Kirjolohen ympäristövaikutukset Suomessa

Abstract

Suomessa kasvatetun kirjolohen pääasialliset ympäristövaikutukset tutkittiin Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskuksen, Riista- ja kalatalouden tutkimuslaitoksen ja Suomen ympäristökeskuksen tekemässä yhteistyöhankkeessa vuosina 2010-2012. Tutkimus toteutettiin elinkaariarviointimenetelmällä, ja tutkitut kvantitatiivisesti lasketut ympäristövaikutusluokat olivat rehevöityminen, ilmastonmuutos ja happamoituminen, alailmakehän otsonin muodostumisen vaikutus kasvillisuuteen ja primaarienergian kulutus. Tutkimustarve tiedostettiin, koska tiedettiin, että kotimaisen kalankasvatuksen rehevöittävien kuormitukset ovat nyt pienemmät kuin aikaisemmin aiheesta tehdyissä julkaisuissa (Seppälä ym. 2001, Silvenius & Grönroos 2003) johtuen rehun käyttömäärien pienentymisestä suhteessa kasvatettuun kalamäärään sekä rehujen kehityksestä. Rehevöittävien vaikutusten osalta suomalaisen kalankasvatuksen tiedettiin myös saavuttaneet sille asetetut tavoitteet Itämereen päätyvän ravinnekuormituksen vähentämiseksi. Tutkimuksen tavoitteisiin kuului erilaisten menetelmien vertailu, joilla on mahdollista pienentää kirjolohen kasvatuksen ympäristövaikutuksia Tutkimuksen tavoitteena oli myös suorittaa vertailuja muihin elintarviketuotteisiin siten, että tuotteiden erilainen ravintosisältö huomioidaan, mukaan lukien myös kirjolohen arvokkaat omega3-rasvahapot. Lisäksi tutkittiin erilaisten laskentamenetelmien kuten allokointitapojen vaikutusta lopputulokseen. Järjestelmänrajauksiin sisältyi alkutuotannon panostuotanto, raaka-aineiden viljely- sekä kalastusprosessi, rehun ja sen raaka-aineiden valmistusprosessit, poikaslaitoksen toiminnot, kasvatustoiminnot, erilaisten raaka-aineiden sekä rehun kuljetukset, pakkausten valmistuksen sekä kalan fileointi. Kalan fileointi otettiin mukaan rajauksiin, koska näin pystyttiin tekemään paremmin vertailuja muihin elintarviketuotteisiin vertailuperusteina eläinten ihmisravinnoksi kelpaava osa. Vertailtavien lihatuotteiden rajaukset tehtiin yhteneväiseksi kirjolohen kanssa siten, että myös ne sisälsivät lihatuotteiden osalta alkutuotantoon liittyvän panostuotannon, alkutuotannon, rehun prosessoinnin, eläinten kasvattamisen tilalla ja teurastamon. Vertailuissa luonnonkalatuotteisiin mukaan luettiin kalastuksen polttoaineen kulutus, jäähdytys, perkaus ja fileointi ja kalan kuljetuksissa käytettyjen styrox-laatikoiden tuotanto. Rajausten ulkopuolelle jätettiin kaupan toiminnot, kuten energiankulutus ja tuotehävikki, kuluttajapakkausten tuotanto sekä kuluttajien toiminnot, kuten ruoan valmistus, säilytys, tuotehävikki ja ostosmatkat. Kirjolohifileen hiilijalanjäljeksi laskettiin 1000 kiloa lopputuotetta kohden 4314 kg CO2-ekv, rehevöittäviksi päästöiksi 38,3 PO4-ekv, happamoittaviksi päästöiksi 5,3 AE-ekv ja alailmakehän otsonipitoisuuteen vaikuttaviksi päästöiksi 12,9 *1000 m2 * ppm * h. Primaarienergian kulutus oli 60711 MJ. Kymmenen vuoden takaiseen tutkimukseen verrattuna havaittiin useita eroavaisuuksia ja niiden perusteella kirjolohen kasvatuksen ympäristövaikutukset ovat pienemmät kuin seitsemän vuotta sitten (vuonna 2002). Muutokset johtuivat lähinnä rehukertoimesta (rehun kulutus kasvatettuun kalamäärään nähden), joka oli pienentynyt 10 % aikavälillä 2002-2009 johtuen sekä rehujen, että ruokintatekniikan kehittymisestä. joka oli pienentynyt 10 % aikavälillä 2002-2009 johtuen sekä rehujen, että ruokintatekniikan kehittymisestä. Myös rehureseptit olivat muuttuneet enemmän kasviproteiinia sisältäviksi korvaten kalajauhoa. Huomattavin kirjolohifileen tuotantoketjun ominaiskuormitusten muutos oli se, että rehevöittävät päästöt olivat vähentyneet vuosina 2002-2009 26 % johtuen rehukertoimen pienenemisestä ja muutoksista