Työryhmämuistio MMM 2001:2 Maatalouden kehitysarvio kansallista ilmasto-ohjelmaa varten Helsinki 2001 Maa- ja metsätalousministeriö
Sisällysluettelo 1 1. Johdanto 3 1.1 Ilmastonmuutos ja sen hillintä 3 1.2 Maatalouden merkitys kasvihuonekaasupäästöjen lähteenä 3 1.3 Maatalouden rooli ilmastonmuutoksen hillinnässä ja Suomen Kioto-velvoitteiden saavuttamisessa 4 2. Maatalouden toimintaympäristö 5 3. Suomen maataloustuotanto ja kasvihuonekaasupäästöt 1990-1999 8 3.1 Kasvintuotanto 8 3.1.1 Maatalousmaan ja kalkituksen hiilidioksidipäästöt 8 3.1.2 Maatalousmaan ja lannoitteiden dityppioksidipäästöt 11 3.1.3 Maatalousmaan metaanipäästöt 12 3.2 Kotieläintuotanto 13 3.2.1 Kotieläinten ruoansulatuksen metaanipäästöt 13 3.2.2 Lannankäsittelyn metaani- ja dityppioksipäästöt 14 Siat 15 3.3 Maatalouden ammoniakkipäästöistä aiheutuvat epäsuorat dityppioksidipäästöt 15 3.4 Koneet ja energian kulutus 16 3.4.1 Koneet ja laitteet 16 3.4.2 Energian kulutus 17 3.5 Yhteenveto kasvin- ja kotieläintuotannon kasvihuonekaasupäästöistä 1990-1999 20 4. Maatalouteen vaikuttavia kansallisia ja kansainvälisiä taustatekijöitä 22 4.1 Maatalouden ympäristötukijärjestelmä 22 4.2 Investointitukijärjestelmä 24 4.3 Ympäristöluvat ja ympäristönsuojelulaki 24 4.4 EU:n nitraattidirektiivin soveltaminen 24 4.5 EU:n maatalousneuvoston laatima strategia ympäristönäkökohtien sisällyttämisestä ja kestävästä kehityksestä yhteisessä maatalouspolitiikassa 24 5. Politiikkaskenaariot 25 5.1 Vaihtoehtoinen politiikkaskenaario (Agenda 2007) 25 5.2 Vaikutus Suomen maataloustuotantoon 27 6. Maatalouden kasvihuonekaasupäästöjen arvioitu kehitys vuoteen 2020 asti 28 6.1 Perusura (Agenda 2000 -skenaario) 28 6.2 Vaihtoehtoinen politiikkaskenaario (Agenda 2007) 30 6.3 Maatalouskoneiden kasvihuonekaasupäästöt 32 7. Kasvihuonekaasupäästöihin vaikuttavia erillisiä toimenpiteitä 32 7.1 Eläinten ruokinta ja jalostus 33 7.2 Lanta ja lannankäsittely 33 7.3 Kalkituksen lisääminen 34 7.4 Pellon käytön muutokset 34
2 7.4.1 Pellon metsitys 34 7.4.2 Pellonraivauksen välttäminen 35 7.4.3 Luonnonmukaisen tuotannon lisääntyminen 35 7.4.4 Bioenergian tuotanto pellolla 36 7.4.5 Luonnonnurmialan lisääminen 36 7.5 Viljelytekniset toimenpiteet 36 8. Johtopäätökset ja ehdotukset 37 8.1 Maatalouden kasvihuonekaasujen päästöt ja niiden kehitys 1990-1999 37 8.2 Maatalouspolitiikan vaikutus kasvihuonekaasupäästöihin vuodesta 2000 vuoteen 2020 38 8.3 Ilmastonmuutosta hillitsevien yksittäisten toimenpiteiden toteuttamiskelpoisuus 39 8.4 Seuranta ja tutkimustarpeet 41 Liite 1. Lähdeluettelo 42 Liite 2. Yksiköt ja muunnoskertoimet 45 Liite 3. Toimenpiteiden ympäristövaikutuksia 46
3 1. Johdanto 1.1 Ilmastonmuutos ja sen hillintä Ihminen lisää toiminnallaan nk. kasvihuonekaasujen pitoisuuksia ilmakehässä ja voimistaa siten luontaista kasvihuoneilmiötä. Luontainen kasvihuoneilmiö mahdollistaa nykyisen elämän maapallolla, sillä ilman sitä maapallon keskilämpötila olisi noin 30 astetta alhaisempi. Hallitustenvälinen ilmastopaneeli IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) on arvioinut ihmisen toiminnasta aiheutuvien kasvihuonekaasupäästöjen nostavan maapallon keskilämpötilaa vuoteen 2100 kuluessa 1,5-3 o C ja valtamerien pintaa noin 15-95 cm, jos kasvihuonekaasujen päästöjä ei merkittävästi rajoiteta. Paikallista ilmaston muuttumista on vaikea arvioida luotettavasti. IPCC:n mukaan ilmaston muuttuminen vaikuttaa mm. luonnon ekosysteemeihin, vesivaroihin, ravinnon tuotantoon ja ihmisten terveyteen. Alavat alueet voivat kärsiä merenpinnan kohoamisesta. Äärimmäiset ilmasto-olosuhteet kuten kuivuuskaudet, tulvat ja hirmumyrskyt saattavat yleistyä. Ilmaston muutoksen haitalliset vaikutukset on arvioitu suurimmiksi kehitysmaissa, kun taas valtaosa aiemmista ja nykyistä päästöistä on peräisin teollistuneista maista (IPCC 1996). Fossiilisten polttoaineiden käyttö (energiantuotanto, liikenne ja muu energian kulutus), maankäytössä tapahtuvat muutokset ja maatalous ovat merkittävimmät kasvihuoneilmiöön vaikuttavat tekijät. Tärkein ihmisen toimintaan liittyvä kasvihuonekaasu on hiilidioksidi (CO 2 ). Metaani (CH 4 ) ja dityppioksidi (N 2 O) sekä eräät teollisesti valmistetut halogenoidut yhdisteet (mm. CFC-, HCFC-, HFC- ja PFC-yhdisteet sekä SF 6 ) ovat hiilidioksidin ohella merkittäviä kasvihuonekaasuja. Kasvihuonekaasut poistuvat ilmakehästä hitaasti, mikä tekee ilmastonmuutoksen torjunnasta vaikean tehtävän, etenkin kuin maapallon väestön- ja talouskasvu aiheuttavat yhä enemmän päästöjä (Savolainen ym. 2000). Maailmanlaajuisen kasvihuonekaasupäästöjen aiheuttaman ongelman hillintään tarvitaan kaikkien maiden yhteistä panosta. Rio de Janeirossa 1992 allekirjoitetun YK:n ilmastomuutosta koskevan puitesopimuksen tavoite on rajoittaa kasvihuonekaasujen pitoisuudet ilmakehässä tasolle, joka estäisi ihmisen toiminnan aiheuttamat vaaralliset muutokset maapallon ilmastojärjestelmässä. Ilmastosopimuksen alaisessa Kioton pöytäkirjassa teollisuusmaat ovat sitoutuneet vähentämään kasvihuonekaasupäästöjään yhteensä yli viisi prosenttia alle vuoden 1990 tason velvoitekaudella 2008-2012. Euroopan unioni on sitoutunut vähentämään päästöjään kahdeksan prosenttia. Tämä on jaettu eri jäsenmaille niin, että Suomen sitoumus on palauttaa päästöt vuoden 1990 tasolle. Kioton pöytäkirjan velvoitteet koskevat kuutta kaasua tai kaasuryhmää: hiilidioksidia, metaania, dityppioksidia, SF 6 :a sekä HFC- ja PFC-yhdisteitä. CFCja HFCF-yhdisteiden, jotka ovat myös yläilmakehän otsonia tuhoavia yhdisteitä, päästöjen rajoittamisesta on sovittu toisessa kansainvälisessä sopimuksessa, nk. Montrealin pöytäkirjassa. Kioton pöytäkirjan mukaisten päästöjen vähennysten merkitys ilmastonmuutoksen hillinnässä on vielä vähäinen, vaikkakin velvoitteiden täyttäminen on erittäin haasteellista. Pidemmällä aikajänteellä rajoitusten odotetaan tiukentuvan ja myös nykyisten kehitysmaiden päästöjä rajoitettavan. 1.2 Maatalouden merkitys kasvihuonekaasupäästöjen lähteenä Maatalouden päästöt, mukaan lukien maatalouden energiankäytön ja uuden maatalousmaan raivauksen päästöt, ovat noin 20 prosenttia globaaleista ihmisen toiminnan aiheuttamista
