2. Tutkitut elinkaariarvioinnin menetelmät
2.1 Elinkaaren aikaisten ympäristökuormien arviointi LCA
Elinkaaren aikaistan ympäristökuormien arvioinnissa, LCA:ssa, selvitetään yksittäisen tuotteen elinkaaren aikana aiheutuvat panos- ja tuotosvirrat sekä arvioidaan ja arvotetaan syntyneet vaikutukset. LCA-menetelmää voidaan pitää ekotaseen erikoistapauksena.1 Ekotase-nimitystä käytetään suomalaisissa tutkimuksissa tarkoittamaan tuotteisiin ja prosesseihin liittyvien panos-ja tuotosvirtojen mittaus-ja arviointilaskelmia.
Elinkaariarvioinnin (LCA) osalta ISO 14040 -standardi määrittelee elinkaariarvioinnin pääpiirteet ja periaatteet. Esimerkiksi pohjoismaisen ministerineuvoston aikaisemmissa julkaisuissa esiintyy vaihtelevia nimityksiä elinkaariarvioinnin käsitteille, mutta käyttöön on luultavasti vakiintumassa ISO 14040 -standardissa käytetty terminologia. Tässä tutkimuksessa käytetään siis standardin mukaista terminologiaa sekä SFS:n standardien suomennoksia. Muuten pyritään seuraamaan TKK:n Rakentamistalouden laboratorion julkaisuissa käytettyä sanastoa sekä LCA:n että LCC:n käsittelyssä.
Elinkaari-sanaa käytetään erilaisissa yhteyksissä. Se merkitsee aikajännettä, joka käsittää tarkastelukohteen koko eliniän. Liiketaloustieteessä tuotteen elinkaari tarkoittaa tuotteen asemaa markkinoilla. Se on jaettu neljään osaan: esittely, kasvu, kypsyys ja taantuminen.
Tällöin tarkastellaan vain yrityksen välittömässä kontrollissa olevaa osaa tuotteen todellisesta elinkaaresta.2 Elinkaari-sanaa voidaan käyttää myös tarkoittamaan aineen kulkeutumista luonnossa tai eliön biologista elinkaarta. LCA-menettelyä on kuvattu kehdosta hautaan -tutkimukseksi, ja nimi kuvaa hyvin elinkaaren käsitettä LCA:ssa. LCA käsittelee tuotteen tai prosessin kaikkia vaiheita lähtien materiaalien otosta niiden
'Kaivonen Rakennusten ekotaseiden laskentamalli 1997 s. 37 Tinnanen, Boström, Miettinen Ympäristöjohtaminen 1994 s. 110
loppukäsittelyyn. Tuotteen ja luonnontilan välille ajatellaan teoreettinen raja, ja kaikki vaikutukset tämän rajan ylittämisestä lähtien siihen asti kun materia ja energia on palautunut luonnontilaan kuuluvat LCA:han. Käytännössä joudutaan tekemään rajauksia ja yleistyksiä, joten materian elinkaari päättyy usein sen jouduttua kaatopaikalle. Suppeana elinkaari käsittää vain tuotteen materiaalinoton ja valmistuksen luovutushetkeen asti, kehdosta tehtaan portille.
LCA tarkastelee tuotteen valmistuksesta, käytöstä ja käytöstäpoistosta aiheutuvia ympäristökuormia eli sitoutunutta energiaa ja aiheutettuja päästöjä, sekä näiden ympäristökuormien aiheuttamia ympäristövaikutuksia valittujen indikaattorien suhteen.
Ympäristövaikutus ja ympäristökuorma ovat termejä joita käytetään osittain synonyymeinä. Tässä tutkimuksessa käytetään sanaa ympäristökuorma tarkoittamaan LCA-menetelmässä laskettavia tuotteen tai prosessin elinkaaren aikana aiheutuvia päästöjä ja sitoutunutta energiaa. Ympäristövaikutus taas on mikä tahansa tuotteen tai prosessin
aiheuttama vaikutus ympäristöön.
