The total material requirement -concept applied to agriculture: a case study from Finland

Abstract

In connection with the concept of sustainability emphasising the interaction of the economy and nature the material flow accounting (MFA) approach has in recent years obtained new relevance and is presently under vivid development. In this study, the concept of the total material requirement (TMR) of the MFA methodology has been applied to agriculture in Finland. The present level and development trends in use of natural resources since the beginning of the 1970s are described. The objective is to show the feasibility of the approach, to point out the reduction possibilities within the agriculture and to provide tools to set clear quantitative goals for reduction. There appears to be an urgent need to develope new methods, because several of the TMR-based indexes cannot be applied within the agricultural sector as such. Three indexes -direct material input (DMI)/energy consumption, .DMI/use of commercial fertilisers, .DMI/use of biocides are suggested to measure the resource efficiency and the tempo of change towards sustainability. Some of the problems are directly related to the lack of adequate and internationally comparable data. The study is part of the national ecoefficiency-project with the overall aim to analyse the dependence of the natural resource use from the structure and growth of the economy, to localise the strategic targets of dematerialisation of the economy and to create a coherent and internationally comparable database to be used in developing environmental indicators.;Jatkuva tuotannon ja kulutuksen kasvu perustuvatenergiaan ja luonnon raaka-aineisiin. Ihmisen taloudellisesta toiminnasta aiheutuu katkokseton materiaalivirta luonnosta antroposfäärin kautta takaisin luontoon, sillä kaikki ihmisen käyttämä aine on viime kädessä peräisin luonnosta ja kaikki myös päätyy ennen pitkää takaisin luontoon, usein muuttuneessa ja luonnon kannalta hankalassa muodossa. Nykyiset tuotantotavat ovat nopeasti osoittautumasssa kestämättömiksi, sillä raaka-aineiden käyttöönoton yhteydessä siirretään ja muokataan valtavia ainesmääriä ja samalla muutetaan ympäristöä laajoilla alueilla. Luonnon ekosysteemien vaurioituminen onkin muodostumassa raaka-aineiden riittävyyden ohella keskeiseksi kestävää kehitystä uhkaavaksi tekijäksi. Jotta tuotannon ympäristökuormitusta pystyttäisiin vähentämään, olisi luonnonvarojen käytöstä aiheutuvat ympäristöhaitat pystyttävä kvantifioimaan kansainvälisesti yhtenäisin menetelmin. Wuppertal-instituutti Saksassa ja eurooppalainen ConAccount -yhteisö (Coordiantion of Regional and National Material Flow Accounting for Environmental Sustainability) ovat 1990-luvulla kehitelleet materiaalivirtalaskentaa (MFA = Material Flow Accounting) tällaiseksi menetelmäksi. MFA:n lähtökohtana on luonnonvarojen kokonaiskäyttö (TMR = total material requirement). Tarkastelu perustuu aineen häviämättömyyden lakiin: luontoon takaisin palautuvan aineen määrä on sitä suurempi, mitä enemmän sieltä alunperin on raaka-ainetta otettu. Talouden läpi kulkeva materiaalivirta muodostuu paitsi suorista panoksista eli niistä aineista, joista eri tuotteet koostuvat myös ns. piilovirroista. Piilovirrat ovat niitä luonnonvaroja, joita käsitellään hyödykkeen valmistusprosessin aikana, mutta jotka eivät siirry lopputuotteeseen. Taloudellisen toiminnan ympäristövaikutukset määräytyvät materiaalivirtojen määrän ja laadun mukaan, ja siksi ihmisen aiheuttaman ympäristökuormituksen yleismittarina voidaan pitää luonnonvarojen kokonaiskäyttöä. Materiaalivirtatarkastelu on eräs tapa arvioida kestävän kehityksen