TURPEEN ENERGIAKÄYTÖN KASVIHUONEVAIKUTUS ELINKAARINÄKÖKULMASTA – Alustavat tulokset

1. TURPEEN ENERGIAKÄYTÖN KASVIHUONEVAIKUTUS ELINKAARINÄKÖKULMASTA– Alustavat tulokset Johanna Kirkinen ja Ilkka Savolainen 21.3.2006

2. TAVOITTEET • Arvioidailmastolle ystävällisin turve-energian hyödyntämisketju elinkaarinäkökulmasta. • Arvioida tulosten herkkyyttä ja epävarmuutta. • Verrata turve-energian kasvihuonevaikutusta fossiilisten polttoaineiden kasvihuonevaikutukseen.

3. KASVIHUONEVAIKUTUKSEN ARVIOINTI • SÄTEILYPAKOTE: • Kasvihuonevaikutuksen indikaattori. • Kuvaa lämmitysvaikutusta (maapallolle tulevan ja sieltä lähtevän säteilyn epätasapainoa), joka lämmittää maan pintaa ja troposfääriä (ilmakehän alin osa). • Täsmällisempi kuin ns. globaali lämmityspotentiaali (Global Warming Potential, GWP-kertoimet). • Ottaa huomioon hiilen kierron ja CH4 poistumisen ilmakehästä. • Ottaa huomioon päästöt ja kaasujen poistumisen ilmakehästä ajan funktiona.

4. KASVIHUONEVAIKUTUKSEN ARVIOIMINEN • ELINKAARIARVIOINTI (LCA - LIFE CYCLE ASSESSMENT) (ISO 14040) • LCA:ssa tarkastellaan tuotteen ympäristövaikutuksia koko sen elinajalta eli "kehdosta hautaan". • LCA:n vaiheet: • Tavoitteiden ja soveltamisalan määrittely, inventaarioanalyysi, vaikutusarviointi ja tulkinta (kriittinen tarkastelu ja raportointi). • Tämä tutkimus tarkastelee kasvihuonevaikutusta (muita ympäristövaikutuksia ei ole otettu huomioon). • CO2, CH4 ja N2O -päästöt ja myös mahdolliset nielut on otettu huomioon.

5. TURVE-ENERGIAN HYÖDYNTÄMISKETJUN KASVIHUONEVAIKUTUKSEN LASKEMINEN Kasvihuonevaikutus I laskettiin seuraavalla kaavalla: missä IP on tuotantoketjun päästöjen aiheuttama kasvihuonevaikutus ja IR on referenssitilan päästöjen/nielujen aiheuttama kasvihuonevaikutus. Tällä tavoin me voimme ottaa huomioon päästöt/nielut alkutilanteesta ja tarkastella kuinka tilanne muuttuu, jos suoalue otetaan turvetuotantoon ja turvevarat hyödynnetään.

6. TURPEEN HYÖDYNTÄMISKETJUT

7. YLEISTÄ • Tiedot päästöistä ja nieluista saatiin turvetutkimusohjelmasta sekä uusimmista CRF-taulukoista (Tilastokeskus). • Verrattavuus saavutettiin määrittelemällä toiminnallinen yksikkö (päästöt per tuotettu energiamäärä). • Laskennassa käytetyt oletukset ja määritykset: • 1 PJ energiaa tuotettiin jokaisessa energiantuotantoketjussa • Turpeen tuotanto kestää 20 vuotta • Turpeen tuotantoalueen jälkikäsittely kestää 100 tai 300 vuotta turvetuotannon aloittamisesta • Turvekerros on 2 m korkea • Turvesuon energiasisältö hehtaarilla on 9400 MWh

8. TURPEEN ELINKAAREN VAIHEET JA NIIDEN KASVIHUONEKAASUDYNAMIIKKA • Tuotantovarojen päästöt ja nielut: • Aapasuo: • Hiilinielu, metaanin lähde • Metsäojitettu suo: • Hiilidioksidin lähde • Suopelto: • Hiilidioksidin ja typpioksiduulin merkittävä lähde, vaatimaton metaaninielu • Turvetuotantoalueen valmistelu tuotantoon: • Työkoneiden vähäisiä päästöjä (CO2, N2O) • Tuotantoalueen päästöt: • CO2 -päästölähde, vähäisiä CH4 päästöjä

9. TURPEEN ELINKAAREN VAIHEET JA NIIDEN KASVIHUONEKAASUDYNAMIIKKA • Turpeen tuotanto ja aumaus: • Työkoneista CO2 päästöjä • Turve hajoaa aumoissa -> CO2 päästöjä • Poltto: • Turve-energian elinkaaren vaiheista suurin päästölähde (90 %) • Merkittävät CO2, CH4 ja N2O päästöt • Turvetuotantoalueen pohjan jälkikäsittely turvetuotannon jälkeen: • Metsittäminen: • Jäännösturpeen hajoaminen tuottaa CO2 päästöjä • Hiilen sitoutuminen kasvavaan biomassaan • Soistaminen: • CO2 nielu ja CH4 päästölähde

