Pohjois-Karjalan materiaalivirrat ja resurssitehokkuus. Pohjois-Karjalan materiaalivirrat ja resurssitehokkuus – hankkeen loppuraportti

Alueellisten materiaalivirtojen kartoittaminen ja resurssitehokkuuden määrittely on välttämätön lähtökohta ennen kuin voidaan muodostaa käytännön toimenpiteitä ja resurssitehokkuutta palvelevia toimintoja. Resurssitehokkuuden keinot ja toimenpiteet voidaan tiivistää 3 samanaikaiseen tavoitteeseen; vähennetään luonnonvarojen käyttöä, vähennetään muita ympäristövaikutuksia ja lisätään tuotteiden arvoa. Hankkeessa selvitettiin Pohjois-Karjalan talouden tuotos, resurssivirrat ja ympäristönäkökohdat. Tuotannosta ja kulutuksesta luodun kokonaiskuvan avulla pyrittiin tunnistamaan kriittisimmät resurssivirrat maakunnan tasolla sekä toimialoittain. Keinoina olivat panos-tuotosanalyysi sekä materiaalivirta-analyysi. Resurssitehokkuuden mittaamiseen käytettyjen materiaalivirtaindikaattoreiden lisäksi otettiin huomioon ympäristövaikutuksia kuvaavia ja hyvinvointia määritteleviä sosiaalis-kulttuurisia indikaattoreita. Pohjois-Karjalan raaka-aineiden käytön intensiteetit olivat koko maan keskimääräisiä intensiteettejä suuremmat jokaisessa loppukäytön ryhmässä. Ero oli suurin erityisesti investoinneissa. Pohjois-Karjalassa kaikissa loppukäytön ryhmissä euroa kohden kulutettiin enemmän raaka-aineita kuin koko maassa keskimäärin. Pohjois-Karjalan raaka-aineiden käytön intensiteetin voidaankin siten sanoa olevan korkeampaa kuin koko maassa keskimäärin. Suurimmat toimialat raaka-aineiden käytöltään olivat maa- ja vesirakentaminen, metsänhoito, muu kaivostoiminta ja louhinta sekä paperi- ja kartonkituotteiden valmistus. Oman raaka-aineoton osuus oli suuri rakennusmineraalien sekä puun osalta. Tuonnin käytetty otto muodostui metallien sekä fossiilisten polttoaineiden tuonnista. Asukaslukuun suhteutettuna raaka-ainekäyttö oli noin 7 % koko Suomen keskimääräistä tuotantolähtöistä raaka-ainekäyttöä suurempi. Kulutuslähtöinen raaka-ainekäyttö oli Pohjois-Karjalassa asukaslukuun suhteutettuna 20 % suurempi kuin koko maassa. Pohjois-Karjalassa nousi erittäin tärkeäksi kiertotalous ja uudistuvan jätehuollon hierarkia etenkin maa-ainesten, tuotannon sivutuotteiden ja rakennus- ja purkujätteen hyödyntäminen. P-K:n KHK-päästöt ovat jo nyt asukaslukuun suhteutettuna noin puolet koko maan keskimääräisistä päästöistä. Maatalous ja energianhuolto tuottivat suurimmat suorat KHK-päästöt. Alueen omat loppukäytön KHK-päästöt olivat 63% ja viennistä johtuvat 37%. Hankkeessa testattiin alustavasti ns. resurssientehostamispolkua. Tämä osoitti, että raaka-aineiden kulutusta pienentämällä, käyttämällä uudelleen sekä korvaamalla vähemmän ympäristölle haitallisilla voidaan saada tuotosta paranemaan, raaka-aineiden käyttöä vähenemään sekä KHK-päästöjä pienenemään. Käytännön toteuttaminen vaatii kuitenkin eri toimijatasojen ratkaisuja lainsäädännön ja yhteiskunnan tuen lisäksi muun muassa kunnilta

Fossil carbon emission substitution and carbon storage effects of wood-based products

