Elintarvikkeiden pakkaus- vaihtoehtojen ympäristö- vaikutukset FutupackEKO2010-hanke Frans Silvenius, Juha-Matti Katajajuuri, Heta-Kaisa Koivupuro, Pauliina Nurmi, Yrjö Virtanen, Kaisa Grönman & Risto Soukka MTT TEKEE TIETEESTÄ ELINVOIMAA www.mtt.fi/julkaisut MTT Raportti -julkaisusarjassa julkaistaan maatalous- ja elintarvi- ketutkimusta sekä maatalouden ympäristötutkimusta käsitteleviä tutkimusraportteja. Lukijoille tarjotaan tietoa MTT:n kaikilta tutkimus- aloilta eli biologiasta, teknologiasta ja taloudesta. MTT, 31600 Jokioinen. Puh. (03) 41881, sähköposti julkaisut@mtt.fi RAPORTTIM T T RAPORTTI 14M T T 14 Elintarvikkeiden pakkaus- vaihtoehtojen ympäristö- vaikutukset FutupackEKO2010-hanke Frans Silvenius, Juha-Matti Katajajuuri, Heta-Kaisa Koivu- puro, Pauliina Nurmi, Yrjö Virtanen, Kaisa Grönman & Risto Soukka ISBN: 978-952-487-308-6 (verkkojulkaisu) ISBN: 978-952-487-307-9 (painettu julkaisu) ISSN 1798 -6419 www-osoite: http://www.mtt.fi/mttraportti/pdf/mttraportti14a.pdf Copyright: MTT Kirjoittajat: Frans Silvenius, Juha-Matti Katajajuuri, Heta-Kaisa Koivupuro, Pauliina Nurmi, Yrjö Virtanen, Kaisa Grönman & Risto Soukka Julkaisija ja kustantaja: MTT Jokioinen Julkaisuvuosi: 2011 MTT RAPORTTI 14 3 Elintarvikkeiden pakkausvaihtoehtojen ympäristövaikutukset Silvenius, Frans1), Katajajuuri, Juha-Matti1), Koivupuro, Heta-Kaisa1), Nurmi, Pauliina2), Virtanen ,Yrjö2), Grönman, Kaisa3), Soukka, Risto3) 1)MTT, BEL, Latokartanonkaari 9 00790 Helsinki, 2)MTT, BEL, ET-Talo, 31600 Jokioinen, 3)LUT, PL20 53851 Lappeenranta Tiivistelmä Tässä raportissa esitellään FutuPackEKO2010-hankkeessa kolmelle pakatulle elintarviketuotteelle tehtyjen elinkaaritapaustutkimusten tulokset ja niistä tehdyt johtopäätökset. Keskeisenä lähtökohtana tutkimuksessa oli vertailla elintarvikepakkausvaihtoehtojen ympäristövaikutuksia kiinnittäen erityisesti huomioita siihen, että mahdollinen kotitalouksien ruokahävikki eli kuluttajahävikki ja sitä kautta turhasta elintarviketuotannosta ja - jätehuollosta aiheutuvat ympäristövaikutukset eri pakkausvaihtoehdoissa sisältyvät arvioon. Tutkimuksessa selvitettiin kolmen pakatun elintarvikkeen (kokolihaleikkele, ruispalaleipä ja soijapohjainen jogurttityyppinen tuote) ja niiden pakkausvaihtoehtojen koko tuotanto- ja kulutusjärjestelmissä syntyvät ympä- ristövaikutukset. Ympäristövaikutusluokista huomioitiin ilmastonmuutos, rehevöityminen ja happamoitumi- nen. Tutkimuksessa keskeinen selvitettävä tekijä oli kuluttajahävikin suuruus pakkauskoon ja pakkausmateriaalin funktiona ja kuluttajahävikin tuotannosta aiheutuvien ympäristövaikutusten merkittävyyden arviointi itse pak- kausten valmistamisen ja loppukäytön ympäristövaikutuksiin verrattuna. Ympäristövaikutusten laskennassa huomioitiin ylijäävän elintarvikejakeen eli kuluttajahävikin tuotannosta ja jätehuollosta aiheutuvat ympäristö- vaikutukset. Kuluttajahävikin määrää selvitettiin kuluttajakyselyllä, josta tuloksena saadut hävikit jäivät kui- tenkin kohtalaisen pieniksi suhteessa muualla maailmassa esitettyihin lukuihin eikä eri pakkausvaihtoehtojen hävikeissä havaittu juurikaan merkittäviä eroja. Kuluttajahävikkiä mallinnettiin kyselyn tulosten ja maailmalla esitettyjen lukujen pohjalta laadituilla hävikkiskenaarioilla. Pakkausten ja kuluttajahävikin loppukäsittely mallinnettiin neljän eri jätehuoltotilanteen mukaan, joista kaksi kuvasivat nykyään käytössä olevia sekajätteen ja biojätteen käsittelytapoja. Toisessa tapauksessa arvioitiin sekajätteen päätyvän kaatopaikalle ja toisessa energiahyötykäyttöön. Lisäksi mallinnus suoritettiin kahdella jätehuoltoskenaariolla, joista toinen kuvasi kaikkien jätejakeiden johtamista massapolttoon ja toinen maksi- maalista kierrätystä ja energiahyötykäyttöä. Tulokset osoittavat että itse kyseisten elintarviketuotteiden tuotannosta syntyvät ympäristövaikutukset ovat tuote-pakkausjärjestelmätasolla dominoiva tekijä. Kuluttajahävikin määrän havaittiin olevan tutkimukseen valituilla hävikkiskenaarioilla pääsääntöisesti tärkeämpi ilmastonmuutokseen, rehevöitymiseen ja happamoi- tumiseen vaikuttava tekijä kuin tuotetta suojaavien pakkausten valmistus ja loppukäyttö. Pakkausratkaisut ja – muodot, joilla kuluttajahävikkiä syntyi mahdollisimman vähän, aiheuttivat täten kokonaisuudessaan myös vähiten ympäristövaikutuksia. Siksi mahdollisesti kotitalouksissa syntyvän ruokahävikin määrä olisi ehdotto- masti arvioitava muiden elintarvikepakkausten suunnittelussa huomioitavien tekijöiden yhteydessä ja itse asi- assa tuotteiden ja pakkausten tutkimuksen ja tuotekehityksen tulisi tapahtua integroidusti. Tämä tarkoittaa sitä, että tutkittaessa ja vertailtaessa erilaisten pakkausten ympäristövaikutuksia tulee vertai- luihin ehdottomasti sisällyttää sekä tuotteiden että tuotehävikin arvioidut ympäristövaikutukset, ainakin hävik- kiskenaarioiden kautta, jotta saadaan kokonaiskuva verrattavista asioista ja niiden suuruusluokista. Pakkausten suunnittelussa pystytään tällöin jo ennalta käsin vähentämään rehevöittäviä, happamoittavia ja kasvihuonekaa- supäästöjä tuotehävikin minimoinnin seurauksena. Mikäli rinnakkaisten pakkausvaihtoehtojen tuotehävikit oletetaan yhtä suuriksi ja tarkasteluun sisällytetään koko tuote-pakkausjärjestelmän elinkaaren kaikki vaiheet, jäivät eri pakkausvaihtoehtojen väliset ympäristö- vaikutuserot suhteellisen pieniksi. Avainsanat: Elinkaariarviointi, pakkaukset, ympäristövaikutukset, elintarvikkeet MTT RAPORTTI 14 4 Environmental effects of packing alternatives of food products Silvenius, Frans1), Katajajuuri, Juha-Matti1), Koivupuro, Heta-Kaisa1), Nurmi, Pauliina2), Virtanen ,Yrjö2), Grönman, Kaisa3), Soukka, Risto3) 1)MTT, BEL, Latokartanonkaari 9 00790 Helsinki, 2)MTT, BEL, ET-Talo, 31600 Jokioinen, 3)LUT, PL20 53851 Lappeenranta Abstract This report presents the results of life cycle assessment based case studies of packed food products made in the Futu- pack2010EKO Project. The focal starting point for the study was to compare the environmental impacts of different food packaging options and including also impacts from the management of waste generated at the consumer phase due to deficient packaging. Environmental impacts of the entire production and consumption systems of three packed food products (ham, dark bread and a soy based yoghurt like product) and their packaging options were studied. Of the different environmental impact categories climate change, eutrophication, and acidification impacts were considered in the LCA studies. Special focus was laid on studying the amounts of consumer food waste as a function of the package size and the pack- aging material and on the assessment of the significance of the environmental impacts of the production and manage- ment of wasted food in relation to environmental impacts of the production and the end-use of packages. The environ- mental impacts associated with the production and management of the food fraction wasted by consumers were thus considered in the LCA calculations. The amount of consumer food waste was studied through a consumer survey. According to the results of the survey the amounts were moderately lower compared to results of other food waste studies done elsewhere and significant differences were not observed between food waste amounts of different packag- ing options. Therefore the consumer food waste was modelled using food waste scenarios based on the results of the consumer survey and of other food waste studies. End of life management and recycling of consumer food waste and package waste was modelled using four different scenarios. Two of these describe the present treatment methods for mixed and organic waste. In another alternative mixed waste was placed into landfill and in the other it was recovered as energy. In addition to these present state sce- narios, two future waste management scenarios were established and studied. One alternative was energy recovery for all waste components and the other alternative assessed was energy recovery with maximum material recycling. The results of the LCA based case studies done showed that the production of the packed food product itself is the dominating cause of environmental impacts at the product-package system level. It was e.g. discovered that when using the chosen consumer food waste scenarios the production chain of wasted food was a more important cause for emis- sions related to climate change, eutrophication and acidification than the production chains of packages. Packaging solutions that minimize the generation of consumer food waste thus lead to the lowest amount of total environmental impacts in the entire production chain. Therefore the amount of possible consumer food waste should always be as- sessed together with other important sustainability aspects that should be taken into account when designing food pack- ages. In fact, the research, planning and development of food products and their packages should be integrated to each other. This means that the environmental impacts of the production chains of both the consumed food product and the amount of food product that is wasted should definitely be included, at least through waste scenarios, when studying and comparing environmental performance of food packaging options in order to get a general view of compared matters and their order of significance. Thus eutrophying, acidifying and green house gas emissions can be reduced in advance through the minimization of consumer food waste. It was noticed that if the amounts of consumer food waste are assumed to be equally big for all packaging options and all stages of the life cycle of packed food product are considered in the assessment, the differences in total envi- ronmental impacts of different packaging options were relatively small. Keywords: Life cycle-assessment, packages, environmental protection tedcnology, food products MTT RAPORTTI 14 5 Alkusanat Tämä raportti on osa tutkimusprojektia ”Tuotteen kokonaisympäristövaikutusten vähentäminen pakkauksia kehittämällä – ympäristömyönteisyys pakkaussuunnittelun välineenä” (=FutupackEKO2010), joka toteutettiin Tekesin ja yritysten rahoituksella. Projektiin osallistuivat seuraavat tutkimustahot: Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus (MTT), Aalto-yliopiston kauppakorkeakoulu (projektin alkaessa Helsingin kauppakorkeakou- lu), Lappeenrannan teknillinen yliopisto (LUT), Pakkaustutkimus - PTR ry ja Valtion teknillinen tutkimuskes- kus VTT (projektin alkaessa Oy Keskuslaboratorio KCL), sekä seuraavat yritykset: Borealis Polymers Oy, Fazer Leipomot Oy, HK Ruokatalo Oy, Inex Partners Oy, M-real Oyj, Nokia Oyj, Pakkausalan Ympäristöre- kisteri PYR Oy, Pyroll Oy, Ravintoraisio Oy, Stora Enso Oyj, Suomen Aaltopahviyhdistys ry ja UPM Raflatac Oy. Hankkeen vastuullisena tahona toimi MTT. Hankkeen tavoitteena oli tutkia ja vähentää pakattavien tuotteiden ympäristövaikutuksia hyvin suunniteltujen pakkausten avulla ja siten parantaa pakkausten käytön hyväksyttävyyttä. Hanke käynnistyi vuoden 2009 alus- sa ja siinä selvitettiin pakkausten ja eri pakkausmateriaalien merkitystä tuotteiden toimitusketjun ympäristö- kuormituksiin. Asiaa lähestyttiin kirjallisuuskatsauksen sekä tapausesimerkkien muodossa. Ketjun kaikkia vaiheita tarkasteltiin elinkaarinäkökulmasta. Tässä osaraportissa, erityisesti hankkeen työpaketteihin 2 ja 3 liittyen kuvataan hankkeen esimerkkitapaustut- kimuksia, joissa laskettiin ympäristövaikutukset kolmen elintarvikkeen erilaisille pakkauskoko- ja materiaali- vaihtoehdoille. Tuotteet olivat Fazer Leipomoiden ruispalaleipä, HK Ruokatalon kokolihaleikkele ja Raision Soygurt Mustikka – soijapohjainen fermentoitu jogurttityyppinen tuote. Tapaustutkimusten tavoitteena oli havainnollistaa elintarviketuotteiden koko elinkaaren aikaisia kokonaisympäristövaikutuksia erilaisten pak- kausmateriaalien ja pakkauskokojen sekä pakkauksen jätteenkäsittelyvaihtoehtojen variaatioiden funktiona. Tuotteiden ympäristövaikutusten osalta tuloksia tulee käsitellä enemmänkin ympäristövaikutusten kartoitukse- na kuin yksityiskohtaisina elinkaariarvioina Raportin johtopäätösosiossa kuvaillaan lyhyesti ne periaatteet ja lähtökohdat, jonka mukaan pakkausjärjestelmien ympäristövaikutuksia