10. Visio ketju (suopelto – metsittäminen) • Turve tuotetaan suopellolta. • Suopellon hyödyntäminen pysäyttää referenssitilanteen merkittävät päästöt. • Turve tuotetaan uudella tuotantomenetelmällä (biomassakuivuri). • 1 PJ voidaan tuottaa yhdessä vuodessa (tuotantoaika vähenee 20 vuodesta yhteen). • Turvetuotantoalueen päästöt hyvin pienet. • Vain vähäisiä päästöjä työkoneista ja aumoista. • Polton päästöt ovat pienemmät. • CO2 päästöt arvioitu pienemmiksi kuivemman polttoaineen johdosta (kosteus 50 → 30 %) → CO2 päästökerroin 3 % pienempi. • CH4 ja N2O päästökertoimet pienemmät parannetun polttotekniikan ansiosta. • Metsittämis-vaiheessa jäännösturpeen määrä erittäin pieni.

11. TULOKSET

12. TULOKSET

13. TULOKSET

14. TULOKSET

15. TULOKSET

16. TULOKSET

17. HERKKYYSTARKASTELU • Auttaa tunnistamaan ne tekijät, jotka: • Vaikuttavat eniten turve-energian elinkaaren kasvihuonevaikutuksen muodostumisessa. • Tarvitsevat lisätutkimuksia ja mittauksia. • Herkkyysanalyysin perusteelle seuraavat tekijät tarvitsevat tarkempaa huomiota ja mittauksia: • Turvetuotantovarojen päästöt (referenssitilat). • Metsittäminen (erityisesti jäännösturpeen määrä ja hajoamisnopeus). • Soistaminen (tiedot CO2 nielusta ja CH4 päästöistä). • Polton N2O päästöt. • Turvetuotantoalueen päästöt.

18. POHDINTA • Elinkaarinanalyysi tutkimuksen lähestymistapana • Tarkastelee päästöjä ja nieluja tietyn ajan yli • UNFCCC:lle tehtävä kasvihuonekaasuinventaario • Tähtää yhden vuoden (raportointivuoden) päästöjen ja nielujen realistiseen arvioon → Elinkaarianalyysi ja inventaario lähestymistapana ovat erilaisia ja eivät sovi yhteen!

19. POHDINTA • Kuinka pitkät ajanjaksot tulee huomioida? • Epävarmuus kasvaa ajan myötä: • Turpeen tuotannon ja polton kasvihuonevaikutus 20 ensimmäisen vuoden ajalta tiedetään parhaiten. • Referenssitilojen on arvioitu kestävän jopa 300 vuotta. • Määritelmien ja tarkastelun rajojen sopiminen: • Esim. Hiilen sitoutuminen kasvavaan biomassaan. • Vertailu aiempiin tutkimuksiin • Hillebrand 1993, Savolainen et al. 1994, Uppenberg et al. 2001, Nilsson & Nilsson 2004. • Samanlaiset menetelmät. • Eroavaisuudet johtuvat määrittelyistä ja lähtötiedoista.

20. POHDINTA • Tulevaisuuden mielenkiintoisia tutkimusaiheita ovat: • Uusi turpeen tuotantomenetelmä "biomassakuivuri" ja kuinka se auttaa vähentämään turpeen tuotannossa syntyviä kasvihuonekaasupäästöjä. • Hylättyjen suopeltojen hyödyntäminen. • Viljan ja ruokohelven kasvattaminen turvetuotantoalueen pohjalla.

21. TULEVAT TUTKIMUKSET • Vertailututkimus ruotsalaisen ja suomalaisen tutkimuksen yhteneväisyyksista ja eroista • laskentaketjujen määrittely ja lähtöarvot • Jatkotutkimus energiaturpeen kasvihuonevaikutuksesta elinkaarinäkökulmasta • turve + energiapuu • turve + ruokohelpi • uusi turpeentuotantomenetelmä "biomassakuivuri" • eri maista tuotetun kivihiilen kasvihuonevaikutus

22. YHTEENVETO • Ilmastolle ystävällisin turpeen hyödyntämisketju elinkaarinäkökulmasta on suopelto - metsittäminen (suopelloista 67 000 ha on sopivaa turpeen tuotantoon). • Kasvihuonevaikutus muista turpeen hyödyntämisketjuista on likimain sama kuin kivihiilen hyödyntämisketjun kasvihuonevaikutus. • 'Metsäojitettu suo - metsitys' turpeen tuotantoketjun kasvihuonevaikutus ilman jäännösturvetta on sama kuin kivihiilen. • Uusilla turpeen tuotantoteknologiolla voidaan turpeen kasvihuonevaikutusta alentaa edelleen. • Herkyystarkastelun perusteella tuotantovarojen (referenssitilojen) päästökertoimet, metsittäminen (jäännösturpeen määrä ja hajoamaisnopeus) ja soistaminen tarvitsevat lisätutkimuksia. • Uusi tuotantomenetelmä "biomassakuivuri", joka mahdollistaa lyhyemmän tuotantoajan ja tuottaa kuivempaa turvetta tarvitsee lisähuomiota.

23. Kiitos huomiostanne! Kysymyksiä?