4 kasvihuonekaasupäästöistä. Suomessa maatalouden raportoitujen päästöjen osuus Suomen kokonaispäästöistä on arvioitu jonkin verran pienemmäksi, 10-15 prosentiksi. Suomessa kylmä ilmasto vähentää maatalouden päästöjä, kun taas eloperäisten maiden suuri osuus lisää niitä moniin muihin maihin verrattuna. Monien laskennassa käytettyjen IPCC:n esittämien päästökertoimien soveltuvuus Suomen oloihin tunnetaan huonosti. Päästöarviot voivat siis muuttua tulevaisuudessa, kun uutta tietoa on saatavilla. Maatalouden kasvihuonekaasupäästöt tunnetaan yleisesti merkittävästi heikommin kuin energiantuotannon ja -kulutuksen sekä teollisen toiminnan päästöt, sillä hajautetun tuotannon päästöjä on vaikea mitata. Etenkin maatalousmaan viljelystä aiheutuvat hiilidioksidi- ja dityppioksidipäästöt tunnetaan huonosti. Intensiivinen maan muokkaaminen lisää maaperän orgaanisen aineksen hajoamista viljelysmailla ja siten kasvattaa ilmakehän hiilidioksidipitoisuuksia. Maataloudessa eri toimenpiteiden kasvihuonetaseiden vaikutus on moninainen. Maatalousmaan kalkitus aiheuttaa myös hiilidioksidipäästöjä ilmakehään, mutta tehostaa muun muassa kasvien typen ottoa ja vähentää siten typpilannoituksen tarvetta. Lisäksi maatalous vaikuttaa ilmakehän hiilidioksidin määrään epäsuorasti maankäytössä tapahtuvien muutosten kautta: metsien raivaaminen maatalouskäyttöön pienentää luontaisia hiilivarastoja ja maaperän metaanin nielua. Kasvinviljelyssä sinänsä hiilidioksidia vapautuu kasvien hajotessa enintään yhtä paljon kuin ne olivat sitoneet yhteyttäessään. Maatalousmaa voi myös sitoa hiiltä. Ilmakehän metaanipitoisuuksiin maatalous vaikuttaa lähinnä karjanhoidon ja riisinviljelyn kautta, jotka yhdessä aiheuttavat lähes puolet globaaleista ihmisen toiminnan metaanipäästöistä. Lannoitus lisää maaperän typpimäärää ja sitä kautta dityppioksidipäästöjä. Maaperän typpimäärän kasvattaminen vähentää myös maaperässä tapahtuvaa metaanin hapettumista ja lisää siten ilmakehän metaanipitoisuuksia. Maatalousmaat ovat IPCC:n mukaan merkittävin ihmistoimintaan liittyvä dityppioksidin päästölähde maailmanlaajuisesti. Maataloudessa käytetään myös energiaa (traktorit, puimurit, kuivurit jne.) ja teollisesti valmistettuja tuotteita (esim. lannoitteet ja pieni osa eläinten rehuista), joiden tuotannosta aiheutuu päästöjä. Näitä päästöjä ei kuitenkaan kansallisissa inventaareissa lasketa maatalouden päästöiksi, vaan ne ilmoitetaan energia- ja teollisuussektoreiden päästöinä. 1.3 Maatalouden rooli ilmastonmuutoksen hillinnässä ja Suomen Kiotovelvoitteiden saavuttamisessa Maataloudesta aiheutuvien päästöjen arvioidaan kasvavan maailmanlaajuisesti väestönkasvun myötä. Kasvu tulee suurelta osin kehitysmaista. Teollistuneissa maissa maatalouden päästöjen arvioidaan lähitulevaisuudessa joko pysyvän nykytasolla tai jopa vähentyvän muun muassa maatalouden tehostumisen ja erilaisten ympäristöä suojelevien toimenpiteiden käyttöönoton myötä. Suomen maatalouden arvioidut päästöt olivat 1999 yli 20 prosenttia pienemmät kuin vuonna 1990. Päästöjen vähentyminen on suurelta osin johtunut maatalouden tuotantopanosten käytön vähenemisestä, kun muun muassa kotieläinten lukumäärä on pienentynyt ja lannoitteiden käyttö vähentynyt sekä turvemaiden viljelypinta-ala pienentynyt. Maatalouden rakenteelliset muutokset ja tuotannon tehostuminen ovat osaltaan vaikuttaneet kotieläinten määrän vähentymiseen. Tässä raportissa esitetään Suomen maatalouden kasvin- ja eläintuotannon kasvihuonekaasupäästöt vuosina 1990-1999, tarkastellaan maatalouden
5 kasvihuonekaasupäästöjen ennusteita vuoteen 2020 sekä arvioidaan eräiden yksittäisten toimenpiteiden vaikutuksia kasvihuonekaasupäästöihin. Kasvin- ja eläintuotannon päästöt on pyritty arvioimaan YK:n ilmastosopimukselle toimitettavan vuotuisen päästöinventaarion mukaisesti. Myös työkoneiden kasvihuonekaasupäästöt on arvioitu. Maatalouden energian käytöstä esitetään arvio. 2. Maatalouden toimintaympäristö Maatalous poikkeaa useista muista elinkeinoista. Maatalous perustuu luonnon biologisiin prosesseihin ja hyödyntää uusiutuvia luonnonvaroja ja auringon energiaa. Luonnon prosesseihin perustuvana elinkeinona maatalous on riippuvainen luonnonoloista. Maan ominaisuudet, maantieteellinen sijainti ja ilmasto vaikuttavat tuotannon suuruuteen, minkä lisäksi elinkeinolle ovat ominaisia suuret vuosittaiset, säätiloista johtuvat tuotannon määrän vaihtelut. Pohjoinen sijainti ja kasvukauden lyhyys rajoittavat Suomen maataloustuotannon määrää. Suomen maataloudelle ovat luonteenomaisia korkeat tuotantokustannukset verrattuna kilpailijamaihin, eikä maataloustuotteiden hintataso EU:n yhteismarkkinoilla kata kaikkia maatalouden tuotantokustannuksia. Osa kilpailukykyhaitasta on selitettävissä pysyvällä ilmastohaitalla. Osa on selitettävissä nykyteknologiaan nähden pienellä tilakoolla. Pellon siirtyminen tuotannosta luopuvilta tiloilta tuotantoaan jatkaville tiloille suurentaa tilakokoa ja parantaa tuotantorakennetta, mutta tilusjaon pirstaleisuus ja etäisyydet vaikeuttavat viljelytöitä, nostavat tuotantokustannuksia ja vähentävät tilakoon kasvusta saatavaa hyötyä. Tilusjaon pirstaleisuus ja pienet lohkot ovat pysyvä haitta, jota ei juuri voida poistaa. Maailmankaupan vapauttamisen ja EU:n yhteismarkkinoiden puristuksessa maanviljelijöille ei voida maksaa tuotteista hintoja, jotka kattaisivat tuotannosta aiheutuvat kustannukset. Kannusteet tuottaa on siis luotava muilla keinoin. Kannustejärjestelmä perustuu tukiin, joiden tavoitteena on turvata maatalouden harjoittamisen kannattavuus ja jatkuvuus sekä ympäristön huomioon ottaminen tuotannossa. Tuilla katetaan Suomen maatalouden kokonaistuotosta vuonna 2000 yhteensä noin 40 prosenttia. EU:n yhteistä maatalouspolitiikkaa on harjoitettu vuodesta 1962 alkaen. Politiikka koki suuren muutoksen vuonna 1992, kun EU maailmankaupan vapauttamisneuvottelujen