Page 18 of the publication has been updated on 7th November 2022Forests and forest products contribute to climate change mitigation by sequestering carbon into forests, storing part of the carbon in harvested wood products (HWPs) and by avoiding fossil-based greenhouse gas (GHG) emissions in substitution for alternative materials and energy. Often, there are trade-offs in sequestering carbon into forests and harvesting trees for substitution, which means that these two strategies cannot be optimized at the same time. Which strategy is the most effective depends on a number of assumptions including the time horizon, metrics to characterize the climate effects, the development of forest carbon stocks, the way harvested wood is processed and used, and the alternative products to be substituted. Assessing the climate effects of the use of wood, changes in carbon stocks in forests and HWPs, as well as changes in fossil carbon emissions should be considered coherently. To do that, two systems are compared; the one with the studied wood use, and its reference system without the wood use being studied. In this report, the focus was on assessing carbon stock changes in HWPs and fossil emission substitution due to using HWPs and wood-based fuels in place of non-wood materials and fuels. The key knowledge and challenges encountered in the assessment and characterization of carbon storage in harvested wood products, substitution effects and the effect of cascading use of wood on them were summarized and discussed. Finally, some practical guidelines to conduct an assessment on an annual basis at a multiproduct and company level and over the life cycle at the product level were provided.Metsien ja puun käytön avulla voidaan hillitä ilmastonmuutosta sitomalla hiiltä metsiin ja puutuotteisiin sekä välttämällä fossiilisia kasvihuonekaasupäästöjä korvaamalla uusiutumattomia raaka-aineita puulla. Usein metsien hiilen sidonnan ja puunkäytön välillä on vaihtosuhde, eikä metsien hiilen sidontaa ja substituutiossa vältettäviä fossiilisia päästöjä saada optimoitua samanaikaisesti. Optimaalinen metsien käyttöstrategia ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi riippuu useista oletuksista, muun muassa tarkastelujen aikajänteestä, ilmastovaikutusten määrittämisestä, metsien hiilivaraston kehityksestä, puun käyttötavoista ja vaihtoehtoisten tuotteiden korvaamisesta. Arvioitaessa puunkäytön ilmastovaikutuksia, tulee muutokset metsien hiilivarastossa, puutuotteiden hiilivarastossa ja fossiilisissa päästöissä huomioida johdonmukaisesti. Siihen tarvitaan vertailua, jossa tarkasteltavaa puunkäyttöjärjestelmää verrataan tilanteeseen, jossa sitä ei olisi. Tässä raportissa keskitytään tarkastelemaan puutuotteisiin sitoutuvaa hiiltä ja puun materiaali- ja energiakäytöllä vältettäviä fossiilisia päästöjä. Raportissa käydään läpi puutuotteiden hiilivaraston, puun käytön substituutiovaikutusten ja puun kaskadikäytön määrittämiseen liittyvät keskeiset haasteet. Lopuksi annetaan joitakin käytännön suosituksia siihen, miten näitä tekijöitä voi arvioida vuosittain monituotteisesti ja yritystasolla ja elinkaarisesti tuotetasolla

Assessing biodiversity impacts in life cycle assessment framework : Comparing approaches based on species richness and ecosystem indicators in the case of Finnish boreal forests

Impacts of bioeconomy on climate have been much discussed, but less attention has been given to biodiversity deterioration. One approach to assess biodiversity impacts is Life Cycle Assessment (LCA). Finland is a forested country with intensive forest industries, but only coarse biodiversity LCA methods are available. The aim of this study was to further develop and apply approaches to assess the biodiversity impacts of wood use in Finland. With the species richness approach (all taxons included), biodiversity impacts were higher in Southern than in Northern Finland but impacts in Southern and Northern Finland were lower when mammals, birds and molluscs were included. With the ecosystem indicators approach, if the reference situation were forest in its natural state, biodiversity impacts were higher than in the case where the initial state of forest before final felling was used to derive biodiversity loss. In both cases, the biodiversity impacts were higher in Northern Finland. These results were not coherent as the model applying species richness data assesses biodiversity loss based on all species, whereas the ecosystem indicators approach considers vulnerable species. One limitation of the species richness approach was that there were no reliable datasets available. In the ecosystem indicators approach, it was noticed that the biodiversity of managed Finnish forests is substantially lower than in natural forests. Biodiversity LCA approaches are highly sensitive to reference states, applied model and data. It is essential to develop approaches capable of comparing biodiversity impacts of forest management practices, or when looking at multiple environmental impacts simultaneously with the LCA framework

