Menetelmäkuvaus ravinnejalanjäljen laskemiseksi. Laskentaesimerkkinä elintarvikeketju. NUTS-hankkeen loppuraportti

Typpi, fosfori ja kalium, ovat välttämättömiä ravinteita kaikelle turvatulle ruuantuotannolle ja elämiselle. Ihmistoiminnan seurauksena kuitenkin varsinkin typpeä ja fosforia on saatettu ravinnekiertoon liikaa, mikä näkyy tuotantoketjujen ravinnevuotojen vuoksi ravinnepäästöinä ja erilaisina ympäristövaikutuksina. Päästöjen lisäksi resurssien rajallisuus rasittaa ravinnetaloutta: fosforivarannot ovat hupenemassa ja reaktiivisen typen valmistaminen ilmakehästä kuluttaa runsaasti fossiilisia polttoaineita. Jotta edellä oleviin ongelmiin voidaan puuttua yksittäisten tuotanto- ja kulutusketjujen hallinnan kautta, on ravinnevirtoja pystyttävä mittaamaan ja arvottamaan. Tässä työssä esitellään menetelmä ravinnejalanjäljen laskemiseksi. Ravinnejalanjäljellä pyritään mittaamaan erilaisten tuotanto- ja kulutusketjujen ravinteiden käytön tehokkuutta. Sillä tarkastellaan, kuinka paljon ketju ottaa käyttöön ravinnetta, ja kuinka paljon käyttöönotetusta ravinnemäärästä saadaan hyötykäyttöön, joko tarkasteltavaan tuotteeseen tai sivutuotteeseen tai muihin ravinteiden hyödyntävään hyödykkeeseen. Samalla tunnistetaan myös ketjun vuotokohdat: hukatut ravinteet voivat olla ravinnehaihtumia tai -huuhtoutumia, tai ravinteita, jotka päätyvät pitkäaikaiseen varastointiin tai jätteenä muuhun kuin ravinnehyötykäyttöön. Näiden luokitusten avulla lasketaan ravinnejalanjälki tarkasteltua toiminnallista yksikköä kohden: ”Tuotetta varten otetaan käyttöön x kg ravinnetta (typpeä tai fosforia), josta hyödynnettiin tuotteessa y % ja kaikki hyötykäyttö huomioon ottaen z %.”Tässä työssä ravinnejalanjäljen laskeminen demonstroidaan kaurahiutaleelle ja kaurapuurolle tehdyn laskelman kautta. Raportissa on ohjeistettu ravinnejalanjäljen laskenta kussakin elinkaaren vaiheessa alkaen alkutuotannon panostuotannosta ja päättyen jätehuoltoon. Laskelman tulokset osoittavat, että kaurahiutaleketju ottaa käyttöön elinkaarensa aikana 42 kg typpeä ja 7 kg fosforia. Typestä 55 % hyödynnettiin päätuotteessa, siis kaurahiutaleissa, ja kokonaisuudessaan, sivutuotteet huomioon ottaen, typen hyötykäyttöaste oli 71 %. Fosforista 55 % hyödynnettiin päätuotteessa ja kokonaisuudessaan fosforin hyötykäyttöaste oli 99 %. Selkeästi heikoimmat typen ja fosforin hyötykäyttöasteet (alle 50 %) ovat jäteveden käsittelyssä ja elintarvikejätteen käsittelyssä. Laskennan tuloksien perusteella voidaan sanoa, että eniten kehitettävää olisi erityisesti jätehuollossa. Ravinnejalanjälki tarjoaa yksinkertaisessa ja vertailukelpoisessa muodossa tietoa ravinneresurssien kulutuksesta ja käytön tehokkuudesta. Siltä osin se on rinnasteinen vesijalanjäljen kanssa vaikkakaan ei ole ravinteiden suhteellista saatavuutta samalla tapaa huomioon kuin vesijalanjälki. Tehdyn laskelman perusteella voidaan todeta ravinnejalanjäljen osoittavan potentiaalia käyttökelpoisena menetelmänä kestävyyden ympäristöllisen dimension tarkasteluun muiden LCA -pohjaisten menetelmien kuten ilmastonmuutos- ja rehevöitymispotentiaalin arvioinnin rinnalla. Ravinnejalanjäljen, hiilijalanjäljen, rehevöittämispotentiaalin sekä lisäksi biodiversiteetin muutosta kuvaavan potentiaalin ja ekotoksisen jalanjäljen arviointi antaisi yhdistettyinä tuotevirran ja tuotteiden ekologisesta kestävyydestä jo nykyistä paljon paremman kokonaiskuvan. Ravinnejalanjälkeä voidaan soveltaa elintarvikkeiden tuotantotehokkuuden tarkasteluun, mikä on järkevää lannoite- ja ruuantuotannon vastatessa suurimmasta osasta ravinnevirroista, mutta myös se soveltuu myös muihin bioenergian ja biomateriaalien tuotantoketjujen tarkasteluun ja kehittämiseen.ABSTRACT Nitrogen, phosphorus and potassium are necessary nutrients for all secure food production and all life. However, as a result of human activity, excessive amounts of nitrogen and phosphorus