paineessa alensi maataloustuotteiden sisämarkkinahintoja lähemmäksi maailmanmarkkinahintoja. Tulonmenetykset korvattiin tuottajille hehtaari- ja eläintukena. Vuoden 2000 alusta voimassa ollut Agenda 2000 jatkaa vuoden 1992 reformia. Tuottajahintoja alennetaan edelleen, ja tulonmenetykset kompensoidaan tulotukina tuottajille osittain. Seuraava suuri reformi on odotettavissa viimeistään vuonna 2007. Tosin EU:n laajenemisen toteutuksesta ja maailmankaupan säännöistä käytävistä neuvotteluista riippuen reformiin saatetaan joutua aiemminkin. EU:n periaatteena on turvata maataloustuotannon edellytykset kaikkialla EU:n alueella. Tätä varten yhteisessä maatalouspolitiikassa otettiin käyttöön joitakin toimenpiteitä, joilla Suomen erityisolot otetaan huomioon. Osa Suomen kilpailukykyhaitasta kompensoidaan edelleen kansallisen tukijärjestelmän avulla. Maatalouselinkeinon tulevaisuutta hahmotettaessa on otettava huomioon maatalouden kytkennät muuhun yhteiskuntaan. Ensinnäkin elintarviketalous kytkeytyy voimakkaasti maatalouden
6 perustuotantoon. Elintarvikkeen tarjontaketju raaka-aineiden tuotannosta kuluttajalle asti on kokonaisuus, joka Suomessa on pääosin kotimaisissa käsissä. Jos kotimaisen raaka-aineen saatavuus vähenisi, se vähentäisi myös elintarvikkeiden jalostusta Suomessa. Toiseksi maatalouspolitiikka kytkeytyy entistä enemmän alue-, maaseutu- ja ympäristöpolitiikkaan, mikä tarkoittaa sitä, että maatalouden ongelmia ratkotaan entistä enemmän osana ympäristöohjausta ja maaseudun kehittämistä. Elintarviketuotannon ylläpitäminen, ympäristöstä huolehtiminen ja maaseudun elinvoimaisuuden säilyttäminen ovat tavoitteita, joista luopuminen ei ole näköpiirissä ainakaan Euroopassa. Tavoitteiden saavuttaminen edellyttää niin EU-tason kuin kansallisia päätöksiä. Kansainväliset kysymykset ovat riippuvaisia vapaakauppaneuvotteluista. Lähimmän parin vuosikymmenen aikana elintarvikkeiden maailmanmarkkinahinnat tuskin nousevat niin, että tuotannon kannattavuus sitä kautta ratkaisevasti paranisi, ja maatalous säilyy riippuvaisena tukipolitiikasta. Ilman tukipolitiikkaa suomalaisten tuotteiden kuluttajahinnat olisivat selvästi korkeampia kuin tuontituotteiden. Kuluttajien mieltymys ostaa kotimaisia elintarvikkeita joutuisi kovalle koetukselle, ja elintarviketalous uhkaisi supistua merkittävästi. Suomen maataloudessa on menossa rakennemuutos, joka ilmenee muun muassa tilojen lukumäärän ja peltopinta-alan muutoksina. Yli yhden peltohehtaarin tilojen lukumäärä oli laskenut vuodesta 1999 noin 200 000 tilasta nykyiseen 150 000 tilaan (kuva 1). Maataloustukijärjestelmässä mukana olevien tilojen eli ns. aktiivitilojen lukumäärän muutokset ovat myös suuria; niiden lukumäärä on vähentynyt 15 prosenttia vuodesta 1995 ja oli vuonna 1999 82 000. Aktiivitilojen keskikoko on 25 peltohehtaaria. Kuva 1. Maatilojen lukumäärän ja peltoalan keskikoon kehitys vuosina 1985-1998. Mukaan on laskettu tilat, joiden peltoala on yli 1 ha (MTTL 2000).
7 Vuonna 1999 peltoa oli käytössä 2,18 miljoonaa hehtaaria, josta 0,21 miljoonaa hehtaaria oli kesantona. Viljelty ala on pysynyt samana muutaman viime vuoden. Viljelykasvien pinta-alasta rehuviljat muodostavat noin puolet ja nurmikasvit kolmanneksen (kuva 2). 1400 1200 1000 1000 ha 800 600 Nurmikasvit Syysviljat K evätviljat Muut kasvit Kesanto 400 200 0 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 Vuosi Kuva 2. Eri viljelykasvien ja kesannon ala vuosina 1980-99. Pinta-alat vuodelta 1999 ovat ennakkotietoja (Maatilatilastollinen vuosikirja 1999, Suomen tilastollinen vuosikirja 1998). Maataloustuotantoon käytetyt tuotantopanokset, kuten lannoitteiden ja lypsylehmien määrät (kuva 3) ovat vähentyneet viime vuosikymmenellä. Tuotanto on kuitenkin tehostunut (kuva 4), millä on positiivinen vaikutus myös kasvihuonekaasupäästöihin; pienemmällä eläinmäärällä ja pienemmillä päästöillä pystytään tuottamaan enemmän. Kuva 3. Kotieläinten lukumäärän kehitys vuosina 1985-1999. Naudoissa ovat mukana myös nuoret eläimet. (MTTL 2000, Maatilatilastollinen vuosikirja 2000).
8 Kuva 4. Lehmien lukumäärän ja keskituotoksen (litraa maitoa/lehmä vuodessa) kehitys vuosina 1985-1999 (MTTL 2000). 3. Suomen maataloustuotanto ja kasvihuonekaasupäästöt 1990-1999 3.1 Kasvintuotanto Kasvintuotannon päästöiksi on tässä luettu maanviljelystä (mukaan lukien nurmiviljely) sekä lannoituksesta ja kalkituksesta aiheutuvat päästöt. Karjanlanta pellolle levitettynä on laskettu lannoitteeksi, mutta laiduntamisen, lannan käsittelyn ja varastoinnin päästöt on esitetty kotieläintuotannon päästöinä. 3.1.1 Maatalousmaan ja kalkituksen hiilidioksidipäästöt Maatalousmaiden hiilidioksidin päästölähteistä tulee IPCC-ohjeiden (Houghton ym. 1997) mukaan arvioida 1) maankäytössä ja -käsittelyssä tapahtuvat muutokset, jotka vaikuttavat kivennäismaiden orgaanisen hiilen varastoihin, 2) eloperäisten maiden viljelyksestä aiheutuvat hiilidioksidipäästöt ja 3) kalkituksesta aiheutuvat hiilidioksidipäästöt. Kivennäismaiden hiilivaraston muutokset on laskettu IPCC-ohjeiden mukaisesti tarkastellen pellon käytön muutoksia 20 edellisen vuoden aikana sillä pinta-alalla, joka oli viljelyksessä 20 vuotta aikaisemmin. Viljelymaat on luokiteltu käytön mukaan nurmiin, muihin viljelykasveihin, kesantoon, metsitettyyn peltoon ja viljelykäytöstä poistettuun maahan. Pellon käytön pinta-alat perustuvat Maatilatilastollisten vuosikirjojen tietoihin. Lisäksi viljelymaat on luokiteltu maalajien mukaan kolmeen luokkaan sen perusteella, kuinka helposti orgaaninen aines hajoaa maassa. Maalajien pinta-alat on laskettu Viljavuuspalvelu Oy:n viljavuusanalyysiaineiston perusteella olettaen, että maanäytteiden maalajijakauma vastaa peltojen maalajijakaumaa. Kullekin maankäyttömuodolle ja maalajille laskettiin hehtaarikohtainen hiilivarasto IPCCohjeiden perusteella, jolloin tarkasteltavalle pinta-alalle (kivennäismaiden 20 vuoden takainen