toteutumista: pienentämällä käyttöönotettavien raaka-aineiden määrää vähennetään ei-toivottuja ympäristövaikutuksia materiaalivirran alkupäässä. Samalla ehkäistään ympäristökuormitusta ennalta, sillä materiaalivirran supistuminen johtaa väistämättä päästö- ja jätemäärien pienenemiseen ja vähentää siten taloudellisen toiminnan ympäristökuormitusta myös materiaalivirran loppupäässä. Materiaalivirtojen supistamiseen liittyy läheisesti ekotehokkuusajattelu. Käsitteellä ekotehokkuus tarkoitetaan sellaisia toimintamenetelmiä, jotka tähtäävät ympäristökuormituksen pienentämiseen ilman, että tuotannon kokonaiskannattavuus ja taloudellinen hyvinvointi kärsivät. Tavoitteena on vähentää energian ja materiaalien käyttöä sekä päästöjä tuotantoyksikköä kohden ja samalla tuottaa kustannussäästöjä ja kilpailuetua. Tuotannon ekotehostamispyrkimykset konkretisoidaan Factor-tavoitteiden avulla. Kun pyrkimyksenä on alentaa tuotannon materiaali-intensiteettiä tuotettua yksikköä kohti, ei myöskään välttämättä jouduta ristiriitaan talouden ja hyvinvoinnin kasvutavoitteiden kanssa. Samaan tavoitteeseen voidaan päästä joko pienentämällä tuotantoon käytettävää raaka-aine- ja energiapanosta, kasvattamalla tuotantoa käytettyä panosta kohti tai toteuttamalla toimenpiteet samanaikaisesti. Tässä tutkimuksessa on kuvattu maatalouden luonnonvarojen kokonaiskäytön nykytaso ja kehityssuunta Suomessa 1970-luvulta alkaen. Maatalouden ja sitä lähellä olevien tuotantosektorien kokonaisma-teriaalikulutus nykyisin on noin 30 miljoonaa tonnia noin 6 tonnia asukasta kohti vuodessa. Piilovirtojen osuus tästä on lähes 60 %. Kasvinviljelyn lisä-biomassa sekä arvioitu erodoituvan maa-aineksen määrä muodostavat tonnimääräisistä piilovirroista noin 90 %. Suhteessa viljelypinta-alaan maatalouden tuotanto on tarkasteluajanjaksona liki kaksinkertaistunut. Myös asukasmäärään suhteutettuna kokonaistuotantomäärä on kasvanut noin 25 %. Tuotannon tehostuminen on kuitenkin ollut hyvin energiaintensiivistä, sillä 1990-luvun alkuun mennessä on myös energiankulutus viljelypinta-alaa kohti kasvanut noin 70 %. Sen jälkeen viljelypinta-alaa kohti laskettu energiankulutus näyttää vakiintuneen tuolle tasolle. Lannoitteiden ja biosidien käytön kehitys on ollut samankaltainen: hehtaarisadot ovat kasvaneet samaa tahtia maatalouskemikaalien käytön kanssa aina 1990-luvun alkuun asti. 1990-luvulla saavutettu hehtaarisatotaso on säilynyt, vaikka lannoitteiden ja torjunta-aineiden käyttö viljelypinta-alaa kohti on jyrkästi vähentynyt. Hehtaarisadoissa sen sijaan ei ole tapahtunut merkittäviä muutoksia 1990-luvulla. Kehityssuunnat hehtaarisatomäärissä ja viljelypinta-alaa kohti lasketussa maatalouskemikaalien käytössä ovat selkeästi erkaantuneet, ja voidaan puhua orastavasta tuotannon ekotehostumisesta. Kehityksen taustalla olevia syitä selvitetään ja keskukstellaan mahdollisuuksista vähentää luonnonvarojen kokonaiskäyttöä edelleen. Tutkimuksessa osoitetaan MFA-menetelmän soveltuvuus ja keskeiset kehittämistarpeet nimenomaan maataloudessa. TMR:aan perustuvia tunnuslukuja ei sellaisenaan aina voi käyttää, sillä tuotannon määrä riippuu viljelypinta-alasta ja sen arvonlisäyksen sanelee pitkälti harjoitettu talouspolitiikka. Maatalouden kestävyyttä materiaalivirta-analyysin menetelmin arvioitaessa on otettava huomioon hehtaarisadot sekä tuotantoon käytetyt panokset muilta tuotantosektoreilta, jotka ovat ratkaisevalla tavalla riippuvaisia viljelypinta-alasta. Aineiston perusteella on laskettu kolme tunnuslukua .DMI/energiankulutus, .DMI/ lannoitteiden käyttö, DMI/biosidien käyttö, joiden avulla voidaan arvioida maatalouden ekotehokkuutta ja muutosnopeutta kestävämpään suuntaan