in particular have been introduced into the nutrient cycle, which, due to nutrient leakage from production chains, manifests itself in the form of nutrient emissions and different environmental impacts. In addition to emissions, the nutrient economy is burdened by the limited amount of resources available: the phosphorus resources are dwindling, and the manufacture of reactive nitrogen from theatmosphere requires large amounts of fossil fuels. To be able to tackle the problems described above through management of individual production and consumption chains, it must be possible to quantify and evaluate nutrient flows. This study presents a method for calculating the nutrient footprint. The aim with using the nutrient footprint is to measure the efficiency of utilisation of nutrients in various production and consumption chains. It is used for examining how much nutrients each chain takes in, and how much of this intake of nutrients is utilised, either in the product under study or its by-product, or some other commodity making use of nutrients. At the same time, the leakage points along the chain are also identified: the nutrients can be lost through evaporation or leaching, or they may end up in long-term storage, or as waste without nutrient recovery. On the basis of these classifications, the nutrient footprint per functional unit under study is calculated: “For the product, a total of x kg of the nutrient (nitrogen or phosphorus) is taken to use, of which y% was utilised in the product, the total utilisation rate amounting to z% with all practical uses considered.” In this study, the calculation of the nutrient footprint is demonstrated by means of a calculation made for oatmeal and porridge. The report includes instructions for calculating the nutrient footprint in each phase of the life cycle, beginning from input production in primary production and ending with waste management. The results of the calculation show that, during its life cycle, the oatmeal chain takes in 42 kg of nitrogen and 7 kg of phosphorus. 55% of the nitrogen was utilised in the main product, or oatmeal and, with the by-products considered, the total utilisation rate of nitrogen amounted to 71%. 55% of the phosphorus was utilised in the main product, and the total utilisation rate of phosphorus was 99%. Clearly the weakest utilisation rates of nitrogen and phosphorus (less than 50%) are achieved in sewage disposal and food waste treatment. On the basis of the results of this calculation, it could be stated that waste management is the sector with the most room for improvement. The nutrient footprint offers information on the consumption and efficiency of utilisation of nutrient resources in a simple and comparable form. In that sense, it is comparable with the water footprint, even though it does not take account of the relative access to nutrients in the same manner as the water footprint. On the basis of the calculation made, it can be concluded that the nutrient footprint would seem to be a usable method for examining the environmental dimension of sustainability alongside other LCA-based methods, such as the assessment of the climate change potential and eutrophication potential. In addition, we would be able to obtain a much clearer overall image of the ecological sustainability of the product flows and the products if the assessments of the nutrient footprint, the carbon footprint, and the eutrophication potential, as well as the ecotoxicity footprint and the potential describing the biodiversity change were combined. The nutrient footprint can be applied to the study of the production efficiency of food products, which is rational since feed and food production is responsible for the main part of nutrient flows, but it is also suited for the examination and development of other production chains for bioenergy and biomaterials.201