9 pinta-ala) voitiin laskea hiilivarasto. Metsitetyn peltomaan hiilivaraston oletettiin olevan samansuuruisen kuin nurmen ja viljelystä poistuneen maan samansuuruisen kuin kesannon. Arvion (ks. taulukko 1) mukaan kivennäismaiden maankäytön muutoksesta aiheutuneet muutokset ovat vaihdelleet erittäin pienestä hiilinielusta noin 1 Tg CO 2 -ekvivalentin suuruiseen hiilivaraston pienenemiseen. Viljelyssä olevan maan viljelytavan muutokset ovat olleet pieniä. Nurmia ja viherkesantoja on (1990 luvun pakkokesannointijaksoa lukuun ottamatta) ollut jatkuvasti noin 40 prosenttia viljelypinta-alasta. Taulukko 1. Kivennäismaiden laskennalliset hiilivaraston muutokset (Tg) Suomessa vuosina 1990-1999. kivennäismaiden pinta-ala 20 vuotta aikaisemmin, 1000 ha em. alan maan hiilivarasto Tg tarkasteltavana vuonna hiilivaraston pieneneminen Tg C/20 vuotta hiilivaraston pieneneminen Tg CO 2 /vuosi 1990* 1991* 1992* 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2188 2100 2094 2070 2080 2086 2094 2057 2050 2041 104,4 100,5 101,3 100,7 101,0 101,9 101,1 99,1 98,05 98,07 5,296 4,241 2,238 1,199 0,509 0,167 0,255 1,37 1,49 1,56 1,0 0,8 0,4 0,2 0,09-0,03 0,05 0,3 0,3 0,3 * Poikkeavat EU:lle joulukuussa 2000 lähetetyistä luvuista pinta-aloihin tehtyjen tarkennusten takia. Kivennäismaiden päästöjen arviointiin liittyy vielä monia epävarmuuksia. Käytetyssä laskentamenetelmässä vuosittaisia päästöjä laskettaessa myös vertailuvuosi vaihtuu joka vuoden kohdalla ja tämä aiheuttaa satunnaista värähtelyä arvioituihin lukuihin. Laskentatavan epävarmuuksista johtuen kivennäismaiden päästöjä on käsitelty hieman muista päästöarvioista poikkeavalla tavalla myöhemmin esitetyissä yhteenvedoissa. Eloperäisten maiden hiilidioksidipäästöjen laskentaa vaikeuttaa, että IPCC-ohjeissa ei yksiselitteisesti määritellä, millaiset maat lasketaan eloperäisiksi maiksi. Pinta-alojen laskennassa voi siten tulla tulkintaeroja. Myös päästökerrointiedot ovat epävarmoja. Ei ole tietoa, mihin IPCC:n oletuspäästökertoimet perustuvat, ja Suomestakin on olemassa vain muutamia mittauksia. Suomen päästöjä laskettaessa eloperäisinä maina pidetään turvemaita ja multamaita. Turvemaita on viljelyksessä nykyisin vain hieman yli 60 000 hehtaaria ja multamaita noin 240 000 hehtaaria. Turve- ja multamaiden pinta-alat on laskettu Viljavuuspalvelu Oy:n viljavuusanalyysiaineistosta. Aikaisemmin turvemaita oletettiin olevan huomattavasti enemmän eli 260 000-420 000 hehtaaria (mm. Kuusisto ym. 1996; Käyhkö ym. 1994; Vasander 1996; Selin 1999). IPCC-ohjeiden antamat kylmän ilmaston oletuspäästökertoimet olisivat: 1 t C/ha/vuosi (vajaat 4 t CO 2 /ha/vuosi) viljelykasveille (upland crops) ja 0,25 t C/ha/vuosi (alle 1 t CO 2 /ha/vuosi) laitumille (pasture/forest). Koska suomalaisen ilmakehämuutosten tutkimusohjelman (SILMUn) tutkimuksissa sekä eräissä Suomessa, Ruotsissa ja Hollannissa hiljattain tehdyistä turvemaiden hiilidioksidipäästöjä koskevissa tutkimuksissa (Nykänen ym. 1995, Maljanen ym. 1999) on esitetty merkittävästi suurempia päästökertoimia, käytetään Suomen laskelmissa viljanviljelyssä oleville turvemaille päästökerrointa 4 t C/ha/vuosi ja multamaille IPCC:n eloperäisten maiden oletuspäästökerrointa 1 t C/ha/vuosi. Nurmenviljelyssä käytetään puolta pienempiä kertoimia, koska pitkäaikaisten havaintojen mukaan orgaaninen aines hajoaa nurmenviljelyssä noin puolta
10 hitaammin kuin viljanviljelyssä (Berglund 1989). Alueittaisen viljelykasvi- ja maalajijakauman perusteella turvemaista 80 prosentin on arvioitu olevan nurmenviljelyssä (tai viherkesantona), ja multamaista 40 prosentin. Taulukko 2. Arvio eloperäisten maiden (turve- ja multamaat) viljelyaloista (1000 ha) ja viljelyn aiheuttamista hiilidioksidipäästöistä (Tg CO 2 /vuosi) Suomessa 1990 1999. 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 turve, nurmi 73,2 71,2 69,2 67,2 65,2 56,8 54,8 52,8 50,8 48,8 turve, muut 18,3 17,8 17,3 16,8 16,3 14,2 13,7 13,2 12,7 12,2 viljelykasvit multa, nurmi 78,4 78,4 78,4 78,4 78,4 72,6 72,6 72,6 72,6 72,6 multa, muut 182,8 182,8 182,8 182,8 182,8 169,4 169,4 169,4 169,4 169,4 viljelykasvit eloperäiset maat yhteensä 1000 ha 352,7 350,2 347,7 345,2 342,7 313,0 310,5 308,0 305,5 303,0 Päästöt Tg CO 2 /vuosi 1,6 1,6 1,6 1,6 1,5 1,4 1,4 1,3 1,3 1,3 Maatalousmaiden kalkituksessa käytetään erilaisia karbonaattiyhdisteitä, kuten kalkkikiveä (CaCO 3 ) tai dolomiittikalkkia (CaMg(CO 3 ) 2 ). Kalkituksen avulla nostetaan maan ph:ta, jotta ravinteiden käyttökelpoisuus paranisi. Kalkin karbonaatti reagoi maaperässä luovuttaen hiilidioksidia ilmakehään. Hiilidioksidipäästöt vaihtelevat maaperän ja käytetyn karbonaattiyhdisteen ominaisuuksien mukaan. IPCC-ohjeiden mukaan maatalousmaiden kalkituksesta aiheutuvat hiilidioksidipäästöt lasketaan olettaen kaiken karbonaatin reagoivan. Laskelmissa ei kuitenkaan oteta huomioon kalkituksen myönteistä vaikutusta sadontuottoon, hiilen sitoutumiseen tai typen käyttökelpoisuuden paranemiseen, joiden takia kasvihuonekaasupäästöt saattavat todellisuudessa pienetä kalkituksen ansiosta. Maanparannuskalkin käyttömäärät Suomessa 1990-luvulla, käytetyt päästökertoimet ja lasketut hiilidioksidipäästöt ovat taulukossa 3. Vuosille 1990-1996 maanparannuskäyttöön toimitetut dolomiittikalkki- ja kalkkikivimäärät saatiin tilastokeskuksen teollisuustilastoista (Tilastokeskus 1998). Vuodesta 1997 lähtien tilastokeskus on lopettanut ko. tilastoinnin, ja tästä eteenpäin tietolähteenä käytettiin Kalkitusyhdistyksen keräämiä tietoja maaparannuskalkin käytöstä. Kalkitusyhdistys ei erottele dolomiittikalkin ja kalkkikiven käyttöä, mutta arvioi noin 30 prosenttia kokonaiskäytöstä olevan dolomiittikalkkia. Dolomiittikalkin ja kalkkikiven lisäksi maanparannuksen käytetään jonkin verran sokeritehtaiden puristekalkkia. Taulukossa 3 annetut päästöt on laskettu olettaen dolomiittikalkin ja kalkkikiven olevan kuivaa ja täysin puhdasta ja kalkin sisältämän karbonaatin reagoivan täydellisesti maaperässä. Päästöarvio saattaa siksi yliarvioida päästöjä jonkin verran. Käytetyt päästökertoimet ovat: 440 kg CO 2 /t CaCO 3 ja 477 kg CO 2 /t MgCa(CO 3 ) 2.
