Kierrätysmateriaaleilla ekotekoja viherrakentamisessa, LCA in landscaping hanke Oiva Niemeläinen, MTT Kasvintuotanto Frans Silvenius, MTT Bioteknologia ja elintarviketutkimus Viherpäivät 14.2.2012
Kierrätysmateriaaleja mm. Kompostoidut jätevesilietteet kasvualustatuotteissa Kompostoitu yhdyskuntajäte kasvualustatuotteissa Mädätejäännöksestä valmistetut orgaaniset lannoitevalmisteet Rakennusmateriaali- ym. jätteet Kuituliete Nurmikkopaikan maan uusiokäyttö kohteessa
Kierrätysmateriaalin hyödyntämisketjun ympäristövaikutuksia Lannoitusvaikutus Ravinteiden huuhtoutumisriskit Valmistus- ja käyttöprosessien energia- ja kasvihuonekaasuvaikutukset Massojen kuljetukset Vedenpidätyskyky, vaikutus sadetustarpeeseen Vaikutus nurmikon menestymiseen Tiedonlähteitä mm: www.biolaitosyhdistys.fi www.smts.fi -> monta erilaista vaikuttavaa tekijää Kuinka kierrätysmateriaalin koko hyödyntämisketjun ekologinen vaikutus voitaisiin arvioida?
Mitä on elinkaariarviointi? Viittaa tuotteen tai palvelun koko tuotanto- (ja kulutus-) ketjun aikana syntyviin ympäristövaikutuksiin
Elinkaariarviointi: Elinkaariarviointi on tuotteen elinkaaren aikaisten syötteiden ja tuotosten sekä potentiaalisten ympäristövaikutusten koostamista ja arviointia: Erilaisten ympäristövaikutusten tunnistaminen ja niiden merkityksen arvioiminen Ympäristövaikutusten yhteen laskeminen ja päästöjen painottaminen (karakterisointi) Vaikutukset esitetään suhteessa toiminnalliseen yksikköön: esim. kg tuotetta Läpinäkyvyys raportoitava menetelmien kuvaus, oletukset, rajaukset Standardeja mm. ISO 14040/44
Elinkaariarviointi Koskee koko tuotteen kaikkia ympäristövaikutuksia tuotteen koko elinkaaren alueelta tai joltain tietyltä osalta Ns kehdosta hautaan Ns kehdosta esim. maatilan portille Gate to gate -> Voi myös käsittää esim. jonkun teollisuuslaitoksen tuotantoprofiilin tiedot Iteratiivinen prosessi: yksittäisissä tutkimuksen vaiheissa hyödynnetään muiden vaiheiden tuloksia
Elinkaariarvioinnin vaiheet 1) Tavoitteiden ja soveltamisalan määrittelyssä päätetään metodologisista ratkaisuista 2) Inventaarioanalyysissä kerätään tietoa ja lasketaan päästöt 3) Vaikutusarvioinnissa päästöt yhdistetään ympäristövaikutuksiksi 4) Tulosten tulkinnassa arvioidaan kerättyjä tietoja ja saatuja tuloksia suhteessa määriteltyyn tavoitteeseen ja soveltamisalaan
Toiminnallisia yksiköitä Tietty tuotemäärä tai palveluyksikkö, johon materiaali- ja energiavirrat ja niiden ympäristövaikutukset suhteutetaan Vastaa kysymyksiin: Mitä? Kuinka paljon? Kuinka kauan? Ei kuvaa välttämättä tuotteen massaa vaan toimintaa Tässä laskennassa eri toiminnallisia yksiköitä ja rajauksia Lasketaan kohden tiettyä aikajaksoa ja pinta-alaa kohden, jonka nurmikkoa peittää, käyttöajankohta (5-20 vuotta) Varioidaan hoitotoimenpiteiden merkittävyyttä lasketun käyttöajankohdan funktiona Lasketaan myös tarkasteluita, joissa huomioidaan pelkkä kasvualustan valmistus Tällöin verrataan kasvualustoja toisiinsa
Kasvualustan tuotantopanosten valmistusprosessien energiankulutukset Turpeen tuotanto Mädätys ja kompostointi (konetyö mm. ainesten siirrossa ja aumojen käännössä) Muiden raaka-aineiden tuotanto Viheralueiden perustamisprosessi Paikan päällä Paikan päällä tapahtuvat perustamiseen liittyvät prosessit: maan muokkaus, tasaus, jyräys, kylvö tai siirtonurmikon perustaminen ym. Siirtonurmikon tuottaminen ja siirto käyttöpaikalle Nurmikon hoidon tuotantopanosten valmistusprosessien energiankulutukset Lannoitteiden valmistus