Biopolttoaineet eivät ole päästöttömiä: uusi menetelmä vaikutusten arviointiin

Ilmastonmuutoksen asiantuntija Johanna Kirkinen on tutkinut väitöstyössään VTT:llä erilaisten Suomessa käytettävien biomassa- ja turvepohjaisten polttoaineiden vaikutuksia ilmastonmuutokseen. Metsätähteiden vaikutus osoittautui pienimmäksi. Kirkinen esittää väitöksessään uuden ja poikkeuksellisen lähestymistavan polttoaineiden elinkaarilaskentaan kasvihuonevaikutusten arvioimiseksi.

Johanna Kirkinen esittää väitöstyönsä “Greenhouse impact assessment of some combustible fuels with a dynamic life cycle approach” Åbo Akademissa 10.6.2010 klo 12 (Piispankatu 8).

Ilmastonmuutoksen hillintä edellyttää roimaa kasvihuonekaasupäästöjen vähentämistä. Biomassapohjaiset polttoaineet nähdään yhtenä keinona päästövähennyksien saavuttamiseksi. Biopolttoaineet eivät kuitenkaan ole hiilineutraaleja tai päästöttömiä kuten usein luullaan. Ne aiheuttavat ilmakehää lämmittävän vaikutuksen, kun otetaan huomioon koko polttoaineen tuotannon ja käytön elinkaari. Polttoaineiden kasvihuonevaikutukset ja mahdolliset päästövähennykset onkin osoitettava selvästi ja kattavasti.

Kirkinen tutki väitöstyössään seuraavien polttoaineketjujen kasvihuonevaikutusta: metsätähteet, ruokohelpi, kivihiili, maakaasu ja turve. Tarkastellut diesel-polttoaineet olivat metsätähde- ja turvepohjainen Fischer-Tropsch-diesel, jatropha-diesel ja fossiilinen diesel. Väitöstyössä Kirkinen kehitti kasvihuonevaikutusten merkittävyyttä havainnollistavan Relative Radiative Forcing Commitment (RRFC) -arviointimenetelmän. Se osoittaa kasvihuonekaasujen lämmittävän vaikutuksen konkreettisena suhteena verrattuna polttoaineketjun tuottamaan energiaan.

Metsätähteellä pienin ilmastovaikutus

Metsätähteet aiheuttavat sadan vuoden aikajänteellä pienimmän ilmastovaikutuksen, mutta lämmittävät kuitenkin ilmakehää 20–40-kertaisesti verrattuna niistä saatuun energiamäärään. Ilmakehän lämpeneminen johtuu säteilypakotteesta, joka on seurauksena kasvihuonekaasupäästöjen aiheuttamasta kasvihuonekaasupitoisuuksien kasvusta. Ruokohelven vaikutus on hieman suurempi kuin metsätähteillä (ilmastovaikutus välillä 20–50). Maakaasu lämmittää ilmakehää 100–110-kertaisesti ja kivihiili 170–190-kertaisesti verrattuna niistä saatuun energiamäärään. Turpeen käyttö aiheuttaa kivihiiltä hiukan suuremman tai pienemmän kasvihuonevaikutuksen riippuen siitä, minkä tyyppiseltä turvemaalta se on peräisin.

Kirkisen väitöskirjan perusteella metsäenergian pysyminen selkeästi tärkeimpänä Suomen uusiutuvan energian lähteenä valtioneuvoston tulevaisuusselonteon skenaarioiden mukaisesti on hyvin perusteltua.

Ilmastovaikutuksen arvioinnin rooli kasvaa

Polttoaineiden vaikutus ilmastoon on tarkasteltava aina kokonaisvaltaisesti ottaen huomioon polttoaineketjun koko elinkaari sekä eri aikoina tapahtuvat päästöt. Kirkinen esittää väitöskirjassaan polttoaineiden elinkaaren kasvihuonevaikutusten arvioimiseksi uuden ja poikkeuksellisen lähestymistavan, joka huomioi maapallolta avaruuteen suuntautuvan lämpösäteilyn vähentymisen. Arviointimenetelmä on dynaaminen, ja sen avulla saadaan laskettua kasvihuonevaikutus kullekin tarkasteluvuodelle. Ilmastovaikutusta arvioitiin säteilypakotteella, joka sopii erityisen hyvin biomassapohjaisten polttoaineiden kasvihuonevaikutuksen arviointiin, kun päästöt ja/tai nielut tapahtuvat vuosikymmeniä kestävän ajanjakson kuluessa. Tämä on usein kyseessä muun muassa maankäytön ja siitä aiheutuvien päästöjen tapauksissa.

Jos ilmaston lämpeneminen halutaan pysäyttää 2–3 asteeseen, korostuu aikajänteiden huomioiminen kasvihuonevaikutusten arvioimisessa, sillä päästöjä pitää vähentää voimakkaasti jo seuraavien vuosikymmenten aikana. Näin ollen kasvihuonevaikutuksen ajoittumisella on tärkeä merkitys biopolttoaineiden kestävyyden arvioimisessa.

Tuotteiden ja palveluiden kasvihuonevaikutuksen arvioimisen ja raportoinnin rooli kasvaa, kun siirrytään kohti vähähiilistä yhteiskuntaa. Selkeää ja yksiselitteistä tietoa tarvitaan paitsi tehokkaiden ilmastonmuutoksen hillintästrategioiden tueksi myös tietoisuuden lisäämiseksi. Päästöjä ei pidä arvioida pelkästään pakoputken tai piipun päästä, vaan huomioiden tuotannon ja käytön kokonaisvaikutus ilmastoon.