rehuresepteissä. Kalankasvatuksen ominaiskuormituksen ja tuotantomäärän pienenemisen johdosta kalankasvatuksen osuus Suomen ravinnekuormituksesta oli vuonna 2008 Lounais- Suomen aluehallintaviraston mukaan fosforin osalta enää 2 % ja typpikuormituksen osalta noin 0,9 %. Todelliset muut muutokset kotimaisen kirjolohen elinkaaressa arvioitiin seuraaviksi: Hiilijalanjälki oli pienentynyt 9 %, happamoittavat päästöt 15 % ja alailmakehän otsoniin vaikuttavat päästöt 7,5 %. Primaarienergian kulutus on uusien tutkimustulosten mukaan vähentynyt 5 %. Vertailuissa vaihtoehtoisiin elintarviketuotteisiin vertailuperusteena käytettiin tuotteiden massaa sekä niiden sisältämää proteiinia ja energiapitoisuutta. Vertailussa kirjolohen hiilijalanjälki oli lihatuotteita pienempi ja naudanlihan hiilijalanjälki osoittautui noin kolmin-seitsemänkertaiseksi kirjolohifileeseen nähden. Massavertailussa sian- ja broilerinlihan tuotantoketjun kasvihuonekaasupäästöt olivat vähimmillään samaa suuruusluokkaa kuin kirjolohella ja enimmillään sianlihalle 2,5- ja broilerille noin 1,5-kertaiset kirjolohifileeseen nähden. Tämän tutkimuksen laskelmissa kirjolohifileen tuotantoketjun rehevöittävät päästöt olivat kaksin-seitsemänkertaiset naudanlihan tuotantoketjuun, 2,5-seitsemänkertaiset sianlihan tuotantoketjuun ja vähimmillään viisin ja enimmillään yli kymmenkertaiset broilerinlihan tuotantoketjuun verrattuna. Luonnonkalasta havaittiin, että kalastuksen polttoaineen kulutuksen lisäksi myös tuotteen kuljetukset jatkokäsittelyyn, kuten fileointiin voi olla merkittävä kasvihuonekaasujen ja happamoittavien päästöjen lähde. Vertailussa käytetyllä arviolla kalastuksen ja kuljetusten polttoaineen kulutuksissa saatiin luonnonkalalle (hauki, siika, kuha ja ahven) tulokseksi pienempi hiilijalanjälki kuin kasvatetulle kirjolohelle, mutta loppupäätelmänä oli myös se, että tulos voi muuttua paljonkin riippuen saaliseristä, kuljetuserien koosta ja kuljetusmatkoista. Rehevöittäviä päästöjä luonnonkalafileen tuotannosta ei juuri muodostu vaan päinvastoin kalastuksessa poistuu vedestä ravinteita. Menetelmistä vähentää kirjolohen kasvatuksen ravinnekuormituksia todettiin, että avomerikasvatuksen hiilijalanjälki on hieman pienempi kuin kalankasvatuksen sisempänä rannikolla. Ero syntyy osittain polttoaineen kulutuksesta venematkoilla ja osin siitä, että verkkoallasta kohden voidaan kasvattaa enemmän kalaa, jolloin rakenteiden määrä suhteessa kasvatettuun kalamäärään pienenee, vaikka avomerellä tarvitaankin tukevampia rakenteita kuin sisempänä. Avomerikasvatuksessa rehevöittävät päästöt laimenevat laajemmalle alueelle, mutta toisaalta pistemäinen kuormitus on suuresta laitoskoosta johtuen suuri. Kiertovesikasvatus vähensi ravinnekuormituksia noin 32 %, mutta tästä on todettava, että laitoksen jätevedet voi olla mahdollista johtaa puhdistamoihin, jolloin rehevöittävät päästöt pienenevät vielä siitä. Hiilijalanjälki on kiertovesilaitoksella noin kaksi kertaa suurempi kuin tavallisessa kasvatuksessa, Uusiutuvan energianlähteen käyttäminen, kuten esim. hukkalämmön käyttäminen voi toisaalta pienentää kasvatustoiminnan osuuden lähelle nollaa ja kokonaishiilijalanjäljen näin lähelle verkkoallaskasvatusta. Fytaasipohjaisen vähäfosforisen kalanrehun rehevöittävät päästöt pienensivät niukasti rehevöittäviä kuormituksia johtuen siitä, että tässä tutkimuksessa käytetyn menetelmän fosforin käyttökelpoisuusaste leville on matalampi kuin typen. On kuitenkin huomioitava, että ympäristörehuvaihtoehdolla kirjolohifileen elinkaaren fosforipäästöt vähenevät noin 16 %, millä on merkitystä paikallisessa mittakaavassa alueilla, jossa fosfori on levien kasvun minimitekijänä. Hiilijalanjäljessä fytaasipohjaisella ja keskimääräisellä rehulla ei ollut merkittävää eroa.