11 Taulukko 3. Arvio maanparannuskalkin käytöstä (Gg/vuosi) ja siitä aiheutuvista hiilidioksidipäästöistä (Tg CO 2 /vuosi) Suomessa 1990-1999. 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 Maanparannuskalkin käyttö (Gg (k.a.)/vuosi) CaCO 3 568,8 391,8 314,5 306,3 280,3 583,0 662,5 694,6 635,7 640,0 MgCa(CO 3 ) 2 713,8 505,2 357,4 623,9 618,2 204,3 229,2 297,7 272,4 274,5 Puristekalkki ** 31,1 41,2 40,1 37,3 40,2 36,7 31,0 46,5 32,1 38.6 Päästöt Tg CO 2 /vuosi 0,6 0,4 0,3 0,4 0,4 0,4 0,4 0,5 0,4 0,4 3.1.2 Maatalousmaan ja lannoitteiden dityppioksidipäästöt Dityppioksidia vapautuu maaperästä ja vesistöistä mikrobitoiminnan aiheuttamana nitrifikaatioja denitrifikaatioprosesseissa. Maaperässä näiden prosessien voimakkuuteen ja dityppioksidin muodostumiseen ja vapautumiseen vaikuttavat monet tekijät yhdessä (typen määrä ja kemiallinen olomuoto, maan happitila, ph, kosteus, lämpötila, liukoisen hiilen määrä jne.). Yksittäisten tekijöiden vaikutusta dityppioksidipäästöihin on ollut vaikea osoittaa, mutta yleisesti ollaan sitä mieltä, että typen käytön lisääminen, siis lannoittaminen, lisää päästöjä. IPCC-ohjeiden mukaan maatalousmaiden dityppioksidipäästöjen arvioinnissa tulee ottaa huomioon lisääntyneestä typen käytöstä aiheutuvat dityppioksidipäästöt. Päästöjen laskennassa otetaan huomioon maaperän typen määrää lisäävinä tekijöinä väkilannoitus, lannan ja puhdistamolietteiden levittäminen pelloille, kasvinjätteiden muokkaaminen maahan sekä biologinen typensidonta. Tästä typestä arvioidaan 1,25 prosenttia (vaihteluväli 0,25-2,25 prosenttia) vapautuvan ilmakehään dityppioksidina. Lisääntynyt typpimäärä aiheuttaa dityppioksidipäästöjä myös typen huuhtoutuessa vesistöihin. IPCC-ohjeiden mukaan 10-80 prosenttia väkilannoitteiden ja lannan (Suomen päästöarvioissa myös puhdistamolietteiden) mukana pelloille levitetystä typestä voi huuhtoutua vesistöihin. Oletusarvoksi on esitetty 30 prosenttia. Suomessa ja pohjoismaissa tehtyjen tutkimuksien (mm. Suomen ympäristökeskus 1995; Rekolainen ym. 1995) mukaan maataloudesta huuhtoutuu typpeä vesistöihin 20 000 40 000 t/vuosi, mikä vastaa noin 6 16 prosenttia vuotuisesta typpilannoituksesta. Dityppioksidipäästölaskuissa on oletettu, että 15 prosenttia väkilannoitteiden, lannan ja puhdistamolietteiden mukana pelloille levitettävästä typestä huuhtoutuu vesistöihin vuosittain. Huuhtoutuneesta typestä vapautuu IPCC-ohjeiden mukaan ilmakehään 2,5 prosenttia dityppioksidina (vaihteluväli 0,2-12 prosenttia). Myös kalankasvatus aiheuttaa typpipäästöjä vesistöihin ja sitä kautta dityppioksidipäästöjä ilmakehään. Näiden päästöjen osuus inventaarissa on arvioitu pieneksi (luokkaa 0,003 Tg CO2- ekv./vuosi) ja päästöt on ilmoitettu jätehuollon päästöinä. Tästä syystä kyseisiä päästöjä ei ole käsitelty tässä tarkemmin eikä lukuja ole otettu mukaan esitettyihin yhteenvetoihin. ** Puristekalkin kosteuden on oletettu olleen 33 prosenttia koko ajanjakson ajan (Pentti Suominen, Sucros Oy, 25.3.1999)
12 Maan viljely (erityisesti maan muokkaus) lisää mikrobitoimintaa maaperässä ja voi tätä kautta aiheuttaa dityppioksidipäästöjä myös lannoittamattomissa viljelysmaissa. IPCC-ohjeiden mukaan tämä dityppioksidipäästöjä mahdollisesti lisäävä vaikutus otetaan huomioon ainoastaan eloperäisten maiden osalta. IPCC-ohjeissa annettu oletuspäästökerroin on 5 kg N 2 O-N/ha. Suomalaisen ilmakehän tutkimusohjelman (SILMU:n) tutkimuksissa esitetyn päästöarvion mukaan päästökerroin olisi noin 8 kg N 2 O-N/ha, myös uudemmissa tutkimuksissa on saatu tätä tukevia tuloksia (Klemedtsson ym. 1999). Tässä annetut päästöt on laskettu käyttäen päästökertoimena 8 kg N 2 O-N/ha. Kasvintuotannon dityppioksidipäästöt (keskimääräisillä päästökertoimilla ja lähtötietoarvoilla lasketut) on annettu taulukossa 4. Dityppioksidipäästöjen arvioinnin epävarmuudet ovat suuret, ja eri tekijöiden, kuten ilmaston sekä viljelysolosuhteiden ja lannoituskäytännön, vaikutuksia päästöjen suuruuteen ei tunneta hyvin. IPCC-ohjeiden maatalouden dityppioksidipäästöjen arviointimenetelmien taustatiedot ovat suurelta osin peräisin Alankomaissa, Yhdysvalloissa ja Japanissa tehdyistä tutkimuksista. Suomen maatalous, maaperä ja ilmasto-olosuhteet ovat hyvin erilaiset näihin maihin nähden, ja siksi suomalaisen tutkimustiedon hankkiminen ja lisääntyvä hyödyntäminen päästöarvoissa olisi tärkeää. Taulukko 4. Arvioidut maatalousmaan dityppioksidipäästöt (Gg N 2 O/vuosi) Suomessa 1990-1999. Päästölähde 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 Väkilannoitus 4,5 4,0 3,2 3,3 3,3 3,8 3,5 3,3 3,3 3,2 Lannan levitys 1,1 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 0,9 0,9 Puhdistamolietteen 0,04 0,03 0,03 0,03 0,04 0,04 0,05 0,04 0,04* 0,04* levitys Kasvinjätteiden muokkaus maahan 0,9 0,7 0,6 0,7 0,7 0,7 0,8 0,8 0,6 0,6 Biologinen typen sidonta 0,01 0,04 0,04 0,04 0,02 0,02 0,02 0,02 0,01 0,01 Eloperäisten maiden 4,4 4,4 4,4 4,3 4,3 3,9 3,9 3,9 3,8 3,8 viljely Epäsuorat päästöt typen 1,8 1,6 1,4 1,4 1,4 1,6 1,5 1,4 1,6 1,5 huuhtoutumisesta vesistöihin Yhteensä Gg N 2 O/vuosi 12,8 11,8 10,6 10,9 10,8 11,1 10,7 10,4 10,2 10,4 Tg CO 2 -ekv./vuosi 4,0 3,7 3,3 3,4 3,3 3,4 3,3 3,2 3,2 3,2 * perustuvat vuoden 1997 tietoihin 3.1.3 Maatalousmaan metaanipäästöt Maatalouden määrälliset vaikutukset ilmakehän metaanipitoisuuteen tunnetaan huonosti. Maaperän mikrobit hapettavat luonnostaan metaania hiilidioksidiksi ja vedeksi, ja erittäin tehokas tämä prosessi on metsämaissa. Metsien raivaamisen viljelykseen ja typpilannoitteiden käytön on todettu vähentävän maaperän metaanin ottoa ja paikallisesti voi viljelysmailla esiintyä jopa metaanipäästöjä. Määrällistä arviota metaaninoton vähentymisestä on vaikea tehdä, eikä siitä ole arviota Suomen osalle. Eloperäisten maiden viljelystä Suomessa on arvioitu vapautuvan metaania noin 0,02 Tg CO 2 -ekv. vuodessa (Kuusisto ym. 1996). Päästöt ovat hyvin epävarmat ja merkityksettömän pienet