tulisi arvioida. Tutkimuksen vastuullisena johtajana toimi vanhempi tutkija Juha-Matti Katajajuuri MTT:ltä. Elinkaaritapaus- tutkimusten päätutkijana ja tämän raportin pääkirjoittajana oli tutkija Frans Silvenius MTT:ltä. Lisäksi elinkaa- ritutkimusten tekoon osallistuivat MTT:ltä tutkija Pauliina Nurmi ja vanhempi tutkija Yrjö Virtanen, joka suo- ritti ProAgrian lohkotietopankkiin perustuvan viljojen ja rypsin viljelyn tuotantoketjun kasvihuonekaasupääs- töjen mallintamisen, sekä vanhempi tutkija Juha-Matti Katajajuuri ja tutkimusassistentti Heta-Kaisa Koivupu- ro. Lisäksi MTT:ltä tutkimukseen osallistui tutkija Rabbe Thun, joka toimi ohjausryhmän sihteerinä, huolehti projektin hallinnollisista asioista ja antoi arvokkaita kommentteja raporttiin. Tutkija Kaisa Grönman ja profes- sori Risto Soukka Lappeenrannan teknillisestä yliopistosta mallinsivat tuotteen elinkaaritarkasteluun liittyvien jätehuolto- kierrätysratkaisujen ympäristövaikutukset. Koko hankkeen tutkimusryhmään kuuluivat lisäksi Mar- ja Pitkänen ja Helena Wessman VTT:ltä, Terhen Järvi-Kääriäinen ja Margareetta Ollila Pakkaustutkimus-PTR ry:stä sekä tutkijat Mika Kuisma ja Olli Miettinen Helsingin Kauppakorkeakoulusta. Tapaustutkimukset tehtiin läheisessä yhteistyössä tarkasteluun valittuja esimerkkituotteita valmistavien yritysten kanssa. Ravintoraision puolelta tutkimuksen yhteyshenkilönä toimi Kari Salonen. Lisäksi Raisio Oyj:ltä tapaustutki- mustyöskentelyyn ja tietojen toimittamiseen osallistuivat Jouni Niemelä, Marja-Terttu Syysnummi, Pirjo Al- ho-Lehto, Outi Enberg ja Tom Gripenwalt. Fazer Leipomoiden puolelta tutkimuksen yhteyshenkilönä toimi Hanna Lehtonen. Lisäksi Fazer Leipomoilta tapaustutkimustyöskentelyyn ja tietojen toimittamiseen osallistui- vat Satu Pahkala, Juha Starck ja Marja Hakala. Fazer Myllyn tietoja toimitti Kyösti Koho. HK Ruokatalo Oy:n puolelta tutkimuksen yhteyshenkilöinä toimivat Asko Koskela ja Veera Vestman. Lisäksi HK Ruokatalolta tapaustutkimustyöskentelyyn ja tietojen toimittamiseen osallistuivat Esko Virta, Juha Takamaa, Toni Mäki- nen, Leea Lehtonen, Marko Puistovirta, Niko Nurminen, Patricia Holmström ja Kim Lindholm sekä Juha Kos- kenoja Forssan teurastamolta. Sikojen kuljetuksiin liittyviä tietoja toimitti Kari Alava LSO Foods Oy:ltä. Inex Partners Oy:ltä (Irina Niinivaara ja Terhi Salminen) saatiin tietoja logistiikasta sekä kaupan hävikeistä ja ener- giankulutuksista. Suurkiitokset kaikille tutkimuksessa avustaneille! Tekijät MTT RAPORTTI 14 6 Sisällysluettelo 1 Johdanto..................................................................................................................................................... 8 1.1 Tutkimuksen tausta ja tavoitteet.......................................................................................................... 8 2 Aineisto ja menetelmät .............................................................................................................................. 9 2.1 Tutkitut ympäristövaikutusluokat ....................................................................................................... 9 2.2 Toiminnalliset yksiköt sekä tutkittavien tuotantoketjujen rajaukset ................................................... 9 2.3 Tutkitut pakkausvaihtoehdot ............................................................................................................. 10 2.4 Mallinnus ja tiedon keruu.................................................................................................................. 13 2.4.1 Pakkaukset .............................................................................................................................. 13 2.4.2 Viljely...................................................................................................................................... 14 2.4.3 Raaka-aineiden ja välituotteiden valmistusprosessit............................................................... 17 2.4.4 Elintarviketeollisuuden valmistusprosessit ............................................................................. 18 2.4.5 Tuotejakelu.............................................................................................................................. 19 2.4.6 Kauppa .................................................................................................................................... 19 2.4.7 Kotitalouksien ruokahävikki ................................................................................................... 19 2.4.8 Veden ja jäteveden käsittely.................................................................................................... 21 2.4.9 Jätteiden käsittely .................................................................................................................... 21 2.4.10 Kuluttajapakkausten ja kotitalouksien ruokahävikin kierrätys ja jätehuolto......................... 21 3 Tulokset ja tuloksen tarkastelu ................................................................................................................ 26 3.1 Tapaustutkimus Soygurt.................................................................................................................... 26 3.1.1 Hiilijalanjälki .......................................................................................................................... 26 3.1.2 Rehevöittävät päästöt .............................................................................................................. 30 3.1.3 Happamoittavat päästöt........................................................................................................... 32 3.1.4 Kaatopaikkajätteen määrä ....................................................................................................... 33 3.2 Tapaustutkimus ruispalaleipä ............................................................................................................ 34 3.2.1 Hiilijalanjälki .......................................................................................................................... 34 3.2.2 Rehevöittävät päästöt .............................................................................................................. 38 3.2.3 Happamoittavat päästöt........................................................................................................... 39 3.2.4 Kaatopaikkajätteen määrä ....................................................................................................... 40 3.3 Tapaustutkimus kokolihaleikkele...................................................................................................... 41 3.3.1 Hiilijalanjälki .......................................................................................................................... 41 3.3.2 Rehevöittävät päästöt .............................................................................................................. 45 3.3.3 Happamoittavat päästöt........................................................................................................... 47 3.3.4 Kaatopaikkajätteen määrä ....................................................................................................... 48 4 Yhteenveto............................................................................................................................................... 49 5 Kirjallisuus .............................................................................................................................................. 51 Liitteet ........................................................................................................................................................ 53 MTT RAPORTTI 14 7 Käytetyt lyhenteet AE-ekv happamoitumista kuvaava suure (1 mol vapautuvia H+-ioneja = 1ekv) APET amorfinen polyetyleenitereftalaatti APME muoviteollisuuden kattojärjestö Euroopassa CO2 hiilidioksidi CO2-ekv… hiilidioksidiekvivalentti CH4 metaani EAA European Aluminium Associsation - alumiinin tuottajien kattojärjestö Ecoinvent sveitsiläinen LCA-tietokanta EUWID Europäischer Wirtschaftsdienst GmbH - tietokanta EVOH etyylivinyylialkoholi IPCC International Panel of Climate Change LCA elinkaariarviointi – life cycle assessment N typpi NH3 ammoniakki NOx typen oksidit N2O typpioksiduuli OPET orientoitu polyetyleenitereftalaatti P fosfori PA polyamidi PE polyeteeni PET polyetyleenitereftalaatti PO4 3 fosfaatti PP polypropeeni SO2 rikkidioksidi TYKO-malli työkonemalli MTT RAPORTTI 14 8 1 Johdanto 1.1 Tutkimuksen tausta ja tavoitteet Pakkaussuunnittelun ja –valintojen kautta yritykset voivat omalta osaltaan toteuttaa yritys- ja tuotetason vastuullisuusjohtamista ja -ajattelua. Pakkauksiin ja niiden kehittämiseen liittyvä sisäinen johtaminen ja uusien innovaatioiden etsintä edellyttää ympäristövaikutusten kokonaisvaltaista tarkastelua suhteessa pakkauksiin ja pakattaviin tuotteisiin ottaen huomioon tuotteiden ja pakkausten toiminnalliset vaatimuk- set ja hyväksyttävyyden. Pakkausten suojaava ominaisuus korostuu erityisesti elintarvikkeissa, joita tämä raportti tarkastelee. Elintarvikkeita koskevissa aiemmissa ympäristövaikutustutkimuksissa on havaittu, että useissa tapauksis- sa pakkauksen valmistuksen osuus tuotteen ympäristövaikutuksista on suhteellisen vähäinen (Katajajuuri ym.2003; Katajajuuri ja Virtanen 2007). Tämä on kuitenkin tapauskohtaista riippuen pakattavasta elintar- vikkeesta ja sen pakkauksista. Useimmissa aiemmissa pakkausten ympäristövaikutusvertailuissa on jätet- ty ottamatta huomioon tuotteet ja tuotehävikki, ja tämä hanke yhdistää nämä kaksi näkökulmaa. Tämä raportti on osa tutkimusprojektia ”Tuotteen kokonaisympäristövaikutusten vähentäminen pakkauk- sia kehittämällä – ympäristömyönteisyys pakkaussuunnittelun välineenä” (=FutupackEKO2010). Tässä hankkeen osaraportissa kuvataan kolmea esimerkkitutkimusta, joissa tavoitteena oli laskea ympäristövai- kutukset elintarvikkeiden erilaisille pakkauskoko- ja materiaalivaihtoehdoille. Tuotteet olivat Fazer Lei- pomoiden ruispalaleipä, HK Ruokatalon kokolihaleikkele ja Raision Soygurt Mustikka – soijapohjainen fermentoitu jogurttityyppinen tuote. Tavoitteena oli havainnollistaa elintarviketuotteiden koko elinkaaren aikaisia kokonaisympäristövaikutuksia erilaisten pakkausmateriaalien ja pakkauskokojen sekä pakkauk- sen jätteenkäsittelyvaihtoehtojen variaatioiden funktiona. MTT RAPORTTI 14 9 2 Aineisto ja menetelmät 2.1 Tutkitut ympäristövaikutusluokat Tutkimuksessa selvitettiin kohteina olevien tuotteiden ja niiden pakkausvaihtoehtojen tuotannosta ja kulu- tuksesta aiheutuvat kasvihuonekaasu- (hiilijalanjälki), rehevöittävät ja happamoittavat päästöt. Näissä vaikutusluokissa huomioitiin taulukossa 1 esitetyt päästöt. Taulukossa 1 on esitetty myös karakterisointi- kertoimet, joiden avulla kyseiset päästöt saatiin muunnettua yhteismitallisiksi. Karakterisointikerroin kuvaa sitä, kuinka suuri vaikutus kyseisellä yhdisteellä on verrattuna ekvivalenttiyhdisteeseen. Rehevöit- tävissä päästöissä on myös huomioitu päästöjen vaikutus- ja kulkeutumiskertoimet. Taulukko 1:Tutkimuksessa käytetyt karakterisointi- ja kulkeutumiskertoimet. Karakterisointikerroin Lähde Ilmastonmuutos - CO2 - CH4 - N2O kg CO2 -ekv/kg - 1 - 25 - 298 Solomon ym. 2007 Rehevöityminen - NH3 ilmaan - NOx ilmaan - N-tot (liukoinen) - P-tot (liukoinen) kg PO4 3- -ekv/kg - 0,04 - 0,015 - 0,42 - 3,06 Seppälä ym. 2004 Happamoituminen - SO2 - NH3 - NOx kg AE-ekv/kg - 0,463 - 0,535 - 0,186 Seppälä 2006 Vaikutus- ja kulkeutu- miskertoimet Lähde Rehevöityminen - N-tot (liukoinen) - P-tot (liukoinen) - 0,525 - 0,3 Seppälä ym. 2004 2.2 Toiminnalliset yksiköt sekä tutkittavien tuotantoketjujen rajaukset Tutkimuksen toiminnallinen yksikkö oli jokaisessa tapaustutkimuksessa 1000 kg kuluttajan nauttimaa lopputuotetta. Tuotejärjestelmien rajaukset on esitetty kuvassa 1. Kaikkien tutkittavien tuotantoketjujen rajauksiin sisältyvät kotitalouksissa syntyvä tuotehävikki eli kuluttajahävikki, tuotejakelu, vähittäiskaup- pa, tuotteen valmistusprosessi, raaka-aineiden valmistusprosessit ja viljely, maatalouden panostuotanto, pakkausten ja niiden raaka-aineiden tuotanto ja valmistus ja erilaiset jätehuolto- ja