Kalkin valmistus Muiden raaka-aineiden tuotanto Kasvualustan tuotanto Seulonta ja sekoitus Kasvualustaksi käytetyn peltomaan kunnostus ja kuljetus Kaikkiin vaiheisiin liittyvät muuttujia ovat mm. Konetyön kuluttaman polttoaineen ilmapäästöt Muun energiankulutuksen aiheuttamat päästöt Erilaisten haihtuvien typpiyhdisteiden (N2O, NH3) ja muiden kasvihuonekaasujen päästöt (CH4) Veden kulutus Jätteet Jätevesi Ravinnehuuhtoumat (N, P) Viheralueiden hoitoprosessit Niittojen ja niittojätteen poiston vaatima energia Täydennyskylvön ja lannoitteiden levityksen vaatima energia Sadetuksen vaatima energia
Tutkimuksen tiedonkeruumenetelmät Kokeelliset osiot (mm. työkoneiden polttoaineenkulutus, astiakokeet, demokokeista saadaan joitakin tietoja ym.) Tieteelliset artikkelit Asiantuntijahaastattelut Kyselyt alan toimijoille
Selvitettäviä asioita jokaisesta tuotantovaiheesta Sähköenergian kulutus Lämpöenergian ja polttoaineiden kulutus Energiantuotannon päästökertoimet Materiaalivirrat tarve huomioiden hävikin Jätteet Jätevesi Suorat ilma- ja vesipäästöt
Muita selvitettäviä asioita: Eri kasvualustojen käyttöön liittyviä ravinnehuuhtoumien määriä arvioidaan kirjallisuudesta saatavilla tiedoilla ja selvitetään astiakokeilla Haihtuvien typpiyhdisteiden määrää selvitetään mittauksin Tiedot (kierrätysmateriaaleja käytettävän) kasvualustan haitallistenaineiden pitoisuuksista ja muista ominaisuuksista tuoteselosteiden ja näyteanalyysien perusteella Tällöin voidaan laskennallisesti arvioida typpi- ja metaanipäästöjä Polttoaineen kulutuksia viheralueiden hoito- ja perustamisvaiheessa selvitetään mittauksin, haastatteluin ja tekemällä kirjallisuusselvityksiä Lisäksi kasvualustatuotannon eri prosessien mm. kompostoinnin päästöistä tehdään kirjallisuusselvityksiä
Laskennassa käytettäviä päästöjä mm. Hiilidioksidi CO2 Metaani CH4 Typpioksiduuli N2O Rikkidioksidi SO2 Typen oksidit NOx Hiilimonoksidi CO Ammoniakki NH3 Typpi vesistöön N Fosfori vesistöön P
Vaikutusarvioinnissa arvioidaan inventaarioanalyysissä laskettujen päästöjen merkittävyys ympäristölle LCI -tulokset Vaikutusarviointi Karakterisointi 100 g CO 2 1 g CO 2 eq. / g 20 g CH 4 ilmastonmuutos 25 g CO 2 eq. / g 5 g N 2 O 298 g CO 2 eq. / g per pinta-ala tuotetta -> (100 + 25*20 + 298*5) g CO 2 ekv. / ha tuotetta = 2090 g CO 2 ekv. / ha perustettua (ja tietyn ajan hoidettua) nurmikkoa
Tutkittavat ympäristövaikutusluokat Päästötiedoista ja muista selvitetyistä materiaali- ja energiavirroista lasketaan seuraavat ympäristövaikutukset: Primäärienergia, ilmastonmuutosvaikutus, rehevöityminen, haitallisten aineiden vaikutukset ja happamoituminen sekä vesijalanjälki Laskentaesimerkki vaikutusarvioinnista: Kasvihuonekaasupäästöt muunnetaan CO 2 -ekvivalenteiksi: Hiilidioksidi Metaani (25xCO2) Typpioksiduuli (298XCO2)
Indikaattorit Määritellään ja testataan kestävyyteen vaikuttavia indikaattoreita joilla voidaan arvioida kierrätysmateriaaleja sisältävien tuotteiden vaikutusta nurmikon perustamisen ja hoidon hiili- ja vesijalanjälkeen. Esim. happamoituminen, hiilijalanjälki, rehevöityminen tms. Mallin testiaineistona käytetään ns. yleistä nurmikon perustamis- ja hoitotilannetta Testausta varioidaan soveltamalla laskelmaa erityyppisiin ja erilaisissa ympäristöoloissa kasvaviin nurmikkokohteisiin eri puolille Suomea. (mm. kuljetusetäisyyksien vaikutus) Varioidaan kasvualustan lisäksi erilaisten siemenseosten ja työkoneiden merkitystä