Elinkaariajattelu pk- ja startup-yritysten ympäristövaikutusten arvioinnissa ja tuotekehityksen tukena

Pienet ja keskisuuret (pk) yritykset ovat avainasemassa vähähiilisen, kestävästi luonnonvaroja hyödyntävän ja resurssiviisaan yhteiskunnan saavuttamisessa. Erityisesti startup-yrityksillä on hyvät mahdollisuudet vaikuttaa ympäristövaikutuksiinsa jo toimintansa alkuvaiheessa. Pk-yritysten osaaminen, työkalut sekä ajalliset ja rahalliset resurssit toimintansa ympäristövaikutusten arvioimiseen ovat kuitenkin hyvin rajalliset. Toimintamalli yritysten elinkaaristen ympäristövaikutusten kehittämiseksi (MALLI-Y) -hankkeen aikana testattiin ja edistettiin Suomen ympäristökeskuksessa (SYKE) kehitettyä elinkaariklinikka-toimintamallia. Elinkaariklinikka perustuu elinkaariarviointiin (Life Cycle Assessment, LCA) ja se toteutetaan asiantuntijatyönä tiiviissä yhteistyössä yrittäjän kanssa hyödyntäen elinkaariarviointiohjelmistoa ja elinkaaritietokantoja. Elinkaariklinikka koostuu neljästä vaiheesta. Valmistautumisvaiheessa elinkaariarvioinnista ja -klinikasta tarjotaan pohjatietoa yrittäjälle ja lisäksi kerätään arvioinnin kohteena olevan tuotteen tai palvelun tuotantoprosessin esi- ja materiaalitiedot. Elinkaariklinikkaistunnon aikana arvioitavan tuotteen tai palvelun tuotantoon liittyvät materiaalitiedot tarkistetaan yhdessä yrittäjän kanssa. Tämän jälkeen tuotteen tai palvelun ympäristövaikutukset mallinnetaan elinkaariohjelmiston avulla. Tulokset dokumentoidaan ja niiden pohjalta yrittäjälle laaditaan ehdotuksia toiminnan kehittämiseksi ja ympäristövaikutusten vähentämiseksi. Elinkaariklinikasta laaditaan raportti yrityksen sisäiseen käyttöön ja tuotekehityksen tueksi. Toimintamallin kehitystyön aikana toteutettiin elinkaariklinikka 30:lle Pohjois-Karjalan alueella toimivalle pk-yritykselle. Arvioinneissa keskityttiin ilmastovaikutuksiin ja tulokset ilmoitettiin yhteismitallistettuna hiilidioksidiekvivalenttina (CO2-ekv.) sekä suhteutettuna henkilöauton päästöihin kilometriä kohden. Elinkaariklinikan avulla voidaan arvioida tuotantoprosessien ympäristövaikutuksia ja löytää keinoja edistää yritysten resurssitehokkuutta vähentäen samalla toiminnan aiheuttamaa ympäristökuormitusta. Elinkaariklinikka toimii hyvin etenkin suoraviivaisille, perusraaka-aineisiin perustuville tuotantoprosesseille. Joissakin tapauksissa elinkaaritietokantojen puutteet tai sopivien raaka-ainetietojen valinta useista eri vaihtoehdoista aiheuttaa haasteita arvioinnille vaatien elinkaariklinikan toteuttajalta materiaaliosaamista ja eri vaihtoehtojen herkkyystarkasteluja. Yrittäjät kokivat elinkaariklinikan mielenkiintoisena ja hyödyllisenä lähestymistapana, ja osa yrittäjistä sai elinkaariajattelusta aivan uuden näkökulman liiketoimintansa arvioinnille ja kehittämiselle. Tulosten esittämisen suhteutettuna henkilöautolla ajamisen päästöihin koettiin antavan konkreettisen käsityksen tulosten suuruusluokasta. Elinkaariklinikka-arviointiin toivottiin vertailuarvoja muihin toimijoihin nähden, jotta yrittäjät ymmärtäisivät paremmin oman tuotteensa tai toimintansa tilannetta kilpailijoihin verrattuna. Vertailu- ja markkinointitarkoituksia varten tulee kuitenkin teettää laajempi, ISO-standardeja 14040:2006 ja 144040:2006 noudattava elinkaariarviointi. Elinkaariklinikoita voidaan edelleen kehittää liittämällä arviointiin myös raaka-aineiden ja prosessivaihtoehtojen kustannusten laskentaa tai sisällyttämällä elinkaariklinikkaan usean eri ympäristövaikutusluokan arviointia. Riittävän alhainen hinta, erilaiset rahoitustukimuodot ja yhdistäminen muuhun selvitystyöhön voisivat kannustaa yrittäjiä hyödyntämään arviointia tuotekehityksessään