hyödyntämisvaihtoeh- dot ja kaikki ketjun eri vaiheissa tapahtuvat kuljetukset. Tutkimuksen ulkopuolelle jätettiin kaikissa ta- paustutkimuksissa rakenteiden ja työkoneiden valmistusprosessit, torjunta-aineiden käyttö viljelyssä sekä kuluttajien kauppamatkat, ruoan säilytys ja valmistus kotitalouksissa ja eri tuotantoketjun vaiheisiin liit- tyvät työntekijöiden työmatkat, lukuun ottamatta mustikoiden keruuseen liittyvää matkustamista. Energi- ankulutuksista sähköenergian tuotannossa käytettiin valtakunnallisia päästökertoimia ja lämpöenergian tuotannossa ja kaukolämmön tuotannossa voimalakohtaisia päästökertoimia. Tuotejärjestelmien rajaukset on esitetty tarkemmin kuvassa 1. MTT RAPORTTI 14 10 Soygurtin pääraaka-aineet ovat vesi, soijapavut, mustikkalisä, sokeri, polydekstroosivalmiste ja glukoosi, joiden lisäksi käytetään pieniä määriä muita raaka-aineita, kuten pektiiniä. Ruispalaleivän raaka-aineista taas merkittävimmät ovat ruisjauho, vehnäjauho, erilaiset maltaat ja hiiva. Kokolihaleikkeleen raaka- aineista taas merkittävimmät ovat sianliha ja sidontaseos. Lopputuotteen valmistus Valtak. jakelulogistiikka Kauppa Energiantuotanto Polttoaineet = kuljetus kulutus Torjunta-aineet Kaluston, infran etc valm. Alkutuotanto PakkaaminenKuluttajapakkausten valmistus Pakkausmateriaalin valmistus Maatalouden panostuotanto Kuljetuspakkausten valmistus Kuluttajahävikki Välituotteiden valmistus Pakkausmateriaalin valmistus Jätehuolto ja kierrätys Kuva 1. Tutkittavien tuotantoketjujen rajaukset kaikissa tapaustutkimuksissa 2.3 Tutkitut pakkausvaihtoehdot Tarkastellut pakkausvaihtoehdot jokaiselle tapaustutkimukselle on esitetty taulukossa 2. Tapaustutkimus Soygurtin vaihtoehdon 1 pakkausvaihtoehto on 0,75 litran nestepakkauskartonki, joka sisältää muovisen uudelleensuljettavan avausmekanismin, jonka paino on 1,2 g. Pakkausvaihtoehto 2 on 150 ml:n polypro- peenipikari alumiinikannella, jonka paino on 0,5 g. Ruispalaleivän pakkausvaihtoehtoina on kolme eri materiaaleista valmistettua 9 leipäpalan pussia, joiden pakkausmateriaalivaihtoehdot ovat polypropeeni, polyeteeni ja polyeteenipinnoitettu paperipussi, jossa on polypropeeni-ikkuna. Lisäksi neljäntenä pakkausvaihtoehtona on 4 leipäpalan polypropeenista valmistettu MTT RAPORTTI 14 11 pussi. Kaikki pussivaihtoehdot suljetaan klipsisulkimella, jossa on teräslanka ja polypropeenia. Klipsisul- kimen paino oli 1g. Kokolihaleikkeleen ensimmäinen pakkausvaihtoehto koostuu ylä- ja alaradasta, jotka on valmistettu po- lypropeeniä sisältävistä monikerrosmuovikalvoista. Toisessa pakkausvaihtoehdossa on sama ylärata, mut- ta alaratana on päällystettyä kartonkia. Kolmantena vaihtoehtona tarkasteltiin monikerrosratkaisua, jossa on käytetty polyeteenitereftalaattia. Jokaisesta kolmesta pakkausvaihtoehdosta tarkasteltiin sekä 150 g että 300 g pakkauskokoa. Kahdessa ensimmäisessä pakkausvaihtoehdossa sekä 150 g että 300 g:n pak- kaauksissa oli yhtä paljon pakkausmateriaalia, mutta kolmannessa vaihtoehdossa pienemmässä pakkaus- koossa oli vähemmän pakkausmateriaalia. Tarkasteluhetkellä Soygurtin osalta molemmat pakkausvaihtoehdot olivat käytössä, ruispalaleivällä käy- tössä oli 9 kpl:n polypropeenipussi ja kokolihaleikkeleellä 300 gramman pakkaus, jossa on polypropee- nia, polyeteeniä, EVOHia ja polyamidia. Ruispalaleivän ja kokolihaleikkeleen sekundaaripakkauksena käytettiin kiertävää kuljetuslaatikkoa. Muo- visten ”Transbox”-kuljetuslaatikoiden käyttöikä on 10-15 vuotta. Niiden valmistamisen merkitys oletet- tiin pitkästä käyttöiästä johtuen niin vähäiseksi, että se jätettiin tutkimuksen ulkopuolelle. Lisäksi kulje- tuslaatikoiden pesu jätettiin tutkimuksen ulkopuolelle, koska toiminto oli sama kaikille pakkausvaihtoeh- doille. Laatikoiden kuljetukset huomioitiin. Soygurtin sekundaaripakkauksena oli 150 ml:n pakkauksissa 100-prosenttisesti kierrätyskuidusta valmistettu aaltopahvilaatikko ja tertiäärisidontana muovikääre ja 750 ml:n pakkausvaihtoehdossa 33-prosenttisesti kierrätyskuidusta valmistettu aaltopahvilaatikko ja tertiää- risidontana muovikääre, joka on polyeteeniä. Lavaa kohti käytettiin kiristekalvoa 281 g ja lavalle mahtuu tölkkivaihtoehdon sekundaaripakkauksia 80 ja pikarivaihtoehdon sekundaaripakkauksia 360. Samojen tuotteiden eri pakkausvaihtoehtojen säilyvyysajoissa ei ollut eroja. Soygurtin säilyvyysaika on 50 vrk, ruispalaleivän 4 vrk ja kokolihaleikkeleen 21 vrk. MTT RAPORTTI 14 12 Taulukko 2: Pakkausvaihtoehdot Soygurt (soijapohjainen jogurttityyppinen tuote) Kuluttaja- pakkaus Nestepakkauskartonki, joka sisältää alumiinia ja polyeteeniä sekä muo- visen uudelleensuljettavan avaus- mekanismin Polypropeenipikari alumiinikannella Pakkauskoko 750 ml 150 ml Pakkauksen massa 23g 6g Kuljetuspakkaus Aaltopahvi 69 g Aaltopahvi 47 g Pakkauksia kul- jetuspak- kauksesa 10 5 Ruispalaleipä Kuluttaja- pakkaus Poly- propeeni(PP) Polypropee- ni(PP) Polyeteeni(PE) Paperi/PE PP- ikkunalla Pakkauskoko 500g 220g 500g 500g Pakkauksen massa 3,6g 2,6g 5,3g 8,2g Kuljetuspakkaus kiertävä PE- laatikko, 2,6 kg kiertävä PE- laatikko, 2,6 kg kiertävä PE- laatikko, 2,6 kg kiertävä PE- laatikko, 2,6 kg Pakkauksia kul- jetuspakkauk- sessa 12 22 12 12 Kokolihaleikkele Kuluttaja- pakkaus PP/PE/PA/EVOH (alakalvo) PP/PE/EVOH (yläkalvo) karton- ki/PE/EVOH (alakalvo) PP/PE/EVOH (yläkalvo) APET/EVOH/PE (alakalvo) PE/EVOH/PET (yläkalvo) APET/EVOH/PE (alakalvo) PE/EVOH/OPET (yläkalvo) Pakkauskoko 300g ja 150g 300g ja 150g 300g 150g Pakkauksen massa 5,3g 12,5g 15,5g 7,9g Kuljetuspakkaus kiertävä PE- laatikko, 2,45 kg kiertävä PE- laatikko, 2,45 kg kiertävä PE- laatikko, 2,45 kg kiertävä PE- laatikko, 2,45 kg Pakkauksia kul- jetus- pakkauksessa 48 62 36 46 MTT RAPORTTI 14 13 2.4 Mallinnus ja tiedon keruu Ympäristövaikutusten arviointi tehtiin elinkaariarviointimenetelmällä (Life Cycle Assessment, LCA). Elinkaariarvioinnissa noudatettiin siitä annettuja standardeja ISO 14040 ja ISO 14044. Tutkimus tehtiin ”Attributional”- eli haitanjako-lähestymistavalla, jossa kohdennetaan ja allokoidaan panoksia ja tuotoksia eri tuotteille. Tässä tutkimuksessa pyrittiin allokointien välttämiseen siten, että pääasiallisesti vähemmän merkityksellisille sivuvirroille, kuten jauhojen valmistuksen ja teurastamon sivutuotteille sekä viljan oljil- le, ei ole kohdennettu kuormituksia. Elintarvike-sivuvirtojen kierrätystä ja loppukäyttöä ei myöskään ole huomioitu. ”Attributional”-lähestymistapaan tehtiin poikkeus pakkausmateriaalien hyötykäytön mallin- nuksessa, jossa laskettiin pakkausjärjestelmille päästöhyvityksiä, koska tämä katsottiin parhaaksi keinoksi ottaa tarkasteluissa huomioon pakkausten energiahyötykäytöstä saatavan energia. Pääsääntöisesti päävir- tojen tietolähteinä on käytetty primaaridataa. Maankäytön muutoksia ei huomioitu tutkimuksessa, koska menetelmät maankäytöksen muutosten arviointiin ovat vielä keskeneräiset. Eniten vaikutuksia maankäy- tön muutoksilla on brasilialaisen soijan viljelyn ympäristövaikutuksiin. Jos tuotteita tai niiden raaka- aineita valmistava tuotantolaitos tuotti useita tuotteita eikä kyseiseltä tuotantolaitokselta saatu linjakohtai- sia tietoja, suoritettiin allokointi näiden tuotteiden välillä kokonaismassojen perusteella, poikkeuksena allokointi sianrehuna käytettävän soijarouheen ja soijaöljyn välillä, joka tehtiin tuotteiden maailman- markkinahintojen pohjalta. Allokointitapa perustui soijaöljyn ja soijarouheen toisistaan poikkeavaan ta- loudelliseen arvoon. 2.4.1 Pakkaukset Soygurt Tapaustutkimus Soygurtin vaihtoehdon 1 pakkausvaihtoehto on alumiinia sisältävä 0,75 litran nestepak- kauskartonki, joka sisältää muovisen uudelleensuljettavan avausmekanismin. Tutkimuksen käyttöön saa- tiin tuotteen valmistajan pakkauksistaan aiemmin tekemä LCA-tutkimus. Tutkimus kattoi tärkeimmät ympäristövaikutusluokat ja sisälsi raaka-aineiden tuotannon, pakkausten valmistuksen, sekä loppukäytön ja kierrätyksen, jossa kierrätetty nestepakkauskartonki päätyy raaka-aineeksi hylsykartongin valmistuk- seen. Kierrätyksen mallintaminen suoritettiin tässä tutkimuksessa avointa allokointimenetelmää käyttäen, joka on kuvattu liitteessä 1 huomioiden myös primaari- ja sekundaarituotteiden taloudelliset arvot, jotka saatiin EUWID-tietokannasta. LCA-tutkimus oli tehty litran pakkauskoolle, mutta kasvihuonekaasupääs- töt saatiin myös tässä tutkimuksessa käytetylle 0,75 litran pakkaukselle. Muut ympäristövaikutusluokat mallinnettiin olettamalla ympäristökuormitusten olevan samat pakkauksen massaa kohti sekä litran että 0,75 litran pakkaukselle. Myyntieräpakkaukset ovat aaltopahvia, jonka valmistuksen ympäristövaikutusten arvioinnissa käytettiin KCL:n Suomen Aaltopahviyhdistykselle tekemän aaltopahvin elinkaaritutkimuksen (Hohenthal & Wess- man 2003) tuloksia, jotka kuvaavat keskimääräistä pohjoismaista aaltopahvin tuotantoa. Aaltopahvin valmistuksesta oli kyseisen tutkimuksen lisäksi saatavilla vain tietoja keskimääräisen eurooppalaisen aaltopahvintuotannon ympäristövaikutuksista. Pohjoismaiseen dataan perustuvan tutkimuksen tulosten arvioitiin kuvaavan suomalaista aaltopahvintuotantoa paremmin kuin eurooppalaiseen keskiarvodataan perustuvan tutkimuksen. KCL:n tutkimuksessa selvitettiin aaltopahvin elinkaaren aikaiset päästöt ”met- sästä tehtaan portille”(Hohenthal ja Wessman 2003). Tölkkivaihtoehdon sekundaaripakkauksissa käyte- tyssä aaltopahvissa kierrätyskuitua oli 33 % ja pikarivaihtoehdon sekundaaripakkauksissa käytetyssä 100 %. KCL:n tutkimuksessa aaltopahvin tuotannon ympäristövaikutukset oli selvitetty keskimääräiselle poh- joismaiselle aaltopahville (32 % kierrätyskuitua, 68 % primaarikuitua) ja 100 % kierrätyskuidusta valmis- tetulle aaltopahville. Tölkkivaihtoehdon sekundaaripakkausten tuotannon päästöille käytettiin keskimää- räisen pohjoismaisen aaltopahvin päästöarvoja ja pikarivaihtoehdon sekundaaripakkausten tuotannon päästöille 100 % kierrätyskuidusta valmistetun aaltopahvin päästöarvoja. Lähteenä käytetyssä tutkimuk- sessa ei ole huomioitu aaltopahvin valmistukseen käytettävän kiertokuidun tuotannon ennen pulpperointia tapahtuvia toimintoja eikä tehty hyvityksiä käytön jälkeen kierrätykseen päätyvän aaltopahvin uusiokäy- töstä. Aaltopahvin raaka-aineena käytettävän kierrätyskuidun tuotantoketjun alkupään oletettiin aiheutta- van CO2-päästöjä 25 kg/t tuotetta (Hohenthal 2010). Aaltopahvilaatikoiden loppukäyttö mallinnettiin käyttämällä allokointiperusteina primaari- ja sekundaarituotteiden (hylsykartongin) taloudellista allokoin- MTT RAPORTTI 14 14 tikertoimia, jotka saatiin EUWID-tietokannasta sekä sekundaarituotteiden myöhempien käyttökertojen määrää. Allokoinnin periaatteet on selitetty tarkemmin liitteessä 1. Pakkausvaihtoehto 2 on 150 ml:n polypropeenipikari, josta saatiin tuotantotiedot tuotteen valmistajalta koskien yrityksen keskimääräistä pakkausten tuotantoa. Polypropeeniraaka-aineen valmistuksen osalta tutkimuksessa käytettiin APMEn (Association of Plastics Manufacturers in Europe) keskimääräisiä tietoja polypropeenin tuotannon ympäristökuormituksista vuodelta 1999. Samoja APME:n tietoja käytettiin myös muissa tapaustutkimuksissa, joissa pakkauksen raaka-aineena oli polypropeeni. Pikarissa on alu- miinikansi, jonka ympäristövaikutuksista käytettiin EAA-tietokannan tietoja alumiinin tuotannosta ja jalostamisesta lopputuotteeksi. Alumiinimateriaali on primaarista alumiinia. Ruispalaleipä Ruispalaleivän eri pakkausvaihtoehdoista tutkittiin 9 kpl:n paperi-, polypropeeni- ja polyeteeniraaka- aineesta valmistettuja pusseja sekä 4 kpl:n polypropeenipussia. Pussit sisältävät myös klipsisulkimen, joka koostuu teräksestä ja polypropeenista. Teräksen ympäristökuormitusten tiedonlähteenä käytettiin Ecoinvent-tietokantaa ja muovien raaka-aineiden tiedonlähteenä APME:n tietokantatietoja vuodelta 1999. Muovipussien valmistustiedot saatiin valmistajilta käsittäen laitosten keskimääräisen energiankulutuksen suhteessa tuotettuihin tuotteisiin. Paperipussin paperiraaka-aineesta saatiin valmistajalta kyseessä olevan paperin profiilitiedot, jotka käsittävät ympäristökuormituksista paperin hiilijalanjäljen (ns. kehdosta teh- taan portille), Typen oksidi- ja rikkidioksidipäästöistä ja. rehevöittävistä päästöistä paperin profiilitiedois- sa ilmoitettiin ainoastaan sellun ja