Ostoskassien ilmastovaikutusten vähentäminen

Ostoskassit ovat viime vuosina olleet paljon esillä keskusteluissa ja lehdistössä. Kansainvälisesti useissa maissa on otettu käyttöön tai harkittu kertakäyttökassien täyskieltoa tai haittaverotusta. Perusteina ovat olleet roskaantumisen välttäminen, öljyriippuvuuden vähentäminen sekä ilmastonmuutoksen hillintä. Joissain tapauksissa rajoituksia on perusteltu myös muoviroskien kertymisellä valtameriin ja merieläimille aiheutuvilla vahingoilla. Ostoskassien valmistuksen, käytön ja hävityksen ympäristövaikutukset eivät ole merkittäviä koko muun kulutuksen rinnalla. Ostoskassin valinta on kuitenkin viikoittain toistuva tilanne, jonka ympäristövaikutuksista kuluttaja on epävarma. Tämän epävarmuuden vähentämiseksi toteutettiin tässä julkaisussa raportoitava OPTIKASSI-tutkimus. Suomalaisissa päivittäistavarakaupoissa tarjolla olevien ostoskassivaihtoehtojen ilmastonmuutosvaikutuksista ja mahdollisuuksista niiden hillintään tuotettiin tietoa tutkimushankkeessa “Liiketoiminnan sopeuttaminen ilmastonmuutoksen hillinnän vaatimuksiin – case ostoskassi, OPTIKASSI-hanke”, jonka Suomen ympäristökeskus toteutti yhteistyössä Lappeenrannan teknillisen yliopiston kanssa. Hanketta rahoitti Tekes Climbus-teknologiaohjelmastaan sekä ostoskasseja tai niiden materiaalia Suomessa valmistavat yritykset: Suominen Joustopakkaukset Oy, Plastiroll Oy, UPM-Kymmene Oyj Wisapaper ja Cabassi Oy. OPTIKASSI-hankkeen tavoitteena oli koota elinkaaripohjainen tieto Suomessa päivittäistavaroiden kantamiseen tyypillisimmin käytettyjen ostoskassien ilmastonmuutosvaikutuksista. Lisäksi tavoitteena oli löytää eri materiaaleista valmistetuille ostoskasseille ilmastonmuutosvaikutusten kannalta parhaiten soveltuvat käyttö- ja jätehuoltomallit. Vertailtavina tuotteina olivat neitseellisestä raaka-aineesta valmistettu muovikassi, kierrätysraaka-aineesta valmistettu muovikassi, paperikassi, kangaskassi sekä biohajoavasta muovista valmistettu ostoskassi. Koska ostoskassi on osa suurempaa kokonaisuutta, on kuluttajan syytä muuttaa ostoskassien avulla kaupassakäyntitottumuksiaan ja jätehuoltoaan ilmastoystävällisempään suuntaan. Tehokkaimmin ilmastovaikutusta voi vähentää ostamalla täysiä kassillisia, käymällä harvemmin kaupassa, kieltäytymällä ilmaisista kasseista ja vähentämällä sekajätteen määrää. Raportissa esitetään myös sekä liiketoiminnalle että valtionhallinnolle ehdotuksia toimenpiteiksi, joilla ostoskassien elinkaarenaikaisia ilmastonmuutosvaikutuksia voitaisiin vähentää

From Sustainability-as-usual to Sustainability Excellence in Local Bioenergy Business

Bioenergy business operators can significantly contribute to the sustainability of bioenergy systems. While research has addressed the maturity of corporate responsibility for sustainability, the maturity levels of bioenergy business have not been determined. The objectives of this research were to characterise the maturity levels of bioenergy corporate responsibility for sustainability and outline an approach by which companies can operate at the most mature sustainability excellence level. Literature, three workshops attended by bioenergy experts and a case study on biobutanol production in Brazil were used to develop the maturity model and approach. The results characterise the profitability, acceptability, and sustainability orientation maturity levels through sustainability questions and methods, and list the components of a systemic, holistic approach. Although the shift of business mindset from sustainability-as-usual to sustainability excellence is challenging, a systemic approach is necessary to broadly identify sustainability questions and a multitude of methods by which they can be answered

A Novel Marker Based Method to Teeth Alignment in MRI

Magnetic resonance imaging (MRI) can precisely capture the anatomy of the vocal tract. However, the crowns of teeth are not visible in standard MRI scans. In this study, a marker-based teeth alignment method is presented and evaluated. Ten patients undergoing orthognathic surgery were enrolled. Supraglottal airways were imaged preoperatively using structural MRI. MRI visible markers were developed, and they were attached to maxillary teeth and corresponding locations on the dental casts. Repeated measurements of intermarker distances in MRI and in a replica model was compared using linear regression analysis. Dental cast MRI and corresponding caliper measurements did not differ significantly. In contrast, the marker locations in vivo differed somewhat from the dental cast measurements likely due to marker placement inaccuracies. The markers were clearly visible in MRI and allowed for dental models to be aligned to head and neck MRI scans

Hajautetun uusiutuvan energian mahdollisuudet ja rajoitteet (HEMU)