13 verrattuna esimerkiksi luonnontilaisten soiden metaanipäästöihin. Metaanipäästöjä ei ole ilmoitettu Suomen virallisissa inventaareissa. 3.2 Kotieläintuotanto Kotieläintuotannon merkittävimmät päästöt ovat eläinten ruoansulatuksesta aiheutuvat metaanipäästöt. Kotieläinten lannankäsittelystä aiheutuu sekä metaani- että dityppioksidipäästöjä. 3.2.1 Kotieläinten ruoansulatuksen metaanipäästöt Metaanin muodostumiseen vaikuttavat useat tekijät: eläinlaji, eläimen ikä, kunto, paino ja energiankulutus sekä ruokinnan määrä ja laatu. Tehokkaalla ruokinnalla pystytään päästöjä tuotettua liha- tai maitokiloa kohti vähentämään, vaikka päästöt eläintä kohti kasvavatkin. Suomen nautaeläinten päästöt on laskettu IPCC-ohjeissa annetun yksityiskohtaisen menetelmän (Tier 2) avulla (tarkempi kuvaus Houghton ym. 1997 ja Pipatti ym. 2000). Menetelmä tarjoaa mahdollisuuden useimpien, joskaan ei kaikkien vaikuttavien tekijöiden huomioon ottamiseen päästöjä arvioitaessa. Arvioinnissa tarvitaan paljon erilaisia lähtötietoja (mm. eläinten keskimääräiset elopainot ja päivittäinen painonlisäys, laidunkauden pituus, tietoa ruokinnasta ja lypsy- ja emolehmien tuottamien vasikoiden määrästä). Lähtötiedot on saatu maa- ja metsätalousministeriön tietopalvelukeskuksesta (TIKE), Maatilatilastollisesta vuosikirjasta (1998) ja kotieläintuotannon asiantuntijoilta. Arvioidut kotieläinten ruoansulatuksesta aiheutuvat päästöt on annettu taulukossa 5. Taulukosta käy ilmi, että yli 90 prosenttia päästöistä tulee nautaeläinten ruoansulatuksesta. Nautaeläimistä puolestaan lypsylehmät ovat merkittävin päästöjen aiheuttaja; ne aiheuttavat yksistään yli puolet kaikkien kotieläinten päästöistä. Taulukko 5. Kotieläinten ruoansulatuksen arvioidut metaanipäästöt (Gg CH 4 /vuosi) eläinryhmittäin Suomessa 1990-1999. 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 Lypsylehmät 47,6 43,7 42,1 42,3 42,3 41,0 40,5 41,2 40,5 40,1 Emo- ja imettäjälehmät 0,9 1,4 1,8 2,2 2,2 1,9 2,1 2,1 2,0 2,0 Sonnit yli 1v 9,0 8,7 8,6 8,4 8,6 6,6 6,9 7,2 6,9 7,1 Hiehot 13,4 13,1 12,9 13,3 13,2 11,6 12,3 12,1 11,7 11,5 Vasikat < 1v 12,2 12,2 11,6 11,0 10,7 10,6 10,2 10,1 10,0 9,5 Nautaeläimet yhteensä 83,1 79,0 77,1 77,1 76,9 71,6 72,0 72,7 71,1 70,2 Siat 2,1 2,0 1,9 1,9 1,9 2,1 2,1 2,2 2,1 2,0 Lampaat 0,8 0,9 0,9 1,0 1,0 1,3 1,2 1,2 1,0 0,9 Vuohet 0,03 0,03 0,02 0,02 0,03 0,03 0,03 0,04 0,04 0,04 Hevoset 0,8 0,8 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 1,0 1,0 1,0 Päästöt yhteensä Gg CH 4 /vuosi 86,9 82,7 80,8 80,9 80,7 75,9 76,2 77,1 75,3 74,0 Tg CO 2 -ekv. /vuosi 1,8 1,7 1,7 1,7 1,7 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6
14 3.2.2 Lannankäsittelyn metaani- ja dityppioksipäästöt Lannan varastoinnin ja käsittelyn metaani- ja dityppioksidipäästöihin vaikuttavat monet tekijät, kuten: lannan määrä ja laatu (haihtuvien kiinteiden aineiden määrä ja lannan typpipitoisuus), joihin vaikuttavat mm. eläinlaji, eläimen koko ja ruokinta lannankäsittelymenetelmä; lietelannan metaanipäästöt ovat merkittävästi suuremmat kuin kuivikelannan; dityppioksidipäästöjen suhteen tilanne on päinvastainen ilmasto; lämpötila ja sademäärä vaikuttavat merkittävästi lannan metaanipäästöihin, lämmin ja kostea ilmasto lisää päästöjä. Ilmaston vaikutukset lannankäsittelyn dityppioksidipäästöihin tunnetaan huonosti eikä niiden huomioon ottamiseksi laskennassa ole menetelmiä käytössä. Lannankäsittelyn metaanipäästöt laskettiin IPCC-ohjeiden antaman yksityiskohtaisemman Tier 2- menetelmän avulla ja dityppioksidipäästöt kyseisten ohjeiden eri lannankäsittelymenetelmille antamien oletuspäästökertoimien avulla. Dityppioksidipäästöt laskettiin myös laiduntamisesta aiheutuville typpihuuhtoumille vesistöihin. Tietoa lannankäsittelymenetelmistä ja lannan typpisisällöstä Suomessa saatiin Suomen ympäristökeskuksesta ja Maaseutukeskusten Liitosta, joka on kerännyt tietoa lannankäsittelymenetelmistä maatilojen ympäristönhoitosuunnitelmista (1990-1992) ja maatalouden ympäristötukijärjestelmän edellyttämistä ympäristönhoito-ohjelmista (1995-1997) (MKL 1993; Seppänen & Matinlassi 1998). Suomen 2200 turkistarhalta vapautuu metaania arviolta noin 300 tonnia eli 0,3 Gg vuodessa (0,08 kg CH 4 /eläin/vuosi). Määriä ei ole otettu huomioon Suomen inventaareissa, kuten ei myöskään turkistarhojen lannankäsittelyn N 2 O-pääsöjä. Turkistarhauksen suurin ympäristöhaitta on väkevän lannan aiheuttama pinta- ja pohjavesien likaantuminen. Tarhojen vesiensuojelutoimenpiteet vähentävät myös kasvihuonekaasupäästöjä arviolta 30-50 prosenttia 5-10 vuodessa. Arvioidut lannankäsittelyn metaanipäästöt on esitetty taulukossa 6 ja dityppioksidipäästöt taulukossa 7.
15 Taulukko 6. Kotieläinten lannankäsittelyn arvioidut metaanipäästöt (Gg CH 4 /vuosi) eläinryhmittäin Suomessa 1990-1999. 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 Lypsylehmät 3,1 2,9 2,8 2,8 2,8 3,0 2,9 3,0 3,0 2,8 Emo- ja 0,02 0,03 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,05 0,04 0,04 imettäjälehmät Sonnit yli 1v 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Hiehot 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 Vasikat < 1v 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,6 0,5 0,5 0,5 0,5 Nautaeläimet yhteensä 4,8 4,5 4,4 4,4 4,4 4,6 4,6 4,7 4,6 4,4 Siat 3,9 3,7 3,6 3,5 3,6 4,7 4,7 4,9 4,7 4,6 Lampaat 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,03 0,03 0,03 0,02 0,02 Vuohet 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 Hevoset 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 Siipikarja 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,9 0,9 0,9 1,0 1,0 Yhteensä Gg CH 4 /vuosi 9,5 9,0 8,8 8,7 8,8 10,3 10,3 10,7 10,4 10,0 Tg CO 2 -ekv./vuosi 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 Taulukko 7. Arvio lannan käsittelyn ja varastoinnin sekä laiduntamisen aiheuttamista dityppioksidipäästöistä (Gg N 2 O/vuosi) Suomessa 1990-1999. Päästölähde 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 Lannankäsittely ja varastointi: Lietelanta 0,04 0,04 0,03 0,03 0,03 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 Kuivikelanta 1,7 1,7 1,6 1,6 1,7 1,5 1,4 1,4 1,4 1,3 Laiduntaminen 0,7 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 Yhteensä Gg N 2 O/vuosi 2,4 2,4 2,3 2,3 2,3 2,1 2,1 2,1 2,0 1,9 Tg CO 2 -ekv./vuosi 0,8 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,6 0,6 3.3 Maatalouden ammoniakkipäästöistä aiheutuvat epäsuorat dityppioksidipäästöt Maatalouden kasvi- ja kotieläintuotannon ammoniakki- (NH 3 ) ja typenoksidi- (NO x ) päästöistä aiheutuva laskeuma lisää maaperän typpimäärää. IPCC-ohjeiden mukaan myös nämä päästöt tulee ottaa huomioon päästöarvioissa (päästökerroin näille nk. epäsuorille päästöille on yksi prosentti typpikuormitusta aiheuttavien päästöjen typpimäärästä). Epäsuorat dityppioksidipäästöt ovat koko 1990-luvun olleet noin 0,4 0,5 Gg N 2 O/vuosi (0,1 0,2 Tg CO 2 -ekv./vuosi).