paperin valmistusprosessien päästöt. Puunhankinnan, metsän hoitotoi- menpiteiden ja puun kuljetusten happamoittavat ja rehevöittävät päästöt saatiin KCL-ECO:n elinkaaritie- tokannasta. Kuljetuspakkauksina ruispalaleivälle käytetään kiertäviä muovilaatikoita eikä niiden valmistusta sisälly- tetty mukaan, vaan ne oletettiin täysin kiertäviksi, koska niiden käyttöikä on noin 15 vuotta. Myöskään kuljetuspakkausten pesuja ei huomioitu tutkimuksessa. Kuljetuspakkausten kuljetusten osuus runkokulje- tusten ja jakelun päästöissä sekä tyhjien laatikoiden paluukuljetuksissa otettiin kuitenkin huomioon. Kokolihaleikkele Kuluttajapakkauksissa käytettävien muovikalvojen valmistuksesta saatiin tuotantolaitoskohtaiset tiedot keskimääräisistä sähkö- ja lämpöenergiankulutuksista, liuottimien kulutuksesta, veden kulutuksesta sekä tuotantolaitoksella valmistettavista tuotteiden kokonaismääristä. Kartonkiosan osalta tuotekohtainen eko- tase saatiin valmistajan laskemana. Muovien raaka-aineiden valmistustiedot ovat APME:n Plastics Euro- pe-tietokannasta vuodelta 1999 ja EVOHin valmistuksesta hankittiin tiedot PE-internationalin ylläpitä- mästä GaBi-tietokannasta, koska oli perusteltua olettaa sen valmistuksen päästöjen poikkeavan merkittä- västi polyeteenin päästöistä, jotka oletetaan usein vastaavan EVOH:n tuotannon päästöjä. Kyseisten ym- päristökuormitustietojen laskennassa on käytetty taloudellista allokointia ja tiedot perustuvat ”kehdosta- hautaan” tyyppiseen tutkimukseen. Kuljetuspakkauksina käytettiin polyeteenistä tehtyjä muovilaatikoita, joiden massa on noin 2,5 kg. Laati- koiden käyttöikä on noin 10 vuotta, minä aikana ne kiertävät keskimäärin jopa 500 kertaa. Kuljetuspak- kausten valmistuksen merkittävyys arvioitiin sen verran vähäiseksi, että ne jätettiin laskelmien ulkopuo- lelle. Lisäksi kuljetuspakkausten pesut jätettiin tutkimuksen ulkopuolelle. Kuljetuspakkausten osuus kul- jetuksissa otettiin kuitenkin huomioon. 2.4.2 Viljely Viljelyn mallinnuksen perusteet on esitetty taulukossa 3. Kaikki kuormitukset kohdennettiin tuotantokas- vien korjatulle sadolle ja oljet oletettiin kynnettäväksi takaisin peltoon. Kasvintuotannon sivuvirroille (esim. olki) ei allokoitu vaikutuksia. Maatalouden päästöjä laskettaessa huomioitiin maaperätyypin vaiku- tukset N2O- ja CO2-päästöihin. MTT RAPORTTI 14 15 Taulukko 3: Viljelyn mallinnuksen tietolähteet Viljelytoimenpide tai päästö Tietolähde Viljelyn konetyö Pro Agria, MTT:n asiantuntija-arvio, Grisso ym. (2007) Työkoneiden moottoripäästöt TYKO-malli (Mäkelä 2008), Neste Oil Polttoaineiden tuotannon päästöt Neste Oil N2O-päästöt, paitsi Soygurt IPCC (2006) Soygurt, N2O-päästöt Ogle ym. 2008 Ravinnehuuhtoumat MTT:n ja SYKE:n mallit perustuen valuma- aluetutkimusten havaintoaineistoihin Fosforihuuhtouman laskennan lähtö- tiedot ProAgria, SYKE (Grönroos & Puustinen) Väkilannoitteiden NH3-päästöt Yara Oy (2009) Karjanlannan NH3-päästöt (Umwelts Bundesamt, Berlin) (Döhler ym. 2002) Viljan kuivauksen CO2-päästöt Tilastokeskus 2007 Viljan siirtokuljetukset (Juostas & Janulevičius 2008). Varastointi MTT:n asiantuntija-arviot Soygurt Viljelytiedoista Soygurt tapaustutkimuksessa soijan osalta on käytetty tietoja Yhdysvalloissa kasvatetusta elintarvikesoijasta, josta on saatu tietoa nimenomaan niiltä viljelijöiltä, jotka toimittavat soijaa Raisiolle. Tiloja on yhteensä 170 ja niiden yhteispinta-ala käsittää 16564 hehtaaria. Tiedot käsittivät polttoaineiden kuljetukset, lannoitteiden ja kalkin käytön sekä satotason, joka oli 2700 kg/ha. Typpioksiduulipäästöt mallinnettiin käyttämällä lähdettä Ogle ym. (2008). Soijaa viljellään USA:ssa viljelykierrossa maissin kanssa. Lannoitteita ei soijan viljelyssä käytetä, mutta pieni osa maissille käytetyistä lannoitteista allokoi- tiin soijalle. Kalsiumkarbonaattiekvivalentit on laskettu kalkitusaineiden kokonaisneutralointikyvystä suhteessa kalsiittiin. Soijan viljelyn ravinnehuuhtoumat ja ammoniakkipäästöt saatiin Ecoinvent- tietokannasta koskien yhdysvaltalaista soijan viljelyä. Sokerijuurikkaan osalta on käytetty Pro Agrian lohkotietopankin tietoja satotasosta, maaperätiedoista sekä kalkin ja lannoitteiden käytöstä vuosilta 2004–2006. Tutkimuksessa käytetty sokerin satotaso oli 36300 kg/ha ja aineisto käsitti 1175 lohkoa ja 7029 hehtaaria. Polydekstroosituotteen raaka-aineen maissin viljelyketjun kasvihuonekaasutiedot ovat peräisin Ecoinvent- tietokannasta ja koskevat maissin viljelyä Yhdysvalloissa. Ecoinvent-tietokannasta saatujen tietojen mu- kaan maissin satotaso oli 9315 kg/ha. Soygurtissa käytettävä pektiini valmistetaan sitrushedelmien kuoresta. Kuoret katsottiin sitrushedelmien viljelyn sivutuotteeksi, joten niille ei allokoitu kuormituksia sitrushedelmien viljelystä. Itse pektiinin tuo- tantoprosessi mallinnettiin hyvin karkeasti käyttäen lähteenä Daniscon ympäristöraporttia vuodelta 2008. Mustikkalisässä käytettyjen mustikoiden keruusta saatiin tietoja Arktiset Aromit ry:ltä sekä Celeste Lacu- na-Richmanilta Itä-Suomen yliopistosta. Näihin tietoihin perustuen mustikoiden keruun ympäristövaiku- tukset mallinnettiin karkeasti olettaen, että marjojenpoiminnan suorittavat thaimaalaiset ammattimaiset poimijat. Thaimaalaisten mustikanpoimijoiden tuottamien ympäristövaikutusten arvioitiin olevan suunnil- leen samat kuin kotimaisten ei-ammattimaisten poimijoiden tuottamat ympäristövaikutukset (Lacuna- Richman 2010). Thaimaalaisten mustikoidenpoimintamatkan ympäristövaikutuksissa huomioitiin lentomatka Bangkokista Helsinkiin (8000km), joka mallinettiin perustuen VTT:n Lipasto-tietokantaan. Lisäksi huomioitiin matka Helsingistä mustikanpoiminta-alueille (arvio 800 km) ja arvioitiin päivittäiset ajomatkat (arvio 70km). Keskimääräisten päivittäisten mustikkasaaliiden oletettiin olevan 70 kg/henk. Thaimaalaisten poimijoiden arvioitiin viettävän Suomessa keskimäärin 1,5 kuukautta. MTT RAPORTTI 14 16 Ruispalaleipä Viljelytiedoista ruispalaleivän raaka-aineiden, rukiin ja vehnän, viljelyprosessit mallinnettiin käyttämällä lähteenä Pro Agrian lohkotietopankista saatuja tietoja vuosilta 2004–2006. Tiedot koskivat satotasoa, maaperää sekä kalkin ja lannoitteiden käyttöä. Vehnän satotaso oletettiin näiden tietojen perusteella ole- van 4090 kg/ha ja rukiin 2950 kg/ha. Työkoneiden polttoaineen kulutukset kotimaisen rukiin ja vehnän tuotannon osalta laskettiin MTT:n tuoreimmalla traktorityömallilla. Valtaosa käytetystä rukiista oli tuontiruista, joka oli peräisin pääasiassa Saksasta ja Puolasta. Tuontirukiin osalta havaittiin, että kyseisissä maissa viljellyn rukiin tuotannosta on julkaistu hyvin vähän tietoja. Ecoinvent-tietokannasta saatiin tietoja keskimääräisen eurooppalaisen rukiin tuotannosta satotasolla 3172 kg/ha. Kokolihaleikkele Kokolihaleikkeleen tapaustutkimuksessa huomioitiin sianlihan tuotannossa käytettyjen rehujen valmis- tukseen käytetyt panokset ja panosten valmistuksessa syntyvät päästöt kukin panosketju kokonaisuudes- saan huomioon otettuna. Rehut jakaantuvat tiloilla tuotettuihin ja teollisesti valmistettuihin rehuihin. Re- hujen tuotannossa käytetyn veden käsittelyn energia sisältyy malliin. Panosten käytön osalta lähtötietoina käytettiin ProAgrian lohkotietokannan aineistoja vuosilta 2002–2006. Teollisesti valmistettujen rehujen kuormituksen mallinnus perustui suurimmilta rehunvalmistajilta saatui- hin rehuresepteihin ja rehujen kotimaisten raaka-aineiden (viljat ja rypsi) tuotantotietoihin sekä ulkomai- sen raaka-aineen (soija – käytetty tietoja brasilialaisesta soijan viljelystä) tuotannon ympäristökuormitus- ten kirjallisuustietoihin (Ecoinvent-tietokanta). Rypsin ja rapsin kuormitustiedot perustuivat kokonaan kotimaisen rypsintuotannon malleihin. Sikojen kasvatuksesta aiheutuvien ympäristövaikutusten arvioinnissa huomioitiin se, mitä ja minkä verran eläimet syövät kasvatuksen eri vaiheissa, kuinka paljon eläimet kasvavat/kasvattavat lihasmassaa, ja kuinka paljon eläimet tuottavat lantaa ja suoria päästöjä. Sianlihan alkutuotannon panosten (rehunkulutus) ja tuotosten arvioimiseksi kerättiin aineistoa lukuisista eri tietolähteistä. Päälähteet on esitetty taulukossa 4. Taulukko 4: Sikojen kasvatuksen mallinnuksen pohjatietojen lähteet. Tiedon kuvaus Tietolähde Ajallinen edustavuus Eläinten tuotostasot TIKE, ProAgria 2005 Teollisten rehujen koostumus Suurimmat kotimaiset rehunvalmistajat 2005 Eläinten populaatiorakenne ProAgria, Serenius ym. 2007 2005 Sikojen rehunkulutus MTT:n ruokintanormeihin perustuvat yhtälöt 2006 Ruokinnan jakautuminen eri tuotantovaiheisiin Leeson ja Summers 2006 2005 Nautaeläinten ja sikojen ruoansulatuksen metaanipäästöt Tilastokeskus 2006 2004 Edellä kuvatun sikojen rehunkulutuksen lisäksi mallinnuksessa huomioitiin myös sikatiloilla käytettävien panosten tuotannosta syntyvät päästöt. Näitä panoksia ovat eläinsuojissa, tuotantoprosesseissa ja lannan käsittelyssä käytetty sähköenergia ja polttoaineet sekä viimeksi mainittujen käytöstä syntyvät päästöt. Mallinnuksessa käytetyt tiedot eläinsuojien ja tuotantoprosessien tyypeistä sekä niiden ja paikallisen lan- nan käsittelyn ja varastoinnin sähkö- ja lämpöenergian käytöstä perustuvat MTT:n teknologiatutkimuksen asiantuntija-arvioihin. Lannan levitys pelloille sisältyi viljelymalleihin. Käytetyn veden osalta huomioitiin vain veden pumppaukseen kuluva energia. Sikojen kasvatuksessa eläinperäisiä päästöjä syntyy eläinten ruoansulatuksesta (CH4) sekä lannasta suo- raan (CH4, NH3, N2O sekä N- ja P-huuhtoumat) ja epäsuorasti (NH3->N2O ja N-huuhtouma-> N2O). MTT RAPORTTI 14 17 Kaikki eläinperäiset suorat ja epäsuorat päästöt ovat sianlihantuotannon mallissa mukana sikäli kuin arvi- ointiin oli saatavilla malleja tai muuten riittäviä perustietoja päästömallien muodostamiseksi. Päästömal- linnus on kuvattu tarkemmin alla. Sikojen ruoansulatuksen metaanipäästöjen arviointiin käytettiin Suo- men kasvihuonekaasuinventoinnissa käytetyistä malleista (Tilastokeskus 2006) johdettuja malleja. Tutkimuksessa arvioitiin myös sonnan ja virtsan muodossa olevien typen ja fosforin määrät. Arvio muo- dostettiin vähentämällä eläinten tilalta poistuessaan mukanaan viemät typen ja fosforin laskennalliset määrät syödyissä rehuissa eläimiin kulkeutuneista vastaavista määristä. Erotus on siirtynyt lantaan. Mene- telmät ovat samat kuin kansallisissa inventaarioissa (fosforihuuhtouma, ammoniakkipäästöt). Ulostetun typen arvioita käytettiin lähtöarvoina eläinsuojien ja lannan varastoinnin NH3- ja N2O -päästöjen arvioin- timallissa, jota on kehittänyt Suomen ympäristökeskus. 