Hajautettu energian tuotanto on Suomelle mahdollisuus, joka vaikuttaa voimakkaasti aluetalouteen. Bioenergia voisi edustaa noin kolmannesta kaikesta Suomen energian tuotannosta. Sen potentiaali ja hyödyntämisen aluetaloudelliset vaikutukset vaihtelevat alueellisesti. Suurimmat työllisyys- ja talousvaikutukset olisivat Pohjois- ja Itä-Suomessa. Bioenergian vielä käyttämättömän potentiaalin hyödyntäminen on aluetaloudellisin perustein suositeltavaa. Hajautetun energian tuotannon tekniikat kehittyvät edelleen, ja käytössä olevin ratkaisujen suorituskyky, hinnat ja käyttökustannukset tulevat edullisimmiksi. Esimerkiksi geoenergiaratkaisuissa on löydettävissä uusia innovaatioita. Kausivarastoinnin kehittyminen mahdollistaisi hyvin suurien lämpömäärien käyttöönoton. Case-rakennuksille tehtyjen elinkaarikustannuslaskelmien ja ilmastonmuutospotentiaaliarviointien perusteella paikalliset ja alueelliset olosuhteet vaikuttavat lopputulokseen merkittävästi. Energian hankintamuotoja ei voida laittaa yksiselitteiseen paremmuusjärjestykseen, vaan niitä on tarkasteltava tapauskohtaisesti. Toimintaympäristö vaikuttaa saavutettavissa olevien päästövähennysten suuruuteen ja elinkaarikustannuksiin. Lisäksi on syytä kiinnittää huomiota hiilidioksiditonnivähennykselle tulevaan hintaan. Fossiilisten energioiden korvaamista uusiutuvilla energioilla tarkasteltiin kannattavuuslaskelmilla. Lisäksi pyrittiin tunnistamaan pullonkauloja. Fossiilisten polttoaineiden ja uusiutuvien energialähteiden hintaeroon olisi vaikutettava taloudellisilla ohjauskeinoilla, jotta uusiutuvaan energiaan perustuvat investoinnit olisivat nykyistä kannattavampia. Energia- ja ilmastopolitiikan tulisi luoda uusiutuvalle energialle ennustettava ja vakaa investointiympäristö. Hajautetun energiantuotannon käyttöönotossa pullonkauloja ovat yleensä yksikön perustamiseen liittyvät kustannukset. Uuden tekniikan elinkaaren alkuvaiheessa tuotteiden hinta muun muassa tuotekehityskustannuksista johtuen on korkeampi kuin jo käytössä olevien tekniikoiden

Hiili- ja ympäristöjalanjälki hankinnoissa : lainsäädäntö ja mittaaminen (HILMI)

HILMI-hankkeen tavoitteena oli selvittää, miten lainsäädäntöä ja muita ohjauskeinoja tulisi kehittää, ja miten seurata ja mitata hankintojen toteutumista, jotta julkisten hankintojen hiili- ja ympäristöjalanjälkeä voitaisiin pienentää kustannustehokkaasti. Hanke toteutettiin kolmessa vaiheessa. Hankkeessa laadittiin ensinnäkin julkisten hankintojen tuoteryhmien luokittelu niiden ’ympäristövaikutuspotentiaalin’ perusteella. Näin tunnistettiin tuoteryhmät, joihin hankintojen ohjauskeinojen tulee ensisijaisesti keskittyä. Toiseksi, HILMI-hankkeessa selvitettiin, miten eri ohjauskeinoja olisi kehitettävä ympäristönäkökulmien huomioimiseksi julkisissa hankinnoissa. Tämä onnistuu parhaiten keskittymällä viiteen teemaan: 1) ympäristövaikutuksiltaan merkittävimpien tuoteryhmien listan laatiminen ja ylläpito 2) näille tuoteryhmille räätälöityjen ohjauskeinoyhdistelmien kehittäminen 3) kestävien hankintojen tekemistä tukevien rakenteiden luominen 4) tiedolla tukemisen ja mittaamisen kehittäminen ja resursointi 5) kestävien hankintojen hankintastrategiat hankintayksiköille. HILMI-hankkeen kolmannen osa-alueen, mittaamisen ja raportoinnin, suhteen tutkimusryhmä esittää systemaattista hankinnan panosten (tarjouspyynnöt eli input), tulosten (voittanut tarjous eli output) ja vaikutusten (hankittujen tuotteiden aiheuttamat päästöt eli impact) ympäristönäkökulmien arviointia. Suomeen tulee tässä tarkoituksessa rakentaa vaiheittain kansallinen tietojärjestelmä, jossa hyödynnetään tekoälyä ympäristövaikutusten mittaamisessa.Tämä julkaisu on toteutettu osana valtioneuvoston selvitys- ja tutkimussuunnitelman toimeenpanoa. (tietokayttoon.fi) Julkaisun sisällöstä vastaavat tiedon tuottajat, eikä tekstisisältö välttämättä edusta valtioneuvoston näkemystä