Benefits and challenges of streamlined life-cycle assessment for SMEs : findings from case studies on climate change impacts

Small and medium-sized enterprises (SMEs) have a substantial role in the economy and job creation, but they are a remarkable source of environmental impacts. SMEs often lack skills and resources to compile environmental impact assessments; Streamlined Life Cycle Analysis (LCA) can provide efficient tools for this. An application of streamlined LCA relying heavily on database data, LCA clinic, was developed and tested on 23 SMEs in Finland. The climate change impacts were mainly caused by the production of raw materials, electricity and heating, whereas packaging and transportation were not influential. A significant amount of emissions were indirect, i.e. caused by production of raw materials. Thus, decreasing emissions from raw material production or selecting raw materials with a smaller environmental load could be a more efficient way to decrease emissions than reducing direct emissions such as those from electricity use. Lack of data in the LCA-databases was considered a challenge. An access to regionally customised datasets is important for the implementation of LCA clinics. Company feedback indicated that LCA clinics were useful in climate-friendly product design and increased environmental awareness, but did not lead to immediate actions to reduce emissions because of inadequate investment capabilities. Company managers had limited possibilities to use the results in marketing as comparative assessments would require a full LCA. Many company managers were willing to pay a fee sufficient to cover the costs of an LCA clinic, but some considered that the costs should be covered by external funding sources

Comparative genomics of 40 Weissella paramesenteroides strains

Weissella strains are often detected in spontaneously fermented foods. Because of their abilities to produce lactic acid and functional exopolysaccharides as well as their probiotic traits, Weissella spp. improve not only the sensorial properties but also nutritional values of the fermented food products. However, some Weissella species have been associated with human and animal diseases. In the era of vast genomic sequencing, new genomic/genome data are becoming available to the public on daily pace. Detailed genomic analyses are due to provide a full understanding of individual Weissella species. In this study, the genomes of six Weissella paramesenteroides strains were de novo sequenced. The genomes of 42 W. paramesenteroides strains were compared to discover their metabolic and functional potentials in food fermentation. Comparative genomics and metabolic pathway reconstructions revealed that W. paramesenteroides is a compact group of heterofermentative bacteria with good capacity of producing secondary metabolites and vitamin Bs. Since the strains rarely harbored plasmid DNA, they did not commonly possess the genes associated with bacteriocin production. All 42 strains were shown to bear vanT gene from the glycopeptide resistance gene cluster vanG. Yet none of the strains carried virulence genes