Odotettavissa olevat tulokset Systeemimallia käytetään määrittelemään ympäristöindikaattorit, kuten hiilijalanjälki, kestävälle kasvualustan tuotannolle, nurmikon perustamiselle ja hoidolle. Elinkaaritarkastelun avulla voidaan määrittää keskeisten vaikuttavien tekijöiden kriittiset arvot varmistamaan kierrätysmateriaaleja hyödyntävien viherrakentamisratkaisujen ekologinen kestävyys. Tuotetaan väline mahdollistamaan elinkaaritarkasteluja erityyppisten viheralueiden perustamiseen ja hoitoon liittyvien vaihtoehtoisten ratkaisujen vertaamiseen
Hankkeessa tuotetaan systeemimalliin perustuva verkkopohjainen elinkaaritarkasteluväline viherrakentamiseen Komponentit kasvualustan tuottaminen (siirtonurmikon tuotanto) nurmikon perustaminen nurmikon hoito. Elinkaaritarkastelumallin lähtöaineistona käytetään nykyisin käytössä olevia perinteisiä menettelyjä nurmikon perustamisessa ja hoidossa
Elinkaarianalyysin soveltaminen kestävään, kierrätysmateriaaleja hyödyntävään viherrakentamiseen Application of LCA for sustainable green cover management using waste derived materials LCA IN LANDSCAPING
EU Life+ ENV 2009 hanke Hankkeen tavoitteet Demonstroida erilaisia mahdollisuuksia hyödyntää kierrätysmateriaaleja nurmikkoalueiden perustamisessa ja hoidossa Kehittää elinkaaritarkastelua nurmikkoalueiden perustamisessa ja hoidossa Tuottaa konventionaalisen ja kierrätysmateriaaleja hyödyntävien nurmikoiden kustannus-hyöty vertailuja Demonstroida kilpailukykyisiä kierrätysmateriaaleja sisältäviä tuotteita kaupunkien viherrakentamisessa
Demonstraatiot Tavoitteena on perustaa noin 20 erilaista nurmikkokohdetta, joissa esitellään kierrätysraaka-aineiden hyödyntämistä Erilaisen hoitotason kohteita Hyvän kantavuuden omaava kohdetta Demoja 5 8 paikkakunnalla eri puolella Suomea. Demot sellaisiin kohteisiin, jotka muutenkin kunnostetaan. Demon koko voi vaihdella. Pari toistoa on hyvä olla. Hoito kuten koko ao. kunnostettavalla nurmikkoalueella. Tavoitteena tuottaa samantasoinen toimiva ratkaisu eri tavoilla Astiakokeet Jokioisilla tehdyistä ratkaisuista. Elinkaarilaskelmat näyttävät ratkaisujen ekologisuuden.
Lepaan koepaikan sommittelua keväällä 2011
Lepaan koealojen perustaminen 24-25.5.2011
HAMK Lepaa ja MTT Jokioinen Nurmikkokohde (3 toistoa) Kasvualustat (20 cm): Kolme erilaista kompostimultatuotetta Siemenseokset: Kolme kasvuvoimakkuudeltaan erilaista siemenseosta
Pori, Kirjurinluoto 9.5. ja 23.6.2011
Pori, Kirjurinluoto Leirintäalue 23.6.2011
Jokioisissa vastaava nurmikko kuin Lepaalla niittykohteessa ei kerranteita, lisäksi meluvallikokeilu
Viherpeittävyyden kehittyminen (0-100 %) Lepaan nurmikkokohteessa kesällä 2011 (kylvö 25.5.). Kolme kasvualustaa ja kolme siemenseosta. 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 21.6. 27.6. 4.7. 11.7. 18.7. 25.7. 1.8. 8.8. 17.8. 25.8. 5.9. 23.9. Ka A Ss 1 Ka A Ss 2 Ka A Ss 3 Ka B Ss 1 Ka B Ss 2 Ka B Ss 3 Ka C Ss 1 Ka C Ss 2 Ka C Ss 3
Lepaa leikkuujätteen Paino g kuiva-ainetta /m2 Niitto 25.8.2011 Kolme kasvualustaa (A, B, C) ja kolme siemenseosta (Ss 1, 2, 3). Niitto 5.9.2011 35 30 30 25 25 20 20 15 Ss 1 Ss 2 15 Ss 1 Ss 2 10 Ss 3 10 Ss 3 5 5 0 A B C 0 A B C
Punaportti, Hämeenlinna
Jyväskylä Lutakko ja Viitaniemi
MTT Jokioinen astiakokeet, nurmikon leikkuun energian kulutus ym. Kasvihuonekaasujen mittaus pyritään tekemään v. 2012
V. 2012: Vaskipuisto Forssassa kunnostettava. Mahdollisesti Marketanpuisto Espoossa
MTT Siirtonurmikon tuotantokokeilu v. 2012 kierrätysmateriaalia hyödyntäen Mahdollisesti kantava parkkipaikka Uusia kasvualustaseoksia?