2.4.3 Raaka-aineiden ja välituotteiden valmistusprosessit Soygurt Mustikkalisän pääasialliset raaka-aineet ovat itse mustikat ja kidesokeri. Mustikkalisän tuotan- non sähkö- ja lämpöenergiankulutustiedot on saatu toimittajalta ja ne perustuvat vuoden 2008 tietoihin. Sokerin valmistuksen tietolähteenä ovat Nordzucker Oy:n Säkylän tehtaan tiedot vuodelta 2007. Sokerin valmistuksen sivutuotteina syntyy melassia, puristeleikettä ja puristekalkkia. Pää- ja sivutuotteiden osuus prosessissa syntyvistä kuormituksista on allokoitu käyttäen tuotteiden taloudellista arvoa. Prosessissa käytettävä lämpöenergia saadaan kivihiilen ja öljyn poltosta. Muut raaka-aineet: Polydekstroosituote tuotetaan USA:ssa maissitärkkelyksestä, jonka valmistusprosessia on approksimoitu käyttämällä perunatärkkelyksen valmistusprosessin tietoja (Voutilainen ym.2003). Pek- tiinin teollisessa prosessoinnissa on käytetty keskimääräistä Daniscon tuotteiden sähköenergiankulutusta. Glukoosin valmistuksesta käytettiin polydekstroosin tuotantotietoja, koska tietoja tuotteen valmistajalta ei saatu. Ruispalaleipä Ruispalaleivän täysjyväruis- ja vehnäjauho sekä sihtiruisjauho valmistetaan Fazer Myllyssä Lahdessa. Myllyn prosessi käsittää viljan vastaanoton ja varastoinnin, puhdistuksen, seoksen valmistamisen ja jau- hatuksen sekä seulonnan. Fazer Myllyltä saadun arvion mukaan eri jauhojen tuotantoprosessien energian- ja vedenkulutukset sekä jätteiden ja jätevesien määrät eivät kyseisellä laitoksella eroa merkittävästi toisis- taan. Tästä johtuen keskimääräisiä laitoskohtaisia tietoja käytettiin kaikkien jauhoraaka-aineiden sekä täysjyvärouheen ja vehnäleseen valmistusprosessien mallinnuksiin. Allokointi ruis- ja vehnäjauhojen valmistuksessa syntyvien sivutuotteiden ja päätuotteen osalta tehtiin siten, että päätuotteelle allokoitiin kaikki kuormitukset. Ruismaltaan, -mallasuutteen sekä hiivan prosessointitiedot saatiin suoraan raaka-aineiden toimittajilta ja tiedot ovat keskimääräisiä tietoja tuotantolaitosten vuosittaisista syötteistä ja tuotoksista. Tiedot kattoivat raaka-aineiden, energian ja veden kulutukset sekä päästöistä kiinteät jätteet ja jätevedet. Perunahiutalei- den valmistus jätettiin pienenä raaka-ainekomponenttina tutkimuksen ulkopuolelle. Suolan valmistuksen osalta päästötiedot perustuvat APME:n (Association of Plastics Manufacturers in Europe) keräämiin ja julkaisemiin tietoihin. Kokolihaleikkele Sikojen teurastus ja lihan leikkaaminen tapahtuu HK Ruokatalo Oy:n teurastamossa Forssassa. Teurasta- mossa siat tainnutetaan ensin hiilidioksidin avulla. Forssan teurastamolta saatiin tiedot vuodelta 2008 teurastamolle tulleiden elävien sikojen määrästä, leikkuuseen ostetun lihan määrästä, käytetyn veden ja hiilidioksidin määristä, sähkön- ja kaukolämmön kulutuksista, energianlähteinä käytettyjen nestekaasun ja raskaan polttoöljyn kulutuksista, syntyneiden kaatopaikkajätteen ja jäteveden määristä sekä tuotantomää- MTT RAPORTTI 14 18 ristä. Kierrätykseen tai energiahyötykäyttöön menevien jätejakeiden jatkoprosessointia ei tutkimuksessa huomioitu. Koska tarkempia arvioita ei ollut käytettävissä, käytettiin mallinnuksessa kaikkien syötteiden sekä jätteiden ja jäteveden osalta keskimääräisiä, koko teurastamon kattavia lukuja eli koko teurastamon (pois luettuna jatkojalostus, koska tarkasteltavan tuotteen raaka-aineena käytettyä sianlihaa ei jatkojalos- teta Forssan teurastamolla) vuosittaiset kulutusluvut. Jätevesi- ja sekajätemäärät jaettiin elintarvikekäyt- töön menevien lihatuotteiden (leikatut lihatuotteet, ruhot ja ruhonosat pois lukien niiden sisältämien lui- den paino, elintarvikekäyttöön menevä ihra ja elimet, mahat ja saparot) vuosittaisella tuotantomäärällä. Energiahyötykäyttöön, biodieselin tuotantoon, rehuntuotantoon tai muuhun hyötykäyttöön meneville sivutuotteille (luut, karvat, muut poltettavat sivutuotteet, muuhun kuin elintarvikekäyttöön menevä ihra ja elimet ja minkinrehu) ei allokoitu mitään. Laskelmissa huomioitiin myös tainnutukseen käytettävän hiili- dioksidin valmistus. Suolan valmistuksen osalta päästötiedot perustuvat APME:n (APME CD-ROM 1999/Eco-Profiles n:o 6 1998) laskemiin tietoihin ja maltodekstriinin Ecoinventistä saatuihin tietoihin modifioidusta maissitärkke- lyksestä. Muiden huomioitujen raaka- ja apuaineiden valmistuksesta aiheutuneiden päästöjen arviointi perustui toimittajilta saatuihin tietoihin ja osittain EcoInvent-tietokannan tietoihin. 2.4.4 Elintarviketeollisuuden valmistusprosessit Soygurt Soygurt -tuote valmistetaan Raision Non Dairy tehtaalla Turussa. Juoman valmistusprosessin jälkeinen kylmävarastointi suoritetaan Raision Orikedon varastossa Turussa. Soygurtin lisäksi Turun tehtaalla val- mistetaan erilaisia kaura- soija- ja riisijuomia sekä hapatettuja soijavalmisteita ja kaurapohjaisia elintarvi- ketuotteita. Tehtaan energiankulutuksen, tuotantomäärien, vedenkulutuksen, jätevesimäärien ja kiinteiden jätteiden osalta on käytetty vuoden 2010 tuotantotietoja tammi-toukokuulta. Sähkö- ja lämpöenergianku- lutus on laskettu keskimääräisenä arvona koko tehtaan kokonaistuotantomäärää kohden, sillä kuormituk- sia ei pystytty tämän tutkimuksen puitteissa jyvittämään eri tuotteille. Pääasialliset prosessivaiheet ovat soijan kuorinta, soijabaasin valmistus, jossa kuoritut soijapavut sekoitetaan veteen ja baasin jalostus, sekä useat vaiheet, joissa juomaa lämmitetään korkeisiin lämpötiloihin. Lämpöenergian tuottaa raskasta polt- toöljyä käyttävä erillinen kattila, josta tutkimusta varten saatiin kattilakohtaiset päästötiedot. Kaukoläm- mön tuotannon ympäristökuormitustiedot saatiin kaukolämmön toimittajalta. Ruispalaleipä Ruispalaleivän valmistusprosessia koskevat tiedot on kerätty kolmelta ruispalaleipää valmistavalta leipo- molta. Ruispalaleivän valmistusprosesseista kerätyt tiedot vastaavat kyseisten leipomoiden todellisia pro- sessitietoja vuodelta 2008 koskien tuotantolaitosten energiankulutusta, veden kulutusta, jäteveden määrää ja laatua sekä kiinteitä jätteitä. Raaka-aineiden käyttö laskettiin ruispalaleivän reseptin mukaisesti huomi- oiden myös paistohävikin. Ruispalaleivän valmistukseen kuuluvat raaka-aineiden vastaanotto ja varas- tointi, taikinan valmistus ja nostatus, paisto, jäähdytys ja pakkaaminen. Leipomoiden kuormitukset, kuten energiankulutus, allokoitiin leipomoiden tuotteille, esim. kahvileiville ja erilaisille leiville, massaperusteisesti, koska tuotantolinjakohtaisia mittaustietoja ei ollut saatavissa pelkän ruispalaleivän tuotannon kulutuksista ja jätteistä. Ruispalaleivän tuotannon kuormitukset laskettiin siis jakamalla koko tuotantolaitoksen vuosittaiset energiankulutus- ja jätemäärät laitoksen vuosittaisella kokonaistuotantomäärällä. Raaka-aineiden käyttö laskettiin tuotekohtaisen reseptin mukaisesti. Myös paistohävikki huomioitiin. Tutkimuksessa huomioitiin leipomoiden erisuuruiset ruispalaleivän valmis- tusmäärät siten, että syötteiden ja tuotosten osalta käytettiin painotettuja keskiarvoja kunkin leipomon ruispalaleivän valmistusmäärän suhteen. Ruispalaleivän valmistuksessa syntyville vähempiarvoisille sivu- tuotteille, kuten sekundalle, ei allokoitu kuormituksia. Leipomoissa käytetyn energian tuotantotavat ja kulutukset olivat erilaiset. Valmistettavat tuotteet sekä syntyvien sivutuotteiden määrät olivat erilaiset eri leipomoilla. MTT RAPORTTI 14 19 Kokolihaleikkele Kokolihaleikkele valmistetaan ja pakataan HK Ruokatalo Oy:n Vantaan tuotantolaitoksella. Prosessin päävaiheet ovat massan sekoitus ja maseeraus, kokolihaleikkeleen kypsennys, savustus ja siivuttaminen sekä siivujen pakkaaminen. Leikkeleen savustus jätettiin tutkimuksen ulkopuolelle. Vantaan tuotantolai- tokselta saatiin tiedot tuotteen reseptistä, tuotteen valmistamisessa syntyvästä sekajätteen määrästä sekä vuoden 2008 osalta tiedot koko tuotantolaitoksen sähkön-, lämmön- ja polttoaineiden (propaani ja maa- kaasu) kulutuksesta, koko tuotantolaitoksen jätevesimäärästä sekä koko tuotantolaitoksen tuotantomääräs- tä. Koska tarkempia arvioita juuri ylikypsän saunapalvikinkun tuotantoprosessista ei ollut käytettävissä, käytettiin mallinnuksessa energiankulutusten ja jäteveden osalta keskimääräisiä koko tuotantolaitoksen kattavia lukuja eli koko tuotantolaitoksen vuosittaiset energiankulutus- ja jätevesimäärät jaettiin laitoksen vuosittaisella tuotantomäärällä. Tuotteen raaka-ainetarve laskettiin tuotteen reseptin kautta. 2.4.5 Tuotejakelu Valmiin tuotteen kuljetuksista runkokuljetukset ja tuotejakelu mallinnettiin Soygurtin osalta Inex Partners Oy:ltä saatujen tietojen perusteella. Kokolihaleikkeleen osalta runkokuljetukset mallinnettiin HK Ruoka- talon lähtötietojen perusteella ja tuotejakelu Inex Partners Oy:ltä saatujen tietojen perusteella. Kyseiset kuljetustiedot sisälsivät polttoainemäärät suhteessa kuljetettuihin tuotemääriin. Ruispalaleivän kuljetus- tiedot mallinnettiin Fazer Leipomoilta saatujen tietojen perusteella. Tuotejakelu mallinnettiin kahden tyypillisen esimerkkireitin mukaan. Tiedot sisälsivät reittien polttoaineiden kulutuksen suhteessa kuljetet- tuihin tavaramääriin. Ruispalaleivän runkokuljetukset mallinnettiin käyttämällä Fazer Leipomoilta saatuja lähtötietoja kuljetusmatkoista, kuormien täyttöasteista, kuljetusmääristä ja polttoaineiden kulutuksista. Loput tiedot kuljetusmatkoista ja kuljetustavoista perustuivat kuljetusyrityksille tehtyihin kyselyihin. Kuljetusten hiilijalanjälkitietojen päästökertoimien laskentaperusteina toimi VTT:n ylläpitämä LIISA- tietokanta. Maataloustuotteiden keskimääräiset kuljetusmatkat laskettiin painotettuja keskiarvoja käyttäen tilojen keskimääräisistä etäisyyksistä kuljetuskohteisiin. Allokointi kuljetuserässä kuljetettujen erilaisten tuotteiden välillä tehtiin massa-allokointina. 2.4.6 Kauppa Kaupan osalta huomioitiin tuotehävikki sekä keskusvarastojen ja vähittäiskauppojen lämmön- ja sähköku- lutus, jotka arvioitiin Inex Partners Oy:n toimittamien tietojen pohjalta. Tiedot sisälsivät kauppaketjun kokonaisenergiankulutukset jaoteltuna lämpöenergiaan, kylmälaitteiden sähköenergiankulutukseen sekä muuhun sähkönkulutukseen. Kylmälaitteiden sähkönmulutukset suhteutettiin kauppaketjun kylmätuottei- den kokonaismäärään ja muut energiankulutukset suhteutettiin kauppaketjun kokonaismyyntiin. Sähkö- energian tuotannon päästökertoimina käytettiin suomalaisen keskimääräisen sähkön päästökertoimia ja lämpöenergian tuotantoon keskimääräisiä suomalaisen kaukolämmön päästökertoimia. Kaupan hävikistä saatiin tuotekohtaisin tietoja Inex Partners Oy:ltä. 2.4.7 Kotitalouksien ruokahävikki Kotitalouksissa syntyvä ruokahävikki koskien kaikkia tapaustutkimustuotteita selvitettiin Research In- sightin suorittamassa kuluttajakyselyssä. Kysely toteutettiin Internet -kyselynä ja vastaajat rekrytoitiin Research Insightin kuluttajapaneelista. Tutkimukseen vastasi jokaisen tuoteryhmän osalta yli 500 18–64 - vuotiasta henkilöä, jotka käyttivät kyseisten tuoteryhmien tuotteita vähintään kerran vuodessa. Tutkittujen tuotteiden kuluttajahävikkien arvioitiin olevan suurin piirtein samaa luokkaa kuin muiden saman tuote- ryhmän tuotteiden, joten kyselyä laajennettiin tuotteiden käyttäjien tavoittamisen helpottamiseksi koske- maan jokaisen tapaustutkimus-tuotteen tuoteryhmäkohtaista hävikkiä kotitalouksissa. Kyselyssä vastaajaa pyydettiin arvioimaan, kuinka paljon heidän talouteensa ostetaan ruispalaleipiä, kokolihaleikkeleitä ja jogurtteja tai vastaavia soijapohjaisia tuotteita erikokoisissa pakkauksissa ja kuinka paljon tuotteista syn- MTT RAPORTTI 14 20 tyy ruokahävikkiä. Lisäksi kysyttiin ruokahävikin subjektiivisesta kokemisesta, vähentämisestä ja jättei- den kierrätyksestä. Kyselytutkimuksen tulosten mukaan kyseisten tuoteryhmien kuluttajahävikit ovat hyvin pieniä ja suu- rimmalla osalla kuluttajista ei synny ollenkaan hävikkiä kyseisten tuoteryhmien kohdalla. Kuitenkin use- ampien ruokahävikkitutkimusten mukaan hävikiksi päätyy kotitalouksissa 10 -20 % hankitusta ruuasta. Lisäksi vastaajien huomattiin arvioivan kotitaloutensa tuoteryhmäkohtaiset ostovolyymit selkeästi todelli- sia suuremmaksi ja niitä jouduttiin painottamaan alaspäin tuoteryhmien kokonaismyyntivolyymien perus- teella. Ruuan ostomäärien ja hävikin syntymäärien arviointi on kuluttajille hyvin vaikeaa ja näin ollen kyselyn tuloksena saadut kotitalouksien ruokahävikkiprosentit ovat vain karkeita arvioita kyseisten tuot- teiden hävikeistä kotitalouksissa. Soygurtin osalta ruokahävikkiä syntyy kuluttajien tietoisesti pois heittämän tuotemäärän lisäksi tyhjennet- tyjen pakkausten seinämille jäävistä tuotejäämistä. Tuotejäämien määrät selvitettiin Raision tekemissä tyhjennyskokeissa. Kyseisissä kokeissa tyhjennettiin sekä tölkkejä että pikareita erilaisilla tavoilla ja sel- vitettiin punnitsemalla tyhjennettyyn pakkaukseen jääneiden tuotejäämien painon osuus suhteessa täyden pakkauksen tuotesisällön painoon. Molemmille pakkauksille tehtiin useammalla tyhjennystavalla useita toistoja, joiden tuloksista laskettiin keskiarvot. Kuluttajakyselyssä kysyttiin kuluttajilta, millä tavoin he tavallisesti tyhjentävät vastaavanlaiset jogurttipakkaukset ja näin saatiin arviot eri tyhjennystapojen käyt- töosuuksista kuluttajien keskuudessa. Tölkkiin ja pikariin keskimäärin jäävien tuotejäämien määrät arvi- oitiin laskemalla eri tyhjennystapojen hävikeistä kyseisten tyhjennystapojen käyttöosuuksilla painotetut keskiarvot. Soygurtin kotitalouksien hävikiksi saatiin pienemmällä pakkauskoolla 1,5 % ja suuremmalla pakkaus- koolla 2,3 %. Lisäksi pakkausten reunoille ja pohjaan jäi tuotetta seuraavasti: pienempään pakkaukseen 2,5 % ja suurempaan pakkaukseen 6,1 %. Kokonaishävikiksi tuli siis pikarivaihtoehdolla 4 % ja tölkki- vaihtoehdolla 8,4 %. Ruispalaleivän hävikiksi kotitalouksissa saatiin tässä tutkimuksessa käytettävissä olleilla kahdella pak- kauskoolla keskimäärin noin 4 %, mikä mitä todennäköisimmin on pienempi, kuin mitä se todellisuudessa on. Kuluttajakyselyssä kysyttiin kahden