Kasvihuonetuotteiden ilmastovaikutuslaskenta - Puutarha ja kauppa

1、43MTT RAPORTTI 83Kasvihuonetuotteiden ilmastovaikutuslaskentaLoppuraporttiHeli Yrjninen, Frans Silvenius, Timo Kaukoranta, Juha Nkkil, Liisa Srkk ja Eeva-Maria Tuhkanen8383 Kasvihuonetuotteiden ilmastovaikutuslaskentaLoppuraporttiHeli Yrjninen, Frans Silvenius, Timo Kaukoranta, Juha Nkkil, Liisa Srk

2、k ja Eeva-Maria TuhkanenISBN 978-952-487-433-5 (painettu julkaisu)ISBN 978-952-487-434-2 (verkkojulkaisu)ISSN 1798-6419www-osoite: http:/www.mtt.fi/mttraportti/pdf/mttraportti83.pdfCopyright:MTTKirjoittajat: Heli Yrjninen, Frans Silvenius, Timo Kaukoranta, Juha Nkkil, Liisa Srkk ja Eeva-Maria Tuhkan

3、enJulkaisija ja kustantaja:MTT, 31600 JokioinenJulkaisuvuosi: 2013Kannen kuva: Yrj TuunanenPainopaikka:Juvenes Print Suomen Yliopistopaino OyKasvihuonetuotteiden ilmastovaikutuslaskentaYrjninen, Heli1), Silvenius, Frans1), Kaukoranta, Timo2), Nkkil, Juha3), Srkk, Liisa3) & Tuhkanen, Eeva-Maria3)1)MT

4、T Biotekniikka- ja elintarviketutkimus, Latokartanonkaari 9, 00790 Helsinki 2)MTT Kasvintuotannon tutkimus, Puutarha, Tietotie, 31600 Jokioinen3)MTT Kasvintuotannon tutkimus, Puutarha, Toivonlinnantie 518, 21500 Piikkietunimi.sukunimimtt.fiTiivistelmTm raportti ksitt Greenhouse Carbon-tutkimusprojek

5、tissa tehtyjen ilmastovaikutuslaskentojen tulokset, joita on tehty viidelle kasvihuonetuotteelle. Tuotteet olivat tomaatti, kurkku, salaatti, pauliinabegonia ja tulppaani, ja tutkittuja kasvihuonetiloja oli yhteens 16 siten, ett salaatti-, tomaatti-, ja kurkkutiloja oli nelj, tulppaanitiloja kaksi j

6、a kukkatiloja kaksi. Laskentojen pohjalta hankkeessa muodostettiin ilmastovaikutuslaskuri kasvihuonetilojen kyttn. Laskuri on hankittavissa osoitteesta www.kauppapuutarhaliitto.fi - hiilijalanjlki.Tutkittavista ympristvaikutuksista tarkastelu rajattiin ilmastovaikutuksiin. Kasvihuonekaasuista lasken

7、taan huomioitiin kolme merkittvint, joita ovat hiilidioksidi, metaani sek dityppioksidi. Tarkasteltavia toimintoja olivat taimikasvatus, kalkin, lannoitteiden ja torjunta-aineiden valmistus, kasvatusruukkujen valmistus ja loppukytt, hiilidioksidin lisys, kastelu, valaistus, lmpverhot ja jhdytysjrjes

8、telmt, shkn ja lmmn kulutus ja tuotanto, kasvualustan tuotanto ja loppuksittely, valmiiden tuotteiden pakkaus ja kuljetus, sek jtehuolto ja kierrtys. Tutkimuksen ulkopuolelle rajattiin kaupan ja kuluttajan toiminnot ja jakelu, mik oli ainoa merkittv osuus, jossa tutkimus poikkesi suomalaisten elinta

9、rvikkeiden ilmastovaikutuslaskennan laskentasuosituksesta. Lisksi infrastruktuurin valmistus ja yllpito jtettiin tutkimuksen ulkopuolelle.Tarkasteltavat yritykset valittiin siten, ett ne poikkesivat toisistaan jonkin verran energiankyttprofiililtaan ja viljelykuukausiltaan. Lisksi laskettiin skenaar

10、ioita, joissa kytettiin tmn tutkimuksen keskimrisi energiankyttmri ja eri energianlhteit. Muutamista yrityksist saatiin mys kuukausittaisia energiankyttarvoja, joiden avulla pystyttiin varioimaan karkeasti kasvihuonetuotannon vuodenaikaisvaihtelun merkittvyytt tuotannon ilmastovaikutukseen.Tutkimust