Moniulotteinen kestävyyden arviointikehikko puuenergian tuotannolle

Tulevaisuuden talous on entistä riippuvaisempi uusiutuvien luonnonvarojen kestävästä käytöstä, ainakin jos näkymät biotalouden merkityksestä ja mahdollisuuksista toteutuvat käytännön toiminnaksi. Luonnonvarojen käytön kestävyyttä on aiemmin tarkasteltu etenkin ekologisen kestävyyden näkökulmasta. Myös sosiaalista kestävyyttä on käsitelty useissa tutkimuksissa. Taloudellinen kestävyys on puolestaan edellytys liiketoiminnan syntymiselle ja kehittymiselle. Kulttuurillista kestävyyttä on käsitelty aiemmin vähän, koska sen määrittely ja rajaaminen on haasteellista. Kulttuurillisen kestävyyden tärkeyttä ei ole kuitenkaan vähätelty. Kun kehitetään luonnonvarojen kestävää käyttöä, kaikki neljä edellä mainittua kestävyyden ulottuvuutta ovat läsnä yhtä aikaa ja ne on pystyttävä huomioimaan päätöksenteossa. Tässä tutkimuksessa lähtökohta on, että uusiutuvia luonnonvaroja on käytettävä kestävästi ja että eri luonnonvarojen hyödyntämisen vaihtoehtoja on pystyttävä vertailemaan monipuolisesti kestävyyden näkökulmasta asettamatta mitään kestävyyden ulottuvuutta alisteiseksi toisille ulottuvuuksille. Tutkimuksessa tarkasteltiin neljää metsäbiomassan energiakäyttöön perustuvaa tuotantoketjua (1) paikallinen metsähakkeen käyttöön perustuva lämmöntuotanto, (2) yhdistetty lämmön- ja sähköntuotanto puulla ja turpeella, (3) puutuoteteollisuuden sivutuotteista jalostettavien pellettien valmistus ja (4) puu- ja turvebiomassasta valmistettava biodiesel. Eri kestävyyden ulottuvuuksien indikaattorit määriteltiin arvoketjuille asiantuntijahaastatteluin. Indikaattorien arvot määriteltiin kirjallisuuden ja haastattelujen avulla. Laskennallinen kestävyystarkastelu eri vaihtoehtojen välillä tehtiin monitavoitteisen päätöksenteon (MCDA) metodologiaan pohjautuen ja samalla kehitettiin tarkoitukseen sopiva laskennallinen työkalu. Jokaiselle kestävyyden ulottuvuudelle määrittyi 20 - 40 indikaattoria, joista valikoitui asiantuntijahaastattelujen ja -kyselyjen perustella 5 - 7 toisaalta tärkeydeltään suurta ja toisaalta mitattavissa olevaa indikaattoria varsinaiseen laskentaan. Sidosryhmähaastattelujen perusteella määritettiin laskennassa käytettävät painokertoimet eri ulottuvuuksille. Ketjujen rinnakkaistarkastelu tehtiin haastatteluissa määritettyjen painokerrointen lisäksi hyödyntäen erilaisia laskennallisia oletuksia kestävyyden ulottuvuuksien ja kestävyyttä mittaavien indikaattorien painotuksista. Tutkimus osoitti, että kestävyyden useiden ulottuvuuksien mittaaminen ja käsitteleminen osana päätöksentekoa on täysin mahdollista ja se avaa uusia näkökulmia päätöksenteon tueksi tehtäessä valintoja luonnonvarojen kestävän käytön suhteen. Toisaalta tutkimuksen empiiriset tulokset osoittivat, että tuotantoketjujen väliset kestävyyserot riippuvat keskeisesti tuotetusta vaikutusarviointitiedosta ja sen luotettavuudesta, sekä käytetyistä painotuksista kestävyyden indikaattoreiden ja kestävyyden eri ulottuvuuksien välillä. Mikään tarkastelun kohteena olevista tuotantoketjuista ei ollut kaikkia muita parempi riippumatta laskentamallin lähtötiedoista ja -oletuksista. Osana tutkimusta on myös uraauurtavasti tuotettu kulttuurillisen kestävyyden ongelmalähtöinen määritelmä ja määrittelyprosessi. Tämä mahdollistaa kulttuurisen ulottuvuuden konkreettisen arvioinnin ja luo pohjaa aihepiirin kehittämiselle jatkossa. Haasteen moniulotteisen kestävyyden mittaamisessa muodostaa mm. indikaattorien valinta ja laadullisten muuttujien käsittely.  Kokonaiskestävyyttä tarkasteltaessa olisikin tärkeää pystyä määrittelemään mitattavissa olevat indikaattorit kaikille bioenergian tuotantoketjuille, koska muutoin ketjujen välisen kestävyyden luotettava vertailu on hankalaa. Jatkotutkimuksissa saattaisi olla myös aiheellista keskittyä tarkemmin kuhunkin tuotantoketjuun erikseen kaikki kestävyyden ulottuvuudet huomioon ottavan elinkaariarvioinnin muodossa

Puun kasvun ennustaminen k-lähimmän naapurin menetelmällä ja k-Most Similar Neighbour -menetelmällä

TutkimusselosteSeloste artikkelista: Sironen, S., Kangas, A., Maltamo, M. & Kangas, J. 2001. Estimating individual tree growth with the knearest neighbour and k-Most Similar Neighbour methods. Silva Fennica 35(4): 453–467