erityyppisen kokohihaleikkeleen hävikkiä, joista toisen kuluttajahä- vikiksi saatiin tässä tutkimuksessa tarkastelun kohteena olleilla kahdella pakkauskoolla noin 1,5 %. Toi- sen kokolihaleikkeleen 300 gramman pakkauksen kuluttajahävikiksi saatiin 1,4 % ja 150 gramman pak- kauksen kuluttajahävikiksi 0,7 %. Tämän tutkimuksen perusteella pakkauskoolla ei näin ollen ole välttä- mättä vaikutusta kotitalouksien ruokahävikkiin tämän tuotteen osalta. Myös kokolihaleikkeleen osalta kotitalouksien hävikkiprosentin arvioitiin todellisuudessa olevan kuluttajakyselyn osoittamaa tulosta suu- rempi. Tutkimuksessa selvitettiin myös tuotteiden poisheittojen syitä ja hävikin syntyyn vaikuttavia tekijöitä. Ruispalaleipien osalta yleisin syy poisheitolle oli homehtuminen tai kuivuminen ja leikkeleen ja jogurtti- en osalta viimeisen käyttöpäivän tai parasta ennen –päivän ohittuminen. Yleisin hävikin syntyyn vaikut- tanut taustatekijä oli ruispalaleipien osalta tuoreemman leivän ostaminen, jolloin edellinen jää syömättä, kokolihaleikkeleiden osalta unohtuminen jääkaappiin tai ostettaessa liian vähän säilyvyysaikaa jäljellä ja jogurttien osalta unohtuminen jääkaappiin. Jokaisen tuoteryhmän osalta hävikkiä syntyi eniten niissä ta- louksissa, joissa kyseisen tuoteryhmän tuotteita käytettiin vähän. Pienten ostovolyymien vuoksi eniten haaskaavien vaikutus kokonaishävikkiin jää kuitenkin pieneksi. Suurin osa kuluttajakyselyyn vastanneista ilmoitti, ettei heillä synny lainkaan ruokahävikkiä tutkituissa tuoteryhmissä. Koska kuluttajakyselyn tuloksiin liittyy paljon epävarmuutta ja saadut kotitalouksien ruo- kahävikkiarviot olivat kansainvälisten ruokahävikkitutkimusten tuloksiin verrattuna hyvin pieniä, lasket- tiin tutkittujen tuotteiden ympäristövaikutukset seuraavilla kuluttajahävikkiskenaarioilla: Soygurt: muovipikari 2,4 ja 6 % ja nestepakkauskartonkitölkki 5, 8 ja 11 %. Ruispalaleipä: 0, 0,5 ja 1 leipäpalaa kaikille pakkauksille (yhden palan massa 56g) Kokolihaleikkele: 0, 1 ja 2 siivua kokolihaleikkelettä (siivun massa 12 g) MTT RAPORTTI 14 21 2.4.8 Veden ja jäteveden käsittely Talousveden puhdistusprosessin veden ja jäteveden käsittelyn osalta käytettiin lähdettä Tenhunen ym. (2000), joka on mallinnettu Tampereen vesilaitoksen tuotantoprosessista. 2.4.9 Jätteiden käsittely Kiinteiden jätteiden käsittely, lukuun ottamatta kuluttajahävikkiä ja pakkausten loppukäyttöä, rajattiin tarkastelun ulkopuolelle, koska tuotantoketjussa syntyvien kaatopaikkajätteiden määrät ovat erittäin pie- niä. Muiden kuin kierrätykseen tai energiahyötykäyttöön toimitettavien jätteiden kuljetukset on laskelmis- sa huomioitu. 2.4.10 Kuluttajapakkausten ja kotitalouksien ruokahävikin kierrätys ja jätehuolto Tuotteen elinkaaren mallintamista tuotteen oston jälkeen hankaloitti se tekijä, ettei voi tietää, missä elin- tarvike käytetään, lajitteleeko kuluttaja syntyneen jätteen ja millaiset ovat käytettävissä olevat jätteenkä- sittelyratkaisut jätteen syntypaikalla. Ongelmaa pyrittiin ratkaisemaan jäljempänä esitetyin erilaisin jät- teenkäsittelymallien avulla. Nämä kuvaavat kahta tyypillistä tilannetta Suomessa jäteratkaisujen osalta. Jätehuoltolaitokset eivät tarkalleen kuvaa jonkin tietyn kaatopaikan, jätevoimalan tai kompostointilaitok- sen käytössä olevia menetelmiä tai niissä syntyviä päästöjä. Kaikissa yksikköprosesseissa on kuitenkin pyritty mallintamaan tyypillinen Suomeen sijoittuva ratkaisu. Mallinnettuja nykytiloja voidaan soveltaa myös muun Suomen kuin pääkaupunkiseudun tilanteeseen, mikäli valitaan 1b-nykytilassa - energiajätteen hyötykäyttö sopivin korvattu lämmöntuotantomuoto. Jätehuollon yksikköprosessit -kappaleessa on tehty tarkemmin selkoa oletuksista eri jätteenkäsittelyprosesseista. Jätekuljetusten vaikutusta on arvioitu valitsemalla etäisyys Helsingin keskustasta pääkaupunkiseudulle tyypilliseen jätehuoltolaitokseen. Jätekuljetusten osalta etäisyydet ovatkin yksinkertaistavia ja ne riippu- vat aina tarkasteltavasta paikkakunnasta. Tässä jätehuoltotarkastelussa ei tarkoituksena ole vertailla jätehuoltoratkaisuja keskenään, vaan tarkastel- la, millaiset ympäristökuormat eri pakkauskombinaatioilla syntyy erilaisissa jätehuoltoympäristöissä. Nykytilaa kuvaavissa jätteenkäsittelyskenaarioissa tuotteen käyttäjän lajittelukäyttäytymistä on mallinnet- tu materiaalien kierrätyksen ja hyötykäytön suomalaisten keskiarvojen avulla. 1a) Nykytila kuvaa tilannetta, jossa ei ole jätteiden energiahyötykäyttömahdollisuutta. Sekajäte si- joitetaan kaatopaikalle, kuitupakkauksista osa kierrätetään ja osa loppusijoitetaan kaatopaikalle. Elintar- vikkeista kokolihaleikkele ja ruispalaleipä kompostoidaan suurelta osalta, loppu ruokahävikistä päätyy kaatopaikalle. Soygurt oletetaan olevan koostumukseltaan sellaista, ettei kuluttaja laita sitä ensisijaisesti biojäteastiaan, vaan tässä mallissa Soygurt päätyy pakkauksen pohjalla kokonaan kaatopaikalle. 1b) Nykytila – energiajätteen hyötykäyttö kuvaa tilannetta, jossa jätteillä on energiahyötykäyttömah- dollisuus. Sekajäte menee pääsääntöisesti energiahyötykäyttöön ja pieni osuus sekajätteestä päätyy kaato- paikalle. Kuitupakkaukset päätyvät suurelta osin materiaalikierrätykseen, osa kuitupakkauksista menee myös energiahyötykäyttöön ja osa kaatopaikalle. Kokolihaleikkele ja ruispalaleipä kompostoidaan suurel- ta osalta, loppu kuluttajahävikistä päätyy kaatopaikalle. Tässä mallissa oletetaan, että kuluttaja huuhtelee viemäristä alas Soygurt-jäämät, jolloin ne päätyvät jäteveden käsittelyyn. 2a) Massapolttoskenaario painottaa energiahyötykäyttöä. Tässä skenaariossa oletetaan, että kaikki mate- riaalit ja elintarvikejäämät hyödynnetään energiantuotantoon 100 prosenttisesti. 2b) Energiajätteen hyötykäyttö – maksimaalinen kierrätys olettaa, että pakkausmateriaalit, jotka käy- tössä olevin keinoin pystytään kierrättämään, kierrätetään materiaalina, ja loput materiaalit (sekajäte) hyödynnetään energiana. Kokolihaleikkele- ja ruispalaleipäjäämät kompostoidaan 100 prosenttisesti ja Soygurt-jäämät päätyvät jätevedenkäsittelyyn. MTT RAPORTTI 14 22 Edellä kuvatuissa niin sanotuissa polttoskenaarioissa (2a ja 2b) materiaalit päätyvät kokonaisuudessaan aina tiettyyn jätteenkäsittelylaitokseen, jotta saataisiin lajitteluasteesta riippumatonta selkeyttä eri jäterat- kaisujen välille. Kaikkien neljän jätteenkäsittelymallin yhteenveto ja pakkausmateriaalien ja elintarvikejäämien päätymi- nen eri osuuksilla eri jätteenkäsittelyvaihtoehtoon on esitetty taulukoissa 4 ja 5. Prosenttiosuudet perustu- vat PYR:n (Pakkausalan ympäristörekisteri Oy) pakkausten hyötykäyttö- ja kierrätystilastoihin vuodelta 2007 (PYR 2009), henkilökohtaisiin tiedonantoihin (Leppänen-Turkula 2009; Jokela 2009) sekä biojät- teen ja sekajätteen osalta Tilastokeskuksen jätetilastoihin vuodelta 2004 (Tilastokeskus 2005). Kaupan kiristekalvojen osalta prosenttiosuudet on määritelty S-ryhmän tarjoamien arvioiden perusteella (Nekkula ja Niinivaara 2010). Taulukko 4: Eri jätteenkäsittelyvaihtoehtoihin päätyvien materiaalien ja elintarvikejäämien osuu- det tarkastelluissa nykytilaa kuvaavissa malleissa 1a ja 1b. Kaato- paikka Kierrätys Energia- hyöty- käyttö Kom- postointi Jäte- veden käsittely lähde % -osuudelle 1A) NYKYTILA PE, PP, PA, PET,, muovitettu paperi, kartonki/PE/EVOH, sulkimen teräs, alumiinikannet ja nestepakkauskartongin alumiini 100 % Aaltopahvi (jätteen tuottajana kaupan yksiköt) 100 % PYR; Leppänen-Turkula 2009 PE-kiristekalvo (jätteen tuotta- jana kaupan yksiköt) 30 % 70 % Nekkula, Niinivaara 2010 Nestepakkauskartonki 62 % 38 % PYR; Leppänen-Turkula 2009 Kokolihaleikkele ja ruispala- leipä 18 % 82 % Tilastokeskus 2005 Soygurt 100 % 1B) NYKYTILA ENERGIAHYÖTY- KÄYTÖLLÄ PE, PP, PA, PET,, muovitettu paperi, kartonki/PE/EVOH, sulkimen teräs, alumiinikannet ja nestepakkauskartongin alumiini 1 % 99 % Tilastokeskus 2005 Aaltopahvi (jätteen tuottajana kaupan yksiköt) 92 % 8 % PYR; Leppänen-Turkula; Jokela 2009 PE-kiristekalvo (jätteen tuotta- jana kaupan yksiköt) 70 % 30 % Nekkula ja Niinivaara 2010 Nestepakkauskartonki 7 % 38 % 55 % PYR; Leppänen-Turkula 2009 Kokolihaleikkele ja ruispala- leipä 18 % 82 % Tilastokeskus 2005 Soygurt 100 % MTT RAPORTTI 14 23 Taulukko 5: Eri jätteenkäsittelyvaihtoehtoihin päätyvien materiaalien ja elintarvikejäämien osuu- det tarkastelluissa skenaarioihin 2a ja 2b perustuvissa malleissa. Kaato- paikka Kierrätys Energia- hyöty- käyttö Kom- postointi Jäte- veden käsittely lähde % -osuudelle 2A) MASSAPOLTTO- SKENAARIO PE, PP, PA, PET,, muovitettu paperi, kartonki/PE/EVOH, aaltopahvi, sulkimen teräs, alumiinikannet ja nestepak- kauskartongin alumiini 100 % Kokolihaleikkele, ruispalaleipä ja Soygurt 100 % 2B) ENERGIAHYÖTY- KÄYTTÖ + MATERIAALIN KIERRÄTYS PE, PP, PA, PET,, muovitettu paperi, kartonki/PE/EVOH, sulkimen teräs, alumiinikannet ja nestepakkauskartongin alumiini 100 % Aaltopahvi, karton- ki/PE/EVOH ja nestepakkaus- kartongin kartonkiosa 100 % PE-kiristekalvo 100 % Kokolihaleikkele ja ruispala- leipä 100 % Soygurt 100 % Jätteiden kuljetukset Jätteiden syntypaikaksi on oletettu pääkaupunkiseutu. Kuljetukset jätteensyntypaikasta jätteenkäsittelylai- tokseen on otettu huomioon. Kuljetusetäisyydet on arvioitu Google Maps -karttapalvelun avulla Helsin- gin keskustasta kulloiseenkin jätteenkäsittelylaitokseen. Kuljetusetäisyyksiksi on valittu Helsingin keskustan ja alueelle tyypillisen jätteenkäsittelylaitoksen väli- nen etäisyys. Kaatopaikkasijoitus ja kompostointi oletetaan tapahtuvan Ämmässuon jätteenkäsittelykes- kuksessa, jolloin kuljetusetäisyytenä on käytetty 30 kilometriä. Energiahyötykäyttö oletetaan tapahtuvan vuonna 2014 valmistuvassa jätteenpolttolaitoksessa Vantaalla, jolloin etäisyydeksi muodostuu 20 kilo- metriä. Kuitupakkausten kierrätys tapahtuu tällä hetkellä Porissa Corenson tehtailla, jonne matkaa Hel- singistä on n. 250 kilometriä. Kuidun kierrätysprosessissa syntyvä rejekti poltetaan Porin Kaanaan voima- laitoksella, jonne Porin Corenson tehtaalta on noin 40 kilometrin matka. Kierrätettävien muovikalvojen kuljetusetäisyytenä on käytetty L&T:n Keravan kierrätyslaitoksen ja Muoviportin Merikarvialla sijaitse- van toimipisteen välistä noin 300 kilometrin mittaista etäisyyttä. Kuljetukset on mallinnettu Euro 3-päästöluokan kuorma-autolla, jonka kokonaiskapasiteetti 12–14 tonnia. Lastin täyttöasteena on käytetty 85 prosenttia. Kuljetuksissa on huomioitu dieselin kulutus ja sen tuotanto. Kierrätys Suomessa kotitalouksissa syntyvien kuitupakkausten kierrätys keskitetään tulevaisuudessa kokonaan Po- riin Corenson tehtaille (Stora Enso 2010). Keräyskuiduista valmistetaan uusiomassaa, jota Suomessa käy- MTT RAPORTTI 14 24 tetään hylsykartongin raaka-aineena. Uusiomassan ja hylsykartongin tuotanto ovat omaa tuotejärjestel- määnsä. Kierrätysprosessissa pystytään käyttämään luonnollisesti hyödyksi vain pakkausten kuidun osuus, ja nestepakkauskartongin polyeteeni- ja alumiiniosat ovat prosessissa syntyvää rejektiä. Tällä het- kellä rejekti poltetaan Porissa Kaanaan biovoimalaitoksella (Nyberg 2010), jonka polttoaineena voidaan käyttää turvetta, haketta, hiiltä ja kierrätyspolttoainetta. Mallinnuksessa on oletettu, että rejektiä polttoai- neena käyttämällä vältytään sillä osuudella turpeen poltolta. Kaupan yksiköissä syntyvää polyeteenikalvoa voidaan kierrättää materiaalina. Kierrätyskäytännöt vaihte- levat kaupoittain ja alueellisesti. Jos kalvomuovi kierrätetään materiaalina, siitä tehdään muoviteollisuu- den käyttöön granulaattia, josta valmistetaan yleensä alemman jalostusasteen tuotteita. Kierrätys- ja gra- nulointilaitoksia on käytössä useita, sekä Suomessa että ulkomailla. Kierrätysprosessissa tapahtuva hä- vikki johtuu materiaalin sisältämistä asiaankuulumattomista komponenteista, kuten etiketeistä ja hävikin määrä on arviolta 15–25 prosentin luokkaa (Oksanen 2010). Mallinnuksessa on käytetty alinta hävikki- prosenttia, eli 15 prosenttia, sillä hävikin voidaan olettaa olevan vähäistä, kun yhtä kuormalavaa kohden käytetään yhtä A5-kokoista etikettiä. Kun materiaaleja kierrätetään, saadaan uusiomateriaalia uusien tuotteiden raaka-aineeksi ja vältytään neitseellisen materiaalin käytöltä. Tällöin olisi kohdennettava osa primaarituotteen aiheuttamista päästöis- tä ja sen vaatimista