11、ulosten mukaan energiantuotannon ptt ovat ylivoimaisesti suurin yksittinen pstlhde kasvihuonetuotteiden ilmastovaikutuksia laskettaessa. Tutkituissa tomaattiyrityksiss kasvihuonekaasupstjen suurin aiheuttaja oli kaikissa tapauksissa lmmntuotanto, jonka osuus oli 7596 %. Kurkun osalta shkenergian osu

12、us oli suuremmasta valotustarpeesta johtuen suurempi kuin tomaatilla ja yhteens energiantuotannosta aiheutui 7596 prosenttia pstist shkn- ja lmmntuotannon osuuksien vaihdellessa yrityksest riippuen. Salaatin kohdalla energiantuotannon osuus oli 5295 % ja begonian osalta7078 %. Tulppaanien tuotannoss

13、a mys sipulin kasvatuksen ja varastoinnin osuus oli merkittv.Toinen merkittv tutkimustulos oli se, ett suomalaisten kasvihuonetuotteiden ilmastovaikutus vaihtelee tilakohtaisesti erittin merkittvsti. Tomaatin tuotantoketjun ilmastovaikutus vaihteli pilot-tiloilla vlill 13603680 kgCO2-ekvivalenttia/1

14、000 kg tomaattia, kurkun 5403260 kgCO2-ekvivalenttia/1000 kg kurkkua ja salaatin 107829 kgCO2-ekv./1000 kpl ruukkusalaattia. Kukkatilojen osalta tulppaanitilojen osalta hajonta oli mys merkittvn 14743776 kg CO2ekv/1000 10 kpl:n tulppaaninippuja ja pauliinabegonian osalta 665772 kg CO2-ekv/1000 kpl b

15、egoniaruukkuja. Kytettess pelkstn uusiutuvaa energiaa tulokseksi saatiin 370 kgCO2ekv /t tomaattia, 335 kg CO2-ekv kurkkua ja 59 kg/1000 kpl ruukkusalaattia. Tulppaanin ilmastovaikutus uusituvalla energialla ja keskimrisell energiankulutuksella oli 1632 kg CO2ekv/1000 10 kpl:n tulppaaninippuja ja pa

16、uliinabegonian 227 kg CO2-ekv/1000 kpl begoniaruukkuja. Koska ilmastovaikutus vaihtelee tilakohtaisesti erittin merkittvsti, on hankkeessa tuotettu ilmastovaikutuslaskuri viljelijiden kyttn erittin tarpeellinen.Vuodenaikaisvaihtelu kasvihuonetuotannossa on mys suurta ja tutkimuksessa havaittiin kesk

17、uukausien aikana tuotettujen kasvihuonetuotteiden ilmastovaikutuksen voivan olla jopa vain neljnnes keskitalvella tuotettuihin kasvihuonetuotteisiin nhden, koska kesll lmmitys- ja valotustarve ovat pienemmt.Avainsanat:Kasvihuone, ilmastovaikutus, ympristvaikutukset, tomaatti, kurkku, salaatti, tulpp

18、aani, ruukkukasviCarbon footprint of calculation of Finnish greenhouse products?Yrjninen, Heli1), Silvenius, Frans1), Kaukoranta, Timo2), Nkkil, Juha3), Srkk, Liisa3) & Tuhkanen, Eeva-Maria3)1)MTT Biotechnology and Food Research, Latokartanonkaari 9, FI-00790 Helsinki 2)MTT Plant Production Research

19、, Tietotie, FI-31600 Jokioinen3)MTT Plant Production Research, Toivonlinnantie 518, FI-21500 Piikkifirstname.lastnamemtt.fiAbstractThis report presents the results of climate impact calculations for five products produced in Finnish greenhouses: tomatoes, cucumbers, salad crops, tulips and Elatior b

20、egonias. The study employed 16 greenhouses for the investigation; two greenhouses each for the tulips and the begonias and four each for the tomatoes, cucumbers and salad crops. Based on these calculations a greenhouse gas calculator was developed for greenhouse cultivators. The calculator is availa

21、ble at internet in www.kauppapuutarhaliitto.fi - hiilijalanjlki.In terms of environmental impacts this study concentrated on the climate impacts of the investigated products, and the calculations were made for the most significant greenhouse gases: carbon dioxide, methane and nitrous oxide. The foll