16 3.4 Koneet ja energian kulutus 3.4.1 Koneet ja laitteet Työkoneiden kasvihuonekaasupäästöjen tarkastelu on jaettu maa- ja metsätalousministeriön ja ympäristöministeriön kesken siten, että maa- ja metsätalousministeriö vastaa varsinaisten maatalouden ja metsätalouden työkoneiden kaasupäästöjen selvittelystä ja ympäristöministeriö muiden työkoneiden ja asumiseen liittyvien kiinteistöjen hoitokoneiden sekä vapaa-ajankoneiden kaasupäästöjen selvittämisestä. Tämän työjaon mukaan maatalouden työkoneiden osuus vuoden 1999 kasvihuonekaasupäästöistä oli vajaa 40 prosenttia työkoneiden kokonaispäästöistä. Työkoneita koskevien laskelmien lähtöolettamukset ja laskentamenetelmät ovat samat kuin ympäristöministeriön laskelmissa. Tulevaisuudessa maatalouden työkoneiden suhteellisen osuuden odotetaan pienenevän maataloudessa tapahtuvien muutosten vuoksi Päästömäärien selvityksestä on käytännössä vastannut VTT:n Yhdyskuntatekniikka, joka on kehittänyt yleisen työkoneiden päästölaskentamallin (TYKO) (Mäkelä 2000 ja Mäkelä ym. 2000). Laskentamallin perustana on käytetty mm. Purasen (1992) Tampereen teknillisen korkeakoulun konetekniikan osastolla tehtyjä tutkimuksia. Laskentamalliin ovat sen kehittämisen aikana tutustuneet useat työkonealan asiantuntijat. TYKO -päästölaskelmamalliin voi tutustua tarkemmin internet-osoitteessa: http://www.vtt.fi/yki/tyko/malli.htm. Työkoneiden yhteismäärä Suomessa on noin 2 miljoonaa kappaletta, joista maatalouden ja metsätalouden säännöllisessä käytössä olevien koneiden osuus on noin 200 000 kappaletta (taulukko 8). Suurimman koneryhmän muodostavat maataloustraktorit, mutta huomattavan iso on myös muiden traktoreiden nimikkeellä kirjattujen työkoneiden ryhmä, joiden lukumäärän on arvioitu edelleen kasvavan voimakkaasti 2000-luvun alussa. Nämä ovat pääosaltaan vanhoja maataloustraktoreita, joiden taloudellinen käyttöikä on jo päättynyt, mutta tekninen kunto ja varustelu on edelleen sellainen, että niitä voidaan käyttää esimerkiksi kevyissä kuljetustehtävissä, kiinteistön hoitotöissä ja lumitöissä. Näiden traktoreiden vuotuinen käyttömäärä on kuitenkin vähäinen. Ajan myötä yli-ikäisten traktoreiden käyttö päättyy varaosien loputtua ja ne korvautuvat uudemmilla vanhoilla koneilla. Kolmannen maatalouskoneiden pääryhmän muodostavat leikkuupuimurit. Metsätraktoreita ja hakkuukoneita (Moto) oli 1999 noin 4 300 kappaletta. Taulukko 8. Maatalous- ja metsätalouskoneiden määrät 1990 ja 1999 ja arvioitu kehitys vuoteen 2020. Koneryhmä Lukum. kpl Keskim. nimellisteho kw 1990 1999 2010 2020 Lukum. Keskim. Lukum. Keskim. Lukum. kpl nimellisteho kpl nimellisteho kpl Keskim nimellisteho kw kw kw Maataloustraktorit 231 668 50 170 022 63 112 977 74 102 235 74 Muut traktorit 63 697 49 140 530 52 222 796 52 253 916 52 Leikkuupuimurit 40 972 57 28 769 65 20 694 89 21 691 89 Yhteensä 336 337 339 321 356 467 377 842 Metsätraktorit 2 127 78 2 291 105 2 152 105 2 089 105 Hakkuukoneet 1 579 103 1 980 130 2 015 125 2 015 125 Yhteensä kpl 3 706 4 271 4 167 4 104 Maataloustraktorit ja leikkuupuimurit ovat kaikki dieselmoottorilla varustettuja, samoin metsätraktorit ja hakkuukoneet. Muiden traktoreiden joukossa pieni osa vanhoista koneista on
17 bensiinikäyttöisiä. Maataloudessa käytetään lisäksi ajettavia sadonkorjuukoneita (esimerkiksi marjanpoimintakoneita, sokerijuurikkaannostokoneita, tarkkuussilppureita), joiden kokonaismäärä on kuitenkin niin vähäinen, ettei niillä ole kasvihuonekaasupäästöjen kannalta merkitystä. 3.4.2 Energian kulutus Maatalouden energian kulutus ja siitä aiheutuvat kasvihuonekaasupäästöt lasketaan energiasektorin yleisiin päästöihin. Tässä raportissa esitetään kuitenkin arviot maatalouden energian kulutuksesta eri kohteissa. Lämminilmakuivurit ovat maatilojen suurin lämpöenergiaa käyttävä laiteryhmä. Maatalouslaskennan mukaan Suomessa oli 1.6.1990 35 389 lämminilmakuivuria, joista lähes 3000 oli yhteiskäytössä ja 26 364 kylmäilmakuivuria, joista vajaa 200 oli yhteiskäytössä. Lämminilmakuivureiden pääasiallisin polttoaine on kevyt polttoöljy. Vielä 1990-luvun alkupuolella käytettiin jonkin verran myös kotimaisilla polttoaineilla (hake) toimivia kuivurinuuneja, mutta niiden määrä on vähentynyt. Öljypolttimen lisäksi kuivaamon kiinteät laitteet (kuljettimet, esipuhdistin, puhallin, savukaasuimuri, pölynimuri ja valaistus) tarvitsevat sähköenergiaa. Kylmäilmakuivurit ovat yleensä tasapohjaisia varastokuivureita. Kuivuri täytetään ruuvikuljettimella tai elevaattorilla ja voidaan tyhjentää kuivauspuhaltimen ilmavirralla. Kylmäilmakuivuri toimii yleensä sähkömoottorikäyttöisellä potkuripuhaltimella, mutta suurissa kuivureissa voi käyttövoimana olla myös dieselmoottori. Viljan kuivauksen energian kulutusta ei erikseen ole tilastoitu, mutta satomäärien ja kuivuritutkimusten tulosten perusteella voidaan laskea vuosikulutuksen suuruusluokka. Viljasato oli 1990 yhteensä 4 146 milj. kg. Kylmäilmakuivureiden yhteinen tilavuus oli saman vuonna maa- ja metsätalous-ministeriön tietopalvelukeskuksen julkaisemattomien maatalouslaskennan tulosten mukaan 1 356 150 m3. Keskimääräisten tilavuuspainojen mukaan laskettuna viljasadosta on 1 220 milj. kg pystytty kuivaamaan kylmäilmakuivureilla. Lämminilmakuivureilla olisi siten kuivattu 2 926 milj. kg viljaa. Samana vuonna kuivattiin lisäksi 3 milj. kg hernettä ja 117 milj. kg öljykasvien siemeniä. Jos lasketaan herne- ja öljykasvisatokin kuivatuksi lämminilmakuivureilla, olisi niillä kuivattu satomäärä ollut yhteensä 3 046 milj.kg. Työtehoseuran käyttämien normiarvojen mukaan kuluu pystyelevaattorilla varustetussa siilokuivurissa keskimäärin kevyttä polttoöljyä 1 t 42,9 viljatonnia kohti eli 27,4 l/ilmakuiva viljatonni kuivattaessa viljaa 28 prosentin alkukosteudesta 14 prosentin loppukosteuteen (Kallio- Mannila ym. 1978). Lämminilmakuivureiden kevyen polttoöljyn kulutus olisi tämän mukaan ollut 1990 yhteensä 83,5 milj. litraa. Vertailun vuoksi voidaan todeta edellä mainittujen normiarvojen mukaan lämminilmakuivauksen kokonaisenergiatarpeen olevan 0,29 kwh/viljakilo, kun kylmäilmakuivurin energiatarve on vain 0,08 kwh/viljakilo. Satomäärien ja korjuuajan sääolojen vaihtelut aiheuttavat huomattavia vuosittaisia eroja viljan kuivaustarpeessa. Jos viljan viljelyala Suomessa kehittyy tässä selvityksessä myöhemmin arvioidulla tavalla (maaseutusopimusjärjestelmän mukaisesti), olisi lämminilmakuivaukseen käytettävän kevyen polttoöljyn edellä mainittujen normiarvojen mukaan laskettu kulutus vuosina 1990 2020 taulukon 9 mukainen. Viljasato oli 1990 ennätysmäisen hyvä. Vastaavasti 1999 satomäärä oli pieni ja se pystyttiin korjaaman edullisissa oloissa. Laskelmassa on arvioitu, että sadosta kylmäilmakuivureilla kuivattava osuus pysyy lähes samana kokonaissadon laskiessa viljelyn intensiteetin alentuessa. Laskelmassa on edellytetty öljykasvien ja herneen viljelyalan ja kuivaustarpeen pysyvän entisenä. Taulukosta näkyy selvästi kuinka suuria vuosittaiset
18 kuivaukseen kuluvat kevyen polttoöljyn määrät saattavat olla. (vuosien 1990 ja 1999 luvut perustuvat todellisiin satotietoihin). Taulukko 9. Arvio viljankuivureiden kevyen polttoöljyn kulutuksesta (m 3 /vuosi)1990 2020 1990 1999 2010 2020 Vilja-ala 1 000 ha 1 251 1 134 1 180 1 040 Öljykasvi- ja herneala 1 000 ha 68 68 68 68 Viljasato milj. kg 4 146 2 836 3 000 2 600 Öljykasvi- ja hernesato milj. kg 95 95 95 95 Kuivaus kylmäilmakuivureissa milj. kg 1 220 1 200 1 200 1 200 Kuivaus lämminilmakuivureissa milj. kg 3 046 1 731 1 895 1 495 Kevyen polttoöljyn kulutus m 3 83 500 47 400 51 900 41 000 Maatalouden muuhun kuin koneiden polttoaineena käytettävään energian kulutukseen kuuluvat rakennusten lämmitykseen, ilmanvaihtoon ja ilmastointiin, rakennusten kaluston ja koneiden, sekä tuotteiden varastointiin ja jäähdytykseen käytettävä energia. Lämmitykseen voidaan käyttää useita energialähteitä, mutta muuhun tarkoitukseen käytetään nykyisin lähes yksinomaan verkosta saatavaa sähköenergiaa, sillä jakeluverkosto kattaa käytännöllisesti katsoen koko maan. Vesivoimaa, maalämpöä, tuuli- ja aurinkoenergiaa käytetään maatiloilla lähinnä lisäenergiana ja kokonaisuuden kannalta hyvin vähän. Energia-alan Keskusliiton Finenergyn tilastojen ja ennusteen (2000) mukaan sähköntarve on Suomessa kasvanut 1990-luvulla 62 miljardista kilowattitunnista 78 miljardiin kwh:iin (Taulukko 10). Sähkön kulutuksen arvioidaan kasvavan samansuuntaisesti myös 2000-luvun alussa. Maatalouden sähkön kulutus on kasvanut samassa suhteessa kuin kokonaiskulutuskin ja sen osuus on pysynyt kolmen prosentin suuruisena kokonaiskulutuksesta. Tämän kehityksen arvioidaan jatkuvan myös 2000-luvulla (http://www.energia.fi).