panoksista myös sekundaarituotteelle. ISO 14044 -standardi kehottaa mahdollisuuksi- en mukaan käyttämään uudelleenkäyttö- ja kierrätystilanteissa allokointiperusteena 1) fysikaalisia omi- naisuuksia, 2) taloudellista arvoa ja 3) kierrätetyn materiaalin myöhempien käyttökertojen määrää. Tut- kimuksessa on katsottu parhaimmaksi käyttää edellä olevista kolmatta allokointiperustetta lisättynä allo- kointikertoimiin tuotteiden taloudelliset arvot, jotka saatiin EUWID-tietokannasta. Eli tutkimuksessa al- lokointiongelmaa on lähestytty ISO/TR 14049 -raportissa (2000) esitellyn avoimen tuotejärjestelmän avoimen allokointimenettelyn kautta, jossa lasketaan primaari- ja sekundaarituotteelle allokointikertoi- met, joiden avulla syötökset ja tuotokset jaetaan primaari- ja sekundaarituotteen kesken. Liitteessä 1 on esitelty lyhyesti laskennan teoriaa ja sen soveltamista kyseisiin tapaustutkimus-pakkauksiin. Energiahyötykäyttö Energiahyötykäytön osalta mallinnuksessa on käytetty pakkausmateriaaleille ELCD/PE-GaBin polttopro- sesseja kunnallisessa jätteenkäsittelylaitoksessa. Mallinnuksessa on käytetty, mikäli mahdollista, tieto- kannan materiaalikohtaisia polttoprosesseja. Polttoprosessi perustuu arinatekniikkaan. Mallinnuksessa höyryntuotannon hyötysuhde on 94 % ja höyrystä 12 % käytetään sähköntuotantoon. Tuotetusta höyrystä osa käytetään prosessihöyrynä, ja loput päätyvät kotitalouksien ja teollisuuden tarpeisiin. Prosessiin on sisällytetty savukaasujen puhdistus sekä tuhkan loppusijoitus. (GaBi 4.3) Mallinnusta tehdessä ei löydetty riittävää tietoa alumiinin eikä teräksen polttoprosesseille, ja ne jätettiin mallintamatta. Tämä tuskin tuottaa kovin suurta virhettä tarkasteluun ainakaan energiahyödyn osalta, sillä metallit ainoastaan lämmitetään ja jäähdytetään jätteenpolttokattilassa, eivätkä ne lisää jätteen lämpöarvoa (Maskuniitty 2002). On kuitenkin huomioitava, että metallien poltolla voi olla joitakin ympäristövaiku- tuksia ja ne ovat kattilan kannalta haitallisia. Elintarvikejäte menee polttoon 2a massapolttoskenaariossa. Keittiöjätteen kosteuspitoisuus vaihtelee, mutta se on noin 70 %:n luokkaa. Tästä johtuen myös jätteen lämpöarvo on hyvin alhainen, noin 3 MJ/kg (Wellinger et. al 2006). Kokolihaleikkeleen ja ruispalaleivän lämpöarvoksi valittiin edellä mainittu 3 MJ/kg, Soygurtin kuiva-ainepitoisuus on alhaisempi, joten sen lämpöarvona käytettiin 2 MJ/kg. Biojätteen poltosta aiheutuvat hiilidioksidipäästöt katsotaan bioperäisiksi. Eräiden arvioiden mukaan bio- jätteen polton CO2-päästökerroin (bioperäinen hiilidioksidi) on 62–69 g/MJ (Lettojärvi lähteessä Virta- vuori 2009). Tarkastelussa CO2-päästökertoimeksi valittiin 65 g/MJ. Biojätteen energiahyötykäytölle oli vaikea löytää muita luotettavia päästöarvoja, joten tarkastelussa on huomioitu vain ruoan poltosta synty- vät hiilidioksidipäästöt (bioperäisiä) ja tuotettu energia. On kuitenkin huomioitava, että ruokajätteen pol- tolla voi olla joitakin ympäristövaikutuksia. Biojätteen polton metaanipäästöjä ei pidetä merkittävinä pol- ton korkeista lämpötiloista ja riittävän pitkistä viipymäajoista johtuen. Poltossa syntyy N2O-päästöjä, mutta merkittävästi vähemmän kuin CO2-päästöjä. N2O-päästöjen syntyminen riippuu lämpötilasta, vii- pymäajasta ja esimerkiksi ammoniakin syötöstä NOx-yhdisteiden vähentämistarkoituksessa. (IPCC 2000.) Jätteenpolton N2O-päästöille on esitetty arvoja esimerkiksi yhdyskuntajätteelle, mutta tarkempaa tietoa ruokajätteen polton N2O-päästöille ei löydetty. MTT RAPORTTI 14 25 Jätettä poltettaessa tuotetaan siis lämpöä ja sähköä. Näin vältetään energian tuotantoa muilla keinoin. Korvattuna sähköntuotantona on mallinnuksessa käytetty Suomen keskimääräistä sähköntuotantoa. Kor- vattuna lämmöntuotannon polttoaineena on käytetty maakaasua. Kaatopaikkasijoitus Kaatopaikkasijoituksessa on valittu tarkastelujaksoksi 100 vuotta. Kaatopaikkasijoituksessa on huomioitu jätteen anaerobisesta hajoamisesta syntyvät metaani- ja hiilidioksidipäästöt sekä jätekuormien käsittelyssä tarvittavien työkoneiden päästöt. Syntyvän kaatopaikkakaasun koostumus on yksinkertaistettu pelkästään metaaniksi ja hiilidioksidiksi, ja niitä on oletettu syntyvän suhteessa 50/50. Tuotetun metaanin keräysas- teen on oletettu olevan 50 % ja kerätty metaani poltetaan hiilidioksidiksi ilman energiahyötykäyttöä. Elintarvikejätteiden DOC-pitoisuudeksi (Degradable Organic Carbon, hajoavan orgaanisen hiilen osuus) on valittu 16 % (Petäjä 2002; Smith et al 2001) ja DOC:ista kaatopaikkakaasuja aiheuttavaksi osuudeksi 75 % (Smith et al 2001), olettaen, että kaikki orgaaninen hiili ei hajoa tai hajoaa hyvin hitaasti (IPCC 2000). Elintarvikejätteiden kaatopaikkasijoituksesta syntyvä hiilidioksidi ja metaanista hapettuva hiilidi- oksidi oletetaan bioperäisiksi (esim. Manfredi ym.2009). Vastaavasti paperilla, nestepakkauskartongilla ja pahvilla DOC-pitoisuus on 40 % (Petäjä 2002), josta kaatopaikkakaasuja muodostaa 35 %:n osuus (Smith et al 2001). Kuitujen kaatopaikkasijoituksesta synty- vä hiilidioksidi ja metaanista hapettuva hiilidioksidi oletetaan bioperäisiksi. Tarkastelussa mukana olleet muovit (PE, PP, PA, PET) ja metallit (teräs, alumiini) oletetaan inerteiksi, eivätkä ne hajoa tarkastelujakson aikana eivätkä täten muodosta kaatopaikkakaasuja. Näin ollen näitä materiaaleja voidaan ilmastonmuutosnäkökulmasta pitää hiilen varastona. Kaatopaikkasijoituksessa syntyviä suotovesiä tai niiden käsittelyä ei ole otettu tarkastelussa huomioon. Hiilen osalta suotovesiin liukenee noin 1-4 prosenttia jätteen sisältämästä hiilestä (Manfredi ym.2009) Kaatopaikalla tarvittavien työkoneiden dieselin käyttö on huomioitu. Dieselin kulutuksena on käytetty 0,83 kg/tjäte ja CO2-päästönä 3 kg/tjäte (Myllymaa et al 2008). Kompostointi Kompostiin päätyy jätteenkäsittelymallista riippuen osa syntyvästä ruokahävikistä. Kompostoinnissa syn- tyvät päästöt riippuvat paljon jätteen ominaisuuksista ja kompostointitavasta, esimerkiksi kompostin kääntelystä, ilmastuksesta, kosteudesta ja lämpötilasta. Tarkastelussa on käytetty tyypillisen biojätteen kompostointiprosessin päästöjä (Myllymaa et al 2008): Biojätteen kuiva-ainepitoisuudeksi on oletettu ennen kompostointia 33 % ja kompostoinnin jälkeen 45 %. Hiilestä oletetaan hajoavan 65 %. Kompos- toinnin tuki-aineena käytetään haketta, jonka ei oleteta kuluvan kompostointiprosessissa. Kompostoinnis- sa syntyy metaani-, ammoniakki-, dityppioksidi- ja hiilidioksidipäästöjä, joista CO2-päästöt katsotaan bioperäisiksi, sekä prosessissähkön kulutuksen aiheuttamia päästöjä. Kompostoinnin lopputuotteena syntyy kasvualustaa, jota voidaan käyttää esimerkiksi viherrakentamises- sa. Tällä tavoin korvataan kasvualustan hankinta muusta raaka-aineesta, tässä tutkimuksessa korvattuna raaka-aineena on käytetty turvetta. Kompostoidun biojätteen oletetaan korvaavan turvetta suhteessa 1:1, joten korvattuna yksikköprosessina on käytetty turpeen tuotantoa. Turpeen tuotannon päästön arvoina on käytetty Myllymaan ynnä muiden (2008) ilmoittamia arvoja. Jäteveden käsittely Jäteveden käsittelyn yksikköprosessia tarvitaan Soygurtille 1b- ja 2b-jätehuoltomalleissa. Tällöin kulutta- jan oletetaan huuhtelevan Soygurt-jäämät viemäristä alas, jolloin se päätyy jätevedenpuhdistamolle. Pro- sessina on käytetty PE-GaBin orgaanista ainesta sisältävän jäteveden puhdistusprosessia. Se sisältää jäte- veden mekaanisen, biologisen ja kemiallisen käsittelyn sekä lietteen käsittelyn (sakeutus, kuivaus, käsitte- ly ja poltto). (GaBi 4.3). Prosessi kuvastaa eurooppalaista tilannetta, mikä ei välttämättä vastaa täysin suomalaista jäteveden puhdistamoa. MTT RAPORTTI 14 26 3 Tulokset ja tuloksen tarkastelu 3.1 Tapaustutkimus Soygurt 3.1.1 Hiilijalanjälki Tapaustutkimus Soygurtin osalta tuotteen tuotantoketjun osuus on noin 80–90 % pakatun tuotteen koko- naishiilijalanjäljestä loppukäyttöskenaariosta riippuen. Pakkausten valmistuksen osuus on tölkkivaihtoeh- dolla noin 5 % ja pikarivaihtoehdossa noin 10 %. Energiahyötykäyttöskenaarioissa pakkausten jätehuol- lon osuus kokonaishiilijalanjäljestä on tölkkivaihtoehdolla 1-1,5 % ja pikarivaihtoehdolla 8 %. Mikäli pakkaukset päätyvät kaatopaikalle, jää pakkausten jätehuollon osuus pikarivaihtoehdon osalta alle pro- senttiin koko elinkaaren aikana syntyvistä kasvihuonekaasupäästöistä. Kuluttajahävikin eli kotitalouksien ruokahävikin osuus oli pikarivaihtoehdolla 3-8 % ja tölkkivaihtoehdolla 5-15 %, kun myös kuluttajahävi- kin jätehuolto huomioidaan. Kuvissa 2 ja 3 on esitetty Soygurtin hiilijalanjälki elinkaaren vaiheittain molemmilla pakkausvaihtoeh- doilla ja kumpikin kolmella eri hävikkiskenaariolla. Kuva 2 kuvaa kierrätys- ja loppukäsittelytapaa ”Ny- kytila 1a” ja kuva 3 kierrätys- ja loppukäsittelytapaa ”Nykytila energiahyötykäytöllä 1b”. Kierrätys- ja loppukäyttötavat on esitetty raportissa aiemmin taulukossa 4. Kuvissa 2 ja 3 tuotteen tuotantoketju käsittää Soygurtin elinkaaren kaikki vaiheet lukuun ottamatta jäte- huoltoa ja pakkausten valmistusta. Jätehuolto sisältää sekä pakkausjätteen että kuluttajahävikin käsittelys- tä syntyvät kasvihuonekaasupäästöt. Kuluttajahävikki kuvaa kuluttajilta hävikiksi päätyneen tuotemäärän koko tuotantoketjun aikana ennen sen jätteeksi päätymistä syntyviä kasvihuonekaasupäästöjä. Sekundaaripakkausten osuus pakkausten hiilijalanjäljestä on pikarivaihtoehdon osalta 6,5 % ja tölkkivaih- toehdolla 1,5-2,5 % riippuen loppukäyttöskenaariosta. Sekundaaripakkausten osuus riippuu paljon kierrä- tysvaiheen allokointikertoimista, sillä massapolttoskenaarioissa 2a kuitupakkausten päästöistä ei allo- koidu päästöjä kierrätystuotteille, koska pakkausjäte poltetaan. 0 400 800 1200 1600 2000 Pik ar i, ku lu tta ja häv ik ki 2 % Pik ar i, ku lu tta ja häv ik ki 4 % Pik ar i, ku lu tta ja häv ik ki 6 % Tölk ki , k ulu tta ja hä vi kk i 5 % Tölk ki , k ulu tta ja hä vi kk i 8 % Tölk ki , k ulu tta ja hä vi kk i 1 1 % kgCO2-ekv/t lopputuotetta Jätehuolto Pakkauksen valmistus Kuluttajahävikki Tuotteen tuotantoketju Kuva 2. Soygurtin hiilijalanjälki komponenteittain nykytila-loppukäyttöskenaariolla 1a. MTT RAPORTTI 14 27 0 400 800 1200 1600 2000 Pik ar i, ku lu tta ja häv ik ki 2 % Pik ar i, ku lu tta ja häv ik ki 4 % Pik ar i, ku lu tta ja häv ik ki 6 % Tölk ki , k ulu tta ja hä vi kk i 5 % Tölk ki , k ulu tta ja hä vi kk i 8 % Tölk ki , k ulu tta ja hä vi kk i 1 1 % kgCO2-ekv/t lopputuotetta Jätehuolto Pakkauksen valmistus Kuluttajahävikki Tuotteen tuotantoketju Kuva 3. Soygurtin hiilijalanjälki komponenteittain nykytila-energiajätteen hyötykäyttö- loppukäyttöske- naariolla 1b. Kuvissa 4 ja 5 esitetään Soygurtin hiilijalanjäljestä pelkästään kuluttajahävikin, pakkauksen ja jätehuollon osuus. Kuvissa 2 ja 3 näkynyt jätehuolto-komponentti on kuvissa 4 ja 5 jaettu neljään komponenttiin. ”Pakkauksen jätehuolto” -komponentti kuvaa pakkausjätteen käsittelyn hiilijalanjälkeä. ”Pakkaus hyvi- tykset” -komponentti tulee esiin vain kuvassa 5, jossa se havainnollistaa pakkausjätteen poltosta saataval- la energialla korvattavan energiantuotannon kasvihuonekaasupäästöjä. Jätteenpoltolla korvattavan energi- antuotantomuodon on ajateltu olevan sähköenergian osalta Suomen keskimääräistä sähköntuotantoa ja lämpöenergian osalta maakaasua. ”Kuluttajahävikki, jätehuolto” -komponentti kuvaa kuluttajien tuotta- man tuotehävikin. ”Kuluttajahävikki hyvitykset” komponentin kuvaamat päästöhyvitykset perustuvat oletetukseen, että kuluttajahävikin kompostoinnissa tuotteena saatu maanparannusaine korvaa tiettyä määrää turvetta. Kuvaajista on hyvin nähtävissä pakkauksen valmistuksen ja jätehuollon suuri osuus verrattuna kuluttaja- hävikkiin. Kuvasta 4 näkee, että jos kuluttajahävikkiä pystytään pienentämään pikarivaihtoehdolla 2 pro- senttiin ja kuluttajahävikin ja pakkausjätteen loppusijoitusvaihtoehtona on kaatopaikka, on sen hiilijalan- jälki pienempi kuin tölkkivaihtoehdon, mikäli tölkkivaihtoehdon kuluttajahävikki jää yli viiteen prosent- tiin. Vastaavasti taas, jos pikarivaihtoehdon kuluttajahävikki on 4 %, on sen hiilijalanjälki pienempi kuin tölkkivaihtoehdon, mikäli tölkkivaihtoehdon kuluttajahävikki on yli 8 %. Kuvasta 4 nähdään, että hiilija- lanjäljen osalta kuluttajien tuottaman ruokahävikin kaatopaikkakäsittelystä syntyy