22、owing processes were included in the system boundaries: plant growing, manufacturing of lime, fertilizers and pesticides, manufacturing and disposal of pots, carbon dioxide production, irrigation, lighting, thermal curtains and cooling systems, the production and use of electricity and heat energy,

23、distribution of products by the growers, other transportation, end-of-life and recycling. Processes excluded from the study were: distribution by other actors, retail functions, the consumer stage, and maintenance and manufacturing of infrastructure. The study used MTTs calculation model for the cli

24、mate impact of food products excluding distribution and retail processes.The greenhouses selected for the study had some variation in their energy profiles and growing seasons. In addition, scenarios were created for different energy sources by using the average figures from this study. Monthly ener

25、gy consumption values were also obtained from a number of the greenhouses and these were used to assess the variations in climate impact for different seasons.According to the results of the study the use of energy is the most significant source of climate impact of greenhouse products. In the tomat

26、o farms the predominant source of greenhouse gas emissions was heat energy production, which was 75-96 % of the total emissions. With regard to cucumber growing more electricity is used than in tomato production because cucumber cultivation needs more light. In total, energy production was 75-96 % o

27、f the emissions but the proportion of heat energy and electricity varied between the greenhouses. The amount of energy used growing salad crops was 52-95 % and for begonias it was 70-78 %. In tulip production the growing and storage of the bulbs were also significant contributory factors. Another no

28、table result of the study was that the climate impact of the products grown in Finnish greenhouses varied significantly between the specific sites. In the pilot cases the variation between the tomato cultivation was 1360-3680 kgCO2-equivelents per ton of tomatoes, for cucumber it was 540-3260 kgCO2-

29、eq/ton of cucumbers, and for salad crops 107-829 kg CO2-eq/1000 units of salad plant. The climate impact of the product chain of tulips was 1474-3776 kgCO2-eq/1000 10-pack of tulips and for begonias 665-772 kgCO2-eq/1000 begonia pots. When only renewable energy was used the result for tomato product

30、ion was 370 kgCO2-eq/t of tomatoes, 335 kgCO2-eq/ton of cucumbers and 59 kg/1000 units of salad plant. The climate impact of the tulip production chain produced by renewable energy was 1632 kg CO2-eq/1000 pieces of 10-pack of tulips and for begonias 227 kgCO2-eq/1000 pieces of begonia pots. Since th

31、e climate impact varies significantly between the greenhouse farms, the greenhouse gas calculator developed in this project will prove a very useful tool for cultivators. The seasonal variation in greenhouse cultivation is also substantial and it was observed in the investigation that the climate im

32、pact of production in the summer months can be as little as one quarter of the climate impact of production in midwinter because the need for heating and lighting is significantly reduced during the summertime.Keywords:Greenhouse, environmental impacts, carbon footprint, tomato, cucumber, salad, tul

33、ip, pot plantAlkusanatTm raportti on Maa- ja metstalousministerin (MMM), Puutarhastin ja Svenska lantbruksproducenternas centralfrbundin (SLC) rahoittaman Greenhouse Carbon-Hiilijalanjlkilaskuri kasvihuonetuotannolle -hankkeen loppuraportti. Hankkeen tavoitteena oli todentaa tekijit, joista kasvihuo

34、netuotannon ilmastovaikutukset muodostuvat, ja lyt keinoja ilmastovaikutusten pienentmiselle. Hankkeen trken tavoitteena oli mys laskuri, jolla voidaan mallintaa kasvihuonetuotteiden hiilijalanjlki. Laskuri on hankittavissa osoitteesta www.kauppapuutarhaliitto.fi. Hanke aloitettiin kesll 2011 ja tm

35、loppuraportti sek hankkeessa tehty ilmastovaikutuslaskuri julkaistaan tammikuussa 2013.Hanketta varten perustettiin ohjausryhm, jonka puheenjohtajana toimi Veli-Pekka Reskola Maa- ja metstalousministerist. Sihteerin toimi Leena Ramstedt MTT:lt ja jsenin Jyrki Jalkanen Kauppapuutarhaliitosta, Susanne

36、 West SL:st sek kasvihuoneviljelijt Jali Murto, Mikael Hoxell, Juha Oksanen ja Johanna Smith.Tutkimuksen tiedonkeruun ja pstmallinnuksen tekivt tutkijat Heli Yrjninen ja Frans Silvenius. Kukkatilojen energiankulutuksessa mallintamisen suoritti lhttietojen perusteella vanhempi tutkija Timo Kaukoranta