19 Taulukko 10. Sähkön kulutus (TWh/vuosi) vuosina 1990 1999 ja ennuste kulutuksesta 2010 ja 2020. Vuosi 1990 1999 2010 2020 Koko maa 62 78 92 101 Maatalous 1,86 2,34 2,76 3,06 Sähkön käyttö lisääntyi 1990-luvun lopulla eniten palveluiden ja julkisen kulutuksen sekä teollisuuden aloilla. Sähkön käytön tehokkuus on parantunut vähitellen, mikä on erityisesti parantuneen rakennus- ja säätötekniikan sekä sähköllä toimivien laitteiden tekniikan kehittymisen ansiota. Maatilojen rakennusten lämmityksen energia kulutuksesta ei ole saatavissa tarkkoja rakennuskohtaisia tietoja. Maatalouden rakennuskannan ja 1990-luvun keskimääräisen lämmitysenergian kulutuksen perusteella on laskettu taulukossa 11 esitetyt kulutusluvut. Kevyellä polttoöljyllä on laskettu lämmitettävän 10 prosenttia asuinrakennuksista ja lypsykarjarakennuksista, 50 prosenttia sikaloista ja siipikarjarakennuksista sekä muista rakennuksista, joita ovat tekniset tilat, korjaamo- ja huoltotilat, sadonkäsittelytilat ja varastot ym. aputilat. Viljan lämminilmakuivurit ja kasvihuoneet eivät ole mukana näissä laskelmissa. Suurin osa maatilojen rakennuksista lämmitetään kotimaisella energialla, jonka osuus asuinrakennusten lämmityksessä on 50 prosenttia ja lypsykarjarakennusten lämmityksessä 70 prosenttia. Sikaloista ja siipikarjarakennuksista lämmitetään 40 prosenttia puulla. Yleistä on myös sähkölämmitys, jota käytetään yleisesti kotimaisen energian yhteydessä täydentävänä lämmitysmuotona. Lämmityssähkön kulutus on laskettu mukaan maatalouden sähkön kokonaiskulutukseen. Taulukko 11. Öljylämmitteisten maatilarakennusten arvioitu lämmitysenergian kulutus (GWh/vuosi). Vuosi 1990 1998 2010 2020 Asuinrakennukset 303,3 226,0 105,0 93,3 Lypsykarjarakennukset 11,0 7,0 4,6 3,8 Sikalat 59,4 45,0 40,7 38,2 Siipikarjarakennukset 16,7 10,0 5,3 4,6 Muut rakennukset 36,0 25,0 12,5 11,1 Kevyen polttoöljyn kulutus yht. 426,4 313,0 168,1 151,0 Kevyen polttoöljyn kulutus m3 41 804 30 687 16 480 14 804 Kasvihuoneviljely on hyvin energiavaltaista. Kasvihuoneiden energian käytön tehokkuus parani merkittävästi 1980-luvulla ns. toisen energiakriisin johdosta tehdyn kehitystyön seurauksena. Merkittävimmät säästöt saatiin rakenteellisilla muutoksilla: perustusten lämpöeristyksellä, kerroslevykatteilla, kaksoismuovikatteilla, lämpöverhoilla ja rakennuspaikan valinnalla sekä kasvustorivien sijoittelulla. Kasvihuonetekniikassa integroidun huonekohtaisen säätöautomatiikan, yleistyminen sai aikaan kokonaisenergiataloudellisesti huomattavia säästöjä. Maatilatalouden energiatoimikunnan laskelmien mukaan (1981) silloisella uudella rakennus- ja hoitotekniikalla oli koekohteissa saatujen tulosten perusteella saavutettavissa 50 prosentin säästö energiakustannuksissa sen aikaisiin tavallisiin lasikatteisiin kasvihuoneisiin verrattuna.
20 TIKEn puutarhayritysrekisterin (1999) mukainen kasvihuoneviljelyn volyymi ja energian kulutus sekä arvio kasvihuoneviljelyn kehityksestä esitetään taulukossa 12. Taulukko 12. Kasvihuoneviljelmien viljelyalat sekä lämmitysenergian kulutus1991 ja 1998 ja arvio vuosina 2010 ja 2020. 1991 1998 2010 2020 Viljelyala ha 412 425 350 320 Kevyt polttoöljy m 3 53 892 72 834 37 540 28 716 Raskas polttoöljy t 75 840 55 594 43 094 38 094 Antrasiitti t 207 - - - Kivihiili t 10 086 7 354 3 000 - Turve m 3 41 240 44 410 60 000 80 000 Hake m 3 12 000 14 700 20 000 20 000 Maakaasu 1000 m 3 17 326 17 776 15 000 15 000 Sähkö MWh 52 280 172 040 280 000 320 000 Nestekaasu t 118 6 098 5 000 5 000 Kaukolämpö MWh 161 612 80 917 60 000 50 000 Kasvihuoneviljelmien lukumäärä on 1990-luvulla laskenut vähitellen, mutta viljelypinta-ala on lievästi noussut. Viljelmien koko on kasvanut ja tuotantokausi pidentynyt. Tämän kehityksen Kauppapuutarhaliitto arvioi jatkuvan. Polttoöljyjen hinnan nousun vuoksi niiden käyttö lämmitysenergiana vähenee kotimaisen polttoaineen ja sähkön kokonaiskulutuksen kasvaessa. Kivihiilen käyttö supistuu edelleen. Maakaasun käyttö jatkuu niillä alueilla, joilla se jakeluverkoston vuoksi on mahdollista. Samoin kaukolämmön käyttö jatkuu energian hintatason ja satavuuden mukaisesti. Energialähteiden jakautuma 2000-luvun alkupuolella on arvioitu energian tuotannon ja talouden kehityksen perusteella. Kasvihuonetuotannon tehokkuus kasvaa viljelypinta-alan pienentyessä, mutta nykyinen tuotanto voidaan ylläpitää pienemmällä pintaalalla. Entistä suurempi osa tuotannosta on ympärivuotista. Energiasta yhä suurempi osa on sähköä, jota hyödynnetään valona ja lämpönä, jolloin varsinaisen lämmitysenergian käyttö vähenee. Maakaasuverkoston lisärakentaminen ja kaasun saatavuus, öljyn hintakehitys, sähkön tuotantokapasiteetti ja hinta sekä energiamarkkinoiden ulkoinen ohjaus vaikuttavat energiamuotojen kehitykseen ja kotimaisten polttoaineiden käytön osuuteen. 3.5 Yhteenveto kasvin- ja kotieläintuotannon kasvihuonekaasupäästöistä 1990-1999 Maaperän ja vesistöjen sekä lannankäsittelyn dityppioksidipäästöt muodostavat merkittävimmän osan Suomen maatalouden raportoiduista päästöistä, yhteensä noin 50 prosenttia. Väkilannoituksen sekä lannan käsittelyn ja levityksen päästöjen merkitys on samansuuruinen. Eloperäisten maiden viljelystä aiheutuvat kasvihuonekaasupäästöt (hiilidioksidi ja dityppioksidi, vähäisemmässä määrin metaani) muodostavat arvioiden mukaan merkittävän osan maatalouden kasvihuonekaasupäästöistä Suomessa. Maatalouden nykyisistä päästöistä noin kolmannes on peräisin eloperäisiltä viljelymailta. Arviot ovat epävarmoja, koska ominaispäästöjen suuruus tunnetaan huonosti. Tutkimus päästökerrointen suuruudesta Suomen oloissa olisikin ensisijaisen tärkeää.