 ja 85 prosentin välillä. Materiaalien päästöt Kuljetusten päästöt Työsuoritusten päästöt 83 % 90 %
VALLIKATU PILARISTABILOINTI UUSIOMATERIAALEILLA SIDEAINEENA LENTOTUHKA (VE 2B) Sideaineen optimointi [kg CO2ekv.] 3 4 5 6 2 4 277 7 69 2 220 4 27 Sideaineoptimoinnilla voidaan vähentää Vallikadun hankkeen kokonaispäästöjä 50 % 1 4 3 2 5 6 VE2 VE2B VE2 4 277 769 VE2B 2 220 427 Erotus 2 057 341 1
VALLIKATU VAIKUTTAMINEN SUUNNITTELURATKAISUISSA HANKKEEN KOKONAISPÄÄSTÖIHIN Absoluuttiset kokonaispäästöt [kg CO2ekv.] 4 500 000 4 000 000 3 500 000 3 000 000 2 500 000 2 000 000 1 500 000 1 000 000 500 000 0 Vallikatu VE1 (kevennys VaM) Vallikatu VE1B (kevennys VaM, kaivumaat hyödynnetty hankkeen sis.) Vallikatu VE2 (Pilaristabilointi, kalkkisementti) Vallikatu VE2B (Pilaristabilointi, kalkkisementti ja lentotuhka)
SIDEAINEKUSTANNUKSIA TOTEUTUNEESTA MASSASTABILOINTIKOHTEESTA
PERHEKATU Perhekatu Toijaisten kaupunginosassa, Marjamäen/Pyölinmäen asemakaava-alueella Hirvensalossa Noin 7 700 asfaltoituja katuneliöitä Alueelle on kaavoitettu pientaloalue ja alueelle varataan lisäksi virkistysalue, jonka läpi kulkee ulkoilureitti Alueella sijaitsee peltoja, joilla maaperä on savea. Asemakaava-alueella sijaitsee myös metsäinen kallioharjanne
PERHEKATU LASKENNAN LÄHTÖKOHDAT Päästölaskentavaiheessa Perhekadusta oli tuotettu rakennussuunnittelutasoiset FOREmäärätaulukot Laskennan perustapauksessa oletuksena oli, että ylijäämämaat kuljetetaan Hirvensalon Haarlan Meltoisten maankaatopaikalle, jonne kuljetusmatka on noin kolme kilometriä. Pohjanvahvistusmenetelmänä oli pilaristabilointi ja sideaineena GTC. GTC koostuu kalkista, sementistä ja kipsistä. Kipsi oletettiin sivutuotteeksi, jota käsiteltiin laskennassa kuten uusiomateriaaleja.
PERHEKADUN ABSOLUUTTISET KOKONAISPÄÄSTÖT
PERHEKADUN MERKITTÄVIMMÄT PÄÄSTÖLÄHTEET
Vaihtoehtoisena tarkasteluna tehtiin päästölaskenta, jossa ylijäämämaita ei viedä Meltoisten maankaatopaikalle Hirvensaloon. Laskennassa tehtiin oletus, että ylijäämämaat joudutaan kuljettamaan Rudukselle Piikkiöön, jonne kuljetusmatka on 20 kilometriä.
PÄÄSTÖVÄHENNYSPOTENTIAALI (12 058 KG CO 2 EKV) SUHTEUTETTUNA AJOMATKAAN JA LOUNAISSUOMALAISEN KESKIMÄÄRÄISEEN TYÖMATKAAN (13 KM) N. 2 kierrosta päiväntasaajan ympäri henkilöautolla
VÄLTETYT KUSTANNUKSET Vältetyt kuljetuskustannukset näiden osalta olivat noin 16 500. Pelkät kuljetuskustannukset ovat yli 60 % pienemmät, kun ylijäämämaat kuljetetaan lähialueelle Hirvensaloon.
MERILÄJITYKSEEN KELPAAMATTOMAT RUOPPAUSMASSAT Lauttarannan esirakentaminen Merenpuoleisen penkereen rakentaminen, proomuväylän ruoppaaminen, vesialueen täyttäminen sekä mereen läjityskelvottoman sedimentin ja ylijäämämaan hyötykäyttäminen alueen esirakentamisessa (stabilointi)
MERILÄJITYKSEEN KELPAAMATTOMAT RUOPPAUSMASSAT Lauttarannan läjitysalueen ensisijainen tavoite on löytää turvallinen sijoituspaikka meriläjityskelvottomien sedimenttien sijoittamiselle ja hyödyntää niitä alueen esirakentamisessa. Muita tavoitteita ovat Turun kaupungin ja erityisesti Hirvensalon alueen rakentamisessa syntyvien ylijäämämaiden ja louheiden sijoittaminen ja hyötykäyttö lähietäisyydellä niiden syntypaikkoja sekä osaltaan näin vähentää rakentamisesta johtuvaa liikennehaittaa Turun keskustassa. Täyttövaiheen kesto 15 vuotta Tulevaisuudessa alueelle läjitettäviä sedimenttejä n. 250 000 m 3 Ruoppausmassat kuljetetaan proomuissa, liejuisia savia ja silttejä Päästötarkastelussa laskettiin kuljetuksesta aiheutuvat päästöt (proomu + ajoneuvo) Vaihtoehtoinen tarkastelu oletuksena, että ruoppaussedimenttejä ei saa läjittää Lauttarantaan, vaan ne joudutaan kuljettamaan muualle (Pansion kautta Salon Korvenmäkeen)
VAIHTOEHTOISTEN LÄJITYSPAIKKOJEN KULJETUSTEN PÄÄSTÖVERTAILU Kuljetusten päästöt noin 145-kertaiset!
PÄÄSTÖVÄHENNYSPOTENTIAALI (1 525 399 KG CO 2 EKV) SUHTEUTETTUNA THAIMAAN MATKOIHIN JA TAVANOMAISIIN LIHARUOKIIN
VÄLTETYT KUSTANNUKSET Arvioidut vältetyt ajoneuvokuljetuskustannukset ovat noin 3,3 milj. Lisäksi säästetyt vastaanottomaksut (meriläjitykseen kelpaamattomat maamassat) yht. noin 2,4 milj.