37、 ja tietoja tomaatin, kurkun ja salaatin eri kasviosien kuiva-aine-, hiili- ja typpipitoisuuksista toimittivat vanhempi tutkija Juha Nkkil sek erikoistutkija Liisa Srkk ja tutkija Eeva-Maria Tuhkanen. Kaikki edell mainitut tutkimuksen suorittajat ovat MTT:lt. Tutkimuksen suorittaminen edellytti tied

38、onkeruuta kasvihuoneviljelijilt, pakkausteollisuudesta, ruukkujen valmistajalta, kasvualustojen tuotannosta, taimikasvatuksesta, energiayhtiist ja muilta alan toimijoilta. Tutkimusryhm kiitt kaikkia tutkimuksessa avustaneita henkilit, erityisesti pilot-tilojen viljelijit!Helsingiss tammikuussa 2013T

39、ekijtSisllysluettelo1 Johdanto92 Aineisto ja menetelmt102.1 Jrjestelmrajaukset102.2 Tutkimuksessa mukana olevat kasvihuoneet122.2.1 Tomaatti122.2.2 Kurkku122.2.3 Salaatti132.2.4 Tulppaani ja pauliinabegonia142.3 Tuotantopanokset142.3.1 Tiedon laatuvaatimukset142.3.2 Energia142.3.3 Hiilidioksidi162.3

40、.4 Siemenet, taimet ja sipulit172.3.5 Kasvualusta172.3.6 Lannoitteet182.3.7 Pakkaukset182.3.8 Jtteet182.3.9 Kuljetukset ja siirrot193 Tulokset ja tulosten tarkastelu203.1 Tulokset203.1.1 Tomaatti213.1.2 Kurkku233.1.3 Salaatti263.1.4 Tulppaani ja kukkiva ruukkukasvi283.2 Tulosten tarkastelu ja arvioi

41、nti313.2.1 Lhttietojen arviointi313.2.2 Tuotantotekijiden vaikuttavuus323.2.3 Kukkatuotteet374 Yhteenveto ja johtoptkset39Lhteet421 JohdantoTutkimus tehtiin yhteistyss 16 Kauppapuutarhaliiton ja SLC:n kasvihuoneyrityksen kanssa. Tutkimuksessa on mukana 5 eri kasvihuonetuotetta, joita ovat kurkku, to

42、maatti, salaatti, tulppaani ja pauliinabegonia. Vihannesten osalta yhteistyyrityksi on nelj kutakin tuotetta kohden. Kukkapuolella yhteistyyrityksi on kaksi kumpaakin kukkatuotetta kohden.Tutkimus toteutettiin kermll tietoja yhteistyyritysten tuotantopanoksista, psttiedoista ja lopuksi muodostamalla

43、 laskuri ja mallintamalla sill yhteistyyrityksiss tutkittujen tuotteiden ilmastovaikutukset. Tutkimus aloitettiin kermll tuotantotietoja yhteistyyrityksist yritysvierailujen muodossa. Samalla koottiin tarvittavia psttietoja kirjallisuudesta sek tuotantopanoksien valmistajilta. Tmn jlkeen kertyist ps

44、ttiedoista koostettiin ilmastovaikutuslaskuri kasvihuonetuotteille. Tss yhteydess laskettiin mys ilmastovaikutukset yhteistyyritysten tuotteille. Mallinnus tehtiin elinkaariarvioinnin periaatteilla hydynten sek MTT:n julkaisemaa ohjeistusta elintarvikkeiden ilmastovaikutuslaskentaan (Hartikainen ym.

45、 2012) ett ISO 14040-standardia. Laskentaan huomioitiin elinkaariarvioinnin periaatteiden mukaisesti lhtkohtaisesti koko tuotantoketju.Luvussa 2.1 kydn lpi hankkeen jrjestelmrajauksia sek huomioitujen ympristvaikutusten ett tutkittavien elinkaaren vaiheiden osalta. Luku 2.2 keskittyy tutkimuksen yht

46、eistyyritysten tietoihin, ja luku2.3 tutkimuksessa kytettvien psttietojen lhteisiin. Luvussa 3.1 kootaan tutkimuksessa saadut tulokset, joita sitten arvioidaan tarkemmin luvussa 3.2. Luvussa 4 tehdn yhteenveto tutkimuksen tuloksista, ja pohditaan tutkimuksessa saavutettuja johtoptksi.2 Aineisto ja m