merkittäviä me- taanipäästöjä. Myös kuitupakkausten käsittelystä tulee kaatopaikalla metaanipäästöjä, kun taas kaatopai- kalle sijoitettujen muovipakkausten sisältämä hiili ei vapaudu ilmakehään, jolloin ”Pakkaus, jätehuolto” – komponentti jää hyvin pieneksi. Kuvasta 5 taas nähdään, että jos jätteenkäsittelyvaihtoehtona on pakkausjätteen energiahyötykäyttö ja kuluttajahävikin jätteenkäsittelyvaihtoehto jätevedenpuhdistus, on pikarivaihtoehdon hiilijalanjälki kaikil- la tutkituilla kuluttajahävikkiskenaarioilla tölkkivaihtoehtoa suurempi. Tämä johtuu siitä, että nestepak- kauskartongin ja aaltopahvin poltosta syntyvät kasvihuonekaasupäästöt lasketaan biogeenisiksi ja muovi- pakkausten fossiilisiksi sekä siitä, että kuluttajahävikki päätyy jätevedenkäsittelyyn, mistä aiheutuvat kasvihuonekaasupäästöt ovat pienempiä kuin kaatopaikkakäsittelyn. Nestepakkauskartongin kaatopaikka- käsittelyyn päätyvästä osuudesta syntyy yhä jonkin verran metaanipäästöjä ja lisäksi nestepakkauskarton- gin polyeteeniä ja polypropeenia sisältävien komponenttien poltosta syntyy jonkin verran fossiilisia hiili- dioksidipäästöjä. Korvaavan maakaasun poltosta syntyvät kasvihuonekaasupäästöt ovat pienemmät kuin poltettavien muovipakkausten. Kartonkitölkkien poltosta saadaan vähemmän energiaa Soygurt-tonnia MTT RAPORTTI 14 28 kohden kuin muovipikarien poltosta, joten muovipikarien poltolla voidaan korvata enemmän energiantuo- tantoa kuin kartonkipakkausten poltolla. Näin ollen muovipikareille tulee pakkausjätteen poltosta enem- män kasvihuonekaasupäästöhyvityksiä kuin kartonkitölkeille. Kuvien 4 ja 5 mukaan jätehuollon toteuttamistapa vaikuttaa siihen, kummalla tutkituista pakkausvaih- toehdoista on matalampi hiilijalanjälki. Kaatopaikkakäsittely tuottaa metaanipäästöjä sekä kuluttajien tuottaman ruokahävikin, että kuitupohjaisten pakkausten osalta, kun taas muovipakkausten sisältämä hiili ei vapaudu tarkasteluajanjakson puitteissa. Energiahyötykäyttöskenaarioissa taas polypropeenipakkauk- sen hiilijalanjälki suurenee ja kuitupakkauksen pienenee, koska kuidusta poltettaessa vapautuvat hiili lasketaan biogeeniseksi. Huomioitavaa on se, että polypropeenipakkauksen hiilijalanjälki riippuu siitä, mitä energianmuotoa jätteen energiahyötykäytöstä saatavan energian on oletettu korvaavan. 0 50 100 150 200 250 300 350 400 Pik ar i, ku lu tta ja häv ik ki 2 % Pik ar i, ku lu tta ja häv ik ki 4 % Pik ar i, ku lu tta ja häv ik ki 6 % Tölk ki , k ulu tta ja hä vi kk i 5 % Tölk ki , k ulu tta ja hä vi kk i 8 % Tölk ki , k ulu tta ja hä vi kk i 1 1 % kgCO2-ekv/t lopputuotetta Kuluttajahävikki, hyvitykset Kuluttajahävikki, jätehuolto Pakkaus, hyvitykset Pakkaus, jätehuolto Pakkauksen valmistus Kuluttajahävikki Kuva 4: Tapaustutkimus Soygurt: Kuluttajahävikin, pakkausten valmistuksen ja jätehuollon hiilijalanjälki (jätehuoltoskenaario nykytila – 1a). -100 0 100 200 300 400 500 Pik ar i, ku lu tta ja häv ik ki 2 % Pik ar i, ku lu tta ja häv ik ki 4 % Pik ar i, ku lu tta ja häv ik ki 6 % Tölk ki , k ulu tta ja hä vi kk i 5 % Tölk ki , k ulu tta ja hä vi kk i 8 % Tölk ki , k ulu tta ja hä vi kk i 1 1 % kgCO2-ekv/t Kuluttajahävikki, hyvitykset Kuluttajahävikki, jätehuolto Pakkaus, hyvitykset Pakkaus, jätehuolto Pakkauksen valmistus Kuluttajahävikki Kuva 5: Tapaustutkimus Soygurt: Kuluttajahävikin, pakkausten valmistuksen ja jätehuollon hiilijalanjälki (jätehuoltoskenaario nykytila energiahyötykäytöllä – 1b). MTT RAPORTTI 14 29 Kuvissa 6 ja 7 on vertailtu pelkästään pakkausten valmistuksen ja jätehuollon sekä kuluttajahävikin jäte- huollon yhteenlaskettuja hiilijalanjälkiä eri pakkausvaihtoehdoille. Kuvista nähdään, että tölkkivaihtoeh- don pakkausten valmistuksen sekä pakkaus- ja tuotejätteen jätehuollon yhteinen hiilijalanjälki on pienem- pi kuin pikarivaihtoehdon. Jos siis kuluttajahävikki olisi molemmilla vaihtoehdoilla prosentuaalisesti yhtä suuri, olisi muovipikarin hiilijalanjälki suurempi kuin tölkkivaihtoehdon. Tämä johtuu osittain pikarivaih- toehdon suuremmasta pakkausmateriaalimäärästä tuoteyksikköä kohden ja energiahyötykäytön osalta suureksi osaksi siitä, että tölkkivaihtoehdon kartonkiosan poltosta vapautuva hiilidioksidi lasketaan bio- geeniseksi. 0 50 100 150 200 250 300 Pikari, kuluttajahävikki 4 % Pikari, kuluttajahävikki 6 % Tölkki, kuluttajahävikki 5 % kgCO2-ekv/t lopputuotetta Kuluttajahävikki, jätehuolto Pakkaus, Hyvitykset Pakkaus, jätehuolto Pakkauksen valmistus Kuva 6: Tapaustutkimus Soygurt: Pakkausten valmistuksen ja jätehuollon hiilijalanjälki (jätehuoltoske- naario nykytila – 1a). -100 -50 0 50 100 150 200 250 300 350 Pikari, kuluttajahävikki 4 % Pikari, kuluttajahävikki 6 % Tölkki, kuluttajahävikki 5 % kg CO2-ekv/t lopputuotetta Kuluttajahävikki, jätehuolto Pakkaus, Hyvitykset Pakkaus, jätehuolto Pakkauksen valmistus Kuva 7: Tapaustutkimus Soygurt: Pakkausten valmistuksen ja jätehuollon hiilijalanjälki (jätehuoltoske- naario nykytila energiahyötykäytöllä – 1b). MTT RAPORTTI 14 30 Kuvassa 8 on esitetty pakkausten valmistuksen sekä pakkaus- ja tuotejätteen jätehuollon yhteinen hiilija- lanjälki kaikilla tutkimuksessa käytetyillä jätehuoltoskenaarioilla. Kuvaajassa on hyvin näkyvissä kulutta- jien tuottaman ruokahävikin ja kartongin suuret metaanipäästöt tölkkivaihtoehdon jätehuoltoskenaariossa ”Nykytila 1a”. Pikarivaihtoehdossa muovipakkausten poltossa tulevat kasvihuonekaasupäästöt ovat mer- kittävät, joten ”Nykytila 1a”:n kuluttajahävikin kaatopaikan metaanipäästöt kompensoituvat muihin hyö- tykäyttöskenaarioihin nähden sillä, että kyseisessä skenaariossa muovipakkauksia ei polteta. Erot erilais- ten energiahyötykäyttöskenaarioilla välillä ovat pienet. 0 50 100 150 200 250 300 350 400 Pikari, kuluttajahävikki 2 % Pikari, kuluttajahävikki 4 % Pikari, kuluttajahävikki 6 % Tölkki, kuluttajahävikki 5 % Tölkki, kuluttajahävikki 8 % Tölkki, kuluttajahävikki 11 % kgCO2-ekv/t lopputuotetta Nykytila Nykytila energiahyödyntämisellä Massapolttoskenaario Energiahyötykäyttö+mater.kierrätys Kuva 8: Tapaustutkimus Soygurt – hiilijalanjälki: Kuluttajahävikki, pakkausten valmistus ja jätehuolto eri jätehuoltoskenaarioilla. 3.1.2 Rehevöittävät päästöt Kuvasta 9 havaitaan, että Soygurt-tutkimuksessa pakkauksen osuus rehevöittävistä päästöistä on pikarilla 6-7 % ja tölkillä 6,5-8,5 % kuluttajahävikistä riippuen. Kuluttajahävikin osuus rehevöittävistä päästöistä on puolestaan pikarivaihtoehdolla 1,5-5,5 % ja tölkkivaihtoehdolla 4-10 %, kun myös kuluttajahävikin loppukäyttö lasketaan mukaan. Jätehuollon osuus on minimaalinen, mutta toisaalta kaatopaikkakäsittelyn suotovesiä ei ole huomioitu laskelmissa. Pakkausten osuus rehevöittävistä päästöistä on suunnilleen yhtä suuri kummallekin pakkausvaihtoehdolle. Muovipikarin osalta valmistuksen NOx-päästöt ovat suuremmat kuin kartonkitölkin NOx-päästöt, mutta toisaalta taas kuitupakkausten muut rehevöittävät päästöt ovat muovipikaria suuremmat. Sekundaaripakkausten määrä suhteessa toiminnalliseen yksikköön on suurempi muovipikarivaihtoehdolla, mikä lisää vaihtoehdon rehevöittäviä päästöjä tölkkivaihtoehtoon nähden. Se- kundaaripakkausten rehevöittävät päästöt ovat pikarivaihtoehdolla 5-20 % pakkausten rehevöittävistä päästöistä ja tölkkivaihtoehdolla 1-3 %. Myös rehevöittävissä päästöissä sekundaaripakkausten osuuden suuri vaihtelu johtuu erilaisista kierrätysprosenteista. Kuvissa 9 ja 11 tuotteen tuotantoketju käsittää kaikki Soygurtin elinkaaren vaiheet, lukuun ottamatta jäte- huoltoa ja pakkausten valmistusta. Jätehuolto sisältää sekä pakkaus- että tuotejätteen käsittelystä syntyvät päästöt. Kuluttajahävikki kuvaa kuluttajilta hävikiksi päätyneen tuotemäärän koko tuotantoketjun aikana syntyviä päästöjä. MTT RAPORTTI 14 31 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 Pik ar i, ku lu tta ja häv ik ki 2 % Pik ar i, ku lu tta ja häv ik ki 4 % Pik ar i, ku lu tta ja häv ik ki 6 % Tölk ki , k ulu tta ja hä vi kk i 5 % Tölk ki k ulu tta ja häv ik ki 8 % Tölk ki , k ulu tta ja hä vi kk i 1 1 % kgPO4-ekv/t lopputuotetta Jätehuolto Pakkauksen valmistus Kuluttajahävikki Tuotteen tuotantoketju Kuva 9: Tapaustutkimus Soygurt – rehevöittävät päästöt: (Nykytila energiahyötykäytöllä). Tuotteen val- mistustolppa käsittää koko tuotteen elinkaaren lukuun ottamatta pakkauksia ja jätehuoltoa. Kuvasta 10 voidaan havaita, että tölkkivaihtoehdon osalta erot eri jätehuoltoskenaarioiden rehevöittävissä päästöissä eivät ole merkittäviä. Pikarivaihtoehdossa aaltopahvisten sekundaaripakkausten osuus on suu- rempi ja näin ollen skenaarioiden välillä on suuremmat erot. Skenaarioiden väliset erot johtuvat pääasias- sa eroista sekundaaripakkausten kuitujen kierrätysasteissa ja niihin liittyvissä allokoinneissa. Pikarivaih- toehdon rehevöittävät päästöt ovat pienemmät kuin tölkkivaihtoehdon. Kuvaajasta on selvästi nähtävissä, että kuluttajahävikin määrä vaikuttaa eniten rehevöittäviin päästöihin, sillä itse pakkausten valmistuksen ja jätehuollon rehevöittävät päästöt ovat suurin piirtein samat. 0 0,04 0,08 0,12 0,16 0,2 Pik ar i, ku lu tta ja häv ik ki 2 % Pik ar i, ku lu tta ja häv ik ki 4 % Pik ar i, ku lu tta ja häv ik ki 6 % Tölk ki , k ulu tta ja hä vi kk i 5 % Tölk ki k ulu tta ja häv ik ki 8 % Tölk ki , k ulu tta ja hä vi kk i 1 1 % kgPO4-ekv/t lopputuotetta Nykytila Nykytila energiahyödyntämisellä Massapolttoskenaario Energiahyötykäyttö+mater.kierrätys Kuva 10: Tapaustutkimus Soygurt – rehevöittävät päästöt: Kuluttajahävikki, pakkausten valmistus ja jätehuolto eri jätehuoltoskenaarioilla. MTT RAPORTTI 14 32 3.1.3 Happamoittavat päästöt Happamoittavissa päästöissä pakkausten valmistuksen merkitys on tölkillä 12-15 % ja pikarilla noin 23% happamoittavista päästöistä loppukäsittelyvaihtoehdosta riippuen (Kuva 11). Happamoittavien päästöjen suuri osuus johtuu sekä tuotteen tuotantoketjun pienestä happamoittavien päästöjen kokonaismäärästä että suuresta pakkausmateriaalin tarpeesta verrattuna esim. ruispalaleipään. Jätehuollon merkitys on pieni. Kuluttajahävikin osuus on pikarivaihtoehdolla 1,5-5 % kokonaispäästöistä ja tölkkivaihtoehdolla 4-10 % kokonaispäästöistä. Sekundaaripakkausten osuus pakkausten happamoittavista päästöistä oli pikarivaih- toehdolla 5-16 % ja tölkkivaihtoehdolla noin 2,5 – 8 % Myös happamoittavissa päästöissä sekundaari- pakkausten osuuden suuri vaihtelu johtuu erilaisista kierrätysprosenteista. -0,2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 Pik ar i, ku lu tta ja häv ik ki 2 % Pik ar i, ku lu tta ja häv ik ki 4 % Pik ar i, ku lu tta ja häv ik ki 6 % Tölk ki , k ulu tta ja hä vi kk i 5 % Tölk ki , k ulu tta ja hä vi kk i 8 % Tölk ki , k ulu tta ja hä vi kk i1 1 % kg AE-ekv/t lopputuotetta Jätehuolto Pakkauksen valmistus Kuluttajahävikki Tuotteen tuotantoketju Kuva 11: Tapaustutkimus Soygurt – happamoittavat päästöt. (Nykytila energiahyötykäytöllä). Kuvasta 12 voidaan havaita, että erot eri jätehuoltoskenaarioiden happamoittavien päästöjen välillä ovat pieniä. MTT RAPORTTI 14 33 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 Pik ar i, ku lu tta ja häv ik ki 2 % Pik ar i, ku lu tta ja häv ik ki 4 % Pik ar i, ku lu tta ja häv ik ki 6 % Tölk ki , k ulu tta ja hä vi kk i 5 % Tölk ki , k ulu tta ja hä vi kk i 8 % Tölk ki , k ulu tta ja hä vi kk i1 1 % kgAE-ekv/t lopputuotetta Nykytila Nykytila energiahyödyntämisellä Massapolttoskenaario Energiahyötykäyttö+mater.kierrätys Kuva 12: Tapaustutkimus Soygurt – kuluttajahävikin, pakkausten valmistuksen ja jätehuollon happamoit- tavat päästöt eri jätehuoltoskenaarioilla. 3.1.4 Kaatopaikkajätteen määrä Kuvassa 13 on esitetty kaatopaikkajätteen määrä tarkasteluajanjakson (100 vuotta) jälkeen. Tulevasta jätteen massasta on vähennetty syntyvän kaatopaikkakaasun määrä, olettaen, että kaatopaikkakaasu on puoleksi hiilidioksidia ja puoliksi metaania. Jos materiaali ei sisällä kuitua, vaan koostuu vain muovi- ja metallijätteestä, se oletetaan inertiksi ja jätteen määrässä ei tapahdu muutoksia. Lähteissä on todettu, että suotovesien mukana tapahtuva hiilen huuhtouma arvioidaan yleensä melko pieneksi (esim. Tuhkanen 2002). Manfredin ym.(2009) mukaan 1-4 % jätteen sisältämästä kokonaishiilestä liukenee suotovesiin, ja tähän laskentaan valittu vaihteluvälin maksimi eli 4 prosenttia. Suotoveden osuus jää kuitenkin h