The requirement for the study was identified as it was known that the eutrophication impact had been reduced due to a lower feed conversion factor and improvement of feed quality since the previous publications of the issue (Silvenius & Grönroos 2003, Seppälä et al. 2001). It was also known that Finnish fish farming had succeeded in its aim to reduce nutrient loading into water systems. The total eutrophication impact of fish farming in 2008 was 2 % of the total phosphorus emissions of Finland and 0.9 % of nitrogen emissions in Finland. The study included a comparison of different production methods which can contribute to the reduction of environmental impacts of fish farming. One part of the study made comparisons with other food products by taking into account the different nutritional properties of the products such as the valuable omega3-fattyacids in rainbow trout. The effects of different allocation methods on the results were then compared. The production chain components which were included in the study were fertilizer and lime inputs to primary production, functions of agriculture and fishing, production of fish meal, fish oil and soya products, feed production, hatchery, fish farming, transportation, the production chain of polystyrene boxes and feed sacks and fish filleting. The filleting was included because it enables the comparison of cultivated rainbow trout with other meat products. The system boundaries of the other food products were made identical to those of rainbow trout, so they also contained lime and fertilizer inputs, primary production, feed production, farming and slaughtering and transports. When comparisons were made to captured fish the consumption of fuel used in fishing and transportation to processing, refrigeration, filleting and the production chain of the polystyrene boxes were included in the system boundaries. Trade and retail, consumer functions and product packaging were excluded from the study. The climate change impact of one ton of rainbow trout fillet was 4314 kgCO2-eq/t, eutrophication impact was 38,3 PO4-eq/t, acidification impact was 5,3 AE-eq/t and the impact of tropospheric ozone formation was 12,9 *1000 m2 * ppm * h/1000kg. The primary energy use was 60711 MJ/t. Many changes were observed to have occurred in the processes and environmental impacts of rainbow trout cultivation in Finland were found to be lower than seven years. The main reason for the changes in environmental impacts of the production chain of rainbow trout fillet was that feed conversion factor, which describes the feed consumption in relation to the produced amount of fish, decreased 10 % in 2002-2009, because feeds and feed technology have been developed. Also there have been changes in feed recipes: there is now more plant protein in feed, which replaces fish meal. The most important development was that the eutrophication impact of the rainbow trout production chain was reduced by 26 % in 2002-2009 due to the improvement of feeds and feeding technologies. Primary energy use declined by 10 %. The real changes in carbon footprint, acidification and tropospheric ozone formation were that carbon footprint had declined by 9 %, acidification impacts by 15% and impacts on tropospheric ozone formation by 7.5 %. The comparisons between rainbow trout and meat products were made using different functional units: mass, protein and energy. The carbon footprint of rainbow trout was lower than carbon footprint of meat products. The carbon footprint of beef was from three to seven times higher than that of rainbow trout in relation to the mass of the product. At the lowest point the carbon footprints of chicken and pork the carbon footprint were the same as that of rainbow trout, but at the highest level they were 2,5 times higher for pork and 1,5 times higher for chicken compared to the carbon footprint of rainbow trout. The eutrophication impact of the rainbow trout production chain was from two to seven times higher than the impact of beef production and from two and half to seven times higher than the impact on pork production. Even more remarkably it was five to over ten times higher than the eutrophication impact of chicken production. One of the main conclusions of the climate impacts and acidification impact of wild fish was that in some cases the transportation to filleting can be a significant source of emissions in addition to the fuel consumption in the fishing stage. The climate and acidification impact was lower for pike, whitefish, pikeperch and perch than for rainbow trout, but the conclusion was that the results can vary greatly depending on catch volumes, batch sizes of transported fish and transport distances. Nutrient emissions to the water systems rarely occur in fishing; on the contrary, fishing significantly reduces the amount of nutrients in the water systems. The carbon footprint of open sea cultivation was found to be slightly lower than that of conventional cultivation. This is accounted for by smaller amounts of fuel being consumed by boats, and also the quantity of fish cultivated in one net cage is bigger than in a conventional net cage. The higher amount of fish per net cage compensates for the heavier infrastructure. Also, the nutrient loading is diluted more effectively in open sea farming, but the point loading is higher because of bigger production units. The recirculating farming reduces the eutrophication impacts by 32 %, but if it is possible to conduct the effluents to waste water treatment plants, the reduction of the nutrients will be greater. The carbon footprint of a recirculating farming is twice as high as that of conventional fish farming, but this can be reduced to almost zero by using renewable energy sources such as the use of waste heat. The phytasebased low phosphorus feed impacts were not much lower than impacts of average Finnish feed when the whole production chain was studied. That is, because in average feed there is remarkable amounts of low phosphorus feed in use and because the effect factor for algae growth is higher for nitrogen than for phosphorus. There is a noteworthy decline of 16 % in phosphorus emissions, which must have an effect on areas where phosphorus is the minimum factor for algae growth. The carbon footprint was almost the same for low phosphorus feed and conventional feed.