LCA IN LANDSCAPING HANKKEEN TYÖPAKETIT 1. Nurmikkoalueiden perustamisen ja hoidon työvaiheitten spesifiointi 2. Kierrätysmateriaalien hyödyntämisen demonstrointi nurmikkoalueiden perustamisessa ja hoidossa 3. Nurmikkoalueiden perustamisen elinkaaritarkastelu 4. Kustannus-hyöty tarkastelu tavanomaisen ja kierrätysmateriaaleja hyödyntävien nurmikoiden välillä 5. Tiedonvälitys 6.; 7.; 8: Hallinnointi; Seuranta; Vaikuttavuuden vahvistaminen
Kustannus-hyöty-analyysi kierrätysmateriaalien hyödyntämisestä nurmikoiden perustamisessa ja hoidossa Ympäristön kannalta Yhteiskunnan kannalta (sosio-ekonominen) Liiketoimintamahdollisuuksien kannalta
Hankkeen osapuolet ja yhteistyötahot: MTT on sopijaosapuoli EU:n päin Viherympäristöliitto ry HAMK (Lepaa) Viherrakenne Jaakkola Oy Agropolis Oy Yhteistyötahot: Demonstraatiopaikkakunnat (Jyväskylä, Pori, Hämeenlinna HAMK Lepaa ja MTT Jokioinen - v. 2012 Forssa, Espoo) && Materiaalien toimittajat: mm Kekkilä, Envor Biotech, Hämeenlinnan Seudun Vesi, HSY, Novarbo & Alan businessmaailma (Schetelig) ja muut intressitahot
Hankkeeseen osallistuvia henkilöitä: MTT: Sirpa Kurppa, Oiva Niemeläinen, Frans Silvenius, Kirsi Raiskio Viherympäristöliitto: Pekka Leskinen, Camilla Gammals HAMK: Maire Rannikko; Sari Suomalainen; Heikki Peltoniemi Viherrakenne Jaakkola Oy: Mikko Jaakkola Agropolis Oy: Juha Pirkkamaa, Minna Riekkinen Yhteyshenkilöt demonstraatiopaikoilla: Vesa Lehtinen (Jyväskylä), Ismo Apunen & Harri Nevala (Pori), Jouko Keskimaa (Hämeenlinna); (Leila Grönholm, Forssa), & & Yhteistyötahoissa: Tapani Sulin, Sanna Heinonen, Jenni Mölsä (HS Vesi), Hannu Nyman (Envor Biotech); Pertti Pehkonen (Kekkilä), Mika Nurminen (Schetelig), & &
Materiaaleja (kierrätysmateriaaleja on mukana) Markkinoilla jo olevat tuotteet julkisissa kohteissa tuotekehitystä / kokeilua vaativat tuotteet MTT ja HAMK kokeilupaikkoina Esim. kohdepaikan oman maan käyttö, kuitulietteen käyttö, käsitellyt mädätejäännökset, orgaaniset lannoitevalmisteet,
Hanke jatkuu elokuun loppuun v. 2014 Kiitoksia mielenkiinnosta! Yhteydenotot, tiedot prosesseista ja ehdotukset demonstroitavista ja tarkasteltavista kierrätystuotteista ovat tervetulleita! www.lcainlandscaping.fi oiva.niemelainen@mtt.fi