47、enetelmt2.1 Jrjestelmrajaukset Tutkittavista ympristvaikutuksista tarkastelu rajattiin ilmastovaikutuksiin. Kasvihuonekaasuista laskentaan huomioitiin kolme merkittvint, joita ovat hiilidioksidi (CO2), metaani (CH4) sek dityppioksidi (N2O). Tutkimuksen tulokset on ilmaistu tuotteen hiilijalanjlken,

48、joka kuvastaa eri kasvihuonekaasujen yhteisvaikutusta, ja ilmaistaan hiilidioksidiekvivalentteina. Eri kasvihuonekaasut muunnetaan hiilidioksidiekvivalenteiksi karakterisointikertoimella, joka ilmaisee kasvihuonekaasun ilmastovaikutuksen hiilidioksidin ilmastovaikutukseen verrattuna. Tutkimuksessa k

49、ytetyt karakterisointikertoimet on koottu taulukkoon 2.1Taulukko 2.1. Kasvihuonekaasujen karakterisointikertoimet (Solomon ym. 2007).KasvihuonekaasuKarakterisointikerroinHiilidioksidi1Metaani25Dityppioksidi298Mallinnettavien ympristvaikutusten lisksi tutkimuksessa on tehty rajausvalintoja liittyen e

50、linkaaren vaiheisiin, jotka tutkimukseen on huomioidaan. Kuvassa 2.1 on kuvattu kasvihuoneviljelyn energia- ja materiaalivirtoja. Samoja rajauksia on kytetty sek laskettaessa yhteistyyritysten ilmastovaikutuksia, ett hankkeessa julkaistavassa laskurissa.Kuva 2.1. Kasvihuoneviljelyn energia- ja mater

51、iaalivirrat sek jrjestelmrajaus.Kuva 2.1 on joiltain osin yleistetty, sill eri kasvihuonetuotteiden tuotantojrjestelmiss on pieni eroja. Esimerkiksi kukkivien ruukkukasvien tuotannossa ei kytet kylmtiloja. Tuotekohtaiset erot ovat kuitenkin pieni, ja kaikille tuotteille on kytetty pasiassa samoja ra

52、jauksia. Energiakomponenteista eli shkst ja lmmst laskentaan huomioidaan polttoaineen hankinta, energiantuotanto ja ostoshkn osalta mys shkn jakelu hvi. Kaikista materiaaleista huomioidaan lhtkohtaisesti sek kuljetukset ett valmistus. Siemenet ja vesi rajattiin laskennan ulkopuolelle, sill niiden va

53、ikutus kokonaisilmastovaikutukseen todettiin merkityksettmksi. Rajaus ei nin ollen vaikuta tuloksiin, mutta yksinkertaistaa laskuria. Niden lisksi tuotantotekijist jtetn huomioimatta infrastruktuuri sislten esimerkiksi koneet ja muun kaluston, rakennukset sek tiet. Huomioitavan elinkaaren ulkopuolel

54、le rajataan mys jakelu, kauppa ja kuluttaja. Tutkittava elinkaari pttyy siis tuotteen lhtiess kasvihuoneelta. Koska kauppa- ja jakeluvaihe jivt pois jrjestelmnrajauksista, eivt rajaukset ole tysin MTT:n laskentaohjeistuksen (Hartikainen ym. 2012) mukaiset. Lisksi tutkimussuunnitelman mukaisesti tutk

55、imuksessa huomioitiin kompostoinnin pstt mys niiss tapauksessa, joissa kompostimulta hydynnetn toisessa tuotejrjestelmss, joten laskenta poikkesi mys tlt osin kyseisest laskentasuosituksesta. 2.2 Tutkimuksessa mukana olevat kasvihuoneetTutkimukseen pyrittiin valitsemaan mahdollisimman edustava otos

56、erityyppisi kasvihuoneita koskien kutakin tarkasteltavaa tuotetta. Eroavaisuuksia haettiin etenkin energiantuotantoprofiileista, viljelyjaksoista sek kasvihuoneiden koosta. Tss luvussa kerrotaan tarkemmin mukana olevien yritysten tuotantotekijit kasvikohtaisesti. Kaikki yritysten tiedot on kertty vuodelta 2011.Tarkasteltavista tuotantotiedoista viljelypinta-ala tarkoittaa koko yrityksen viljelypinta-alaa. Shkn kohdalla on ostoshk kyttvien yritysten kohdall