LCA-menetelmän käytössä on olennaista elinkaariarvioinnissa tehtyjen laskelmien vertailukelpoisuus ja läpinäkyvyys. Läpinäkyvyydellä tarkoitetaan sitä, että kaikkien tulosten perusteet on mahdollista tarkastaa. Käytettävien periaatteiden standardointi on oleellista vertailukelpoisuuden saavuttamiseksi. ISO 14040 -standardin mukaisen elinkaariarvioinnin vaiheet ovat:
Tavoitteiden määrittely Inventaarioanalyysi V aikutusarviointi Tulosten tulkinta
(Definition of goal and scope) (Life cycle inventory analysis) (Life cycle impact assessment) (Life cycle interpretation).
Tavoitteiden ja soveltamisalan määrittely
Tavoitteiden ja soveltamisalan määrittely on LCA:n ensimmäinen vaihe, jossa tehtävä arviointi yksilöidään. Tavoitteet määrittelevät yksiselitteisesti arvioinnin kohteen, selvityksen syyt sekä yleisön, jolle tuloksista tiedotetaan. Soveltamisalan määrittelyssä rajataan tutkittavan tuotejärjestelmän rajat ja toiminnallinen yksikkö. Toiminnallinen yksikkö on yksikkö, jota kohden kuormat lasketaan. Esimerkiksi jääkaappien elinkaariarvioinnissa vaikutuksia ei ole järkevää laskea yhtä jääkaappia kohden vaan yksikölle kylmäkuutiovuosi. Päätetään myös allokointimenettelystä eli siitä miten syötteet ja tuotokset kohdennetaan prosessissa. Lisäksi soveltamisalan määrittely sisältää vaikutusarvioinnissa käytettävien vaikutuslajien ja tulkinnassa käytettävien menetelmien rajaamisen, lähtötiedoille asetetut vaatimukset, tehdyt olettamukset sekä rajoitukset. Tässä
Leena Westerholm: Elinkaari arviointi ympäristörakentamisessa
10 vaiheessa määritellään myös arvioinnista tehtävän raportin muoto ja mahdollisen kriittisen arvioinnin tyyppi.
Tavoitteiden ja soveltamisalan määrittely on vaikeaa, sillä elinkaari arvioinnissa pyritään todellakin tuotteen koko elinkaaren kuvaamiseen. Mihin rajat tulee vetää? Jos tuotteen kuljettamiseen käytetään kuorma-autoa, kuuluuko kuorma-auton valmistus tuotteen elinkaareen? Mihin vedetään tutkittavan systeemin raja suhteessa luontoon, johon systeemi vaikuttaa. On tutkittu mahdollisuuksia tehdä maantieteellisiä rajauksia, rajata joitakin elinkaaren osia kuten kuljetukset, materiaa!inotto tai tuotteen käyttö ulos tutkimuksesta tai jättää kaatopaikalla tapahtuvat päästöt huomioimatta. Elinkaariarvioinnin tuloksiin kuitenkin vaikuttaa ratkaisevasti arvioinnin kattavuus.1 Rajaukset riippuvat tietysti käsiteltävästä kohteesta ja tavoitteista, mutta joitakin yleisiä periaatteita on käytössä:2
• Infrastruktuuria eli energiaa ja tarvikkeita, jotka tarvitaan tuotteen tuottamiseen käytettyjen rakennusten, tuotantokaluston ja kuljetuskaluston rakentamiseen ei oteta huomioon inventaariossa.
• Onnettomuuksia tai onnettomuuden riskiä ei sisällytetä elinkaari arviointiin.
• Henkilökunnan aiheuttamia ympäristökuormia ei oteta huomioon. Näitä ovat esimerkiksi työpaikkaruokaloiden jätteet ja työmatkakuljetusten ympäristökuormat.
• Ihmistyövoimaa ei oteta huomioon laskettaessa materiaalien ja energian käyttöä.
Inventaarioanalyysi
Inventaarioanalyysissa saatetaan tuotejärjestelmään kuuluvat syötteet ja tuotokset määrälliseen muotoon. Tehtyjen rajausten mukaisesti kerätään tietoa siitä mitä järjestelmään menee sisään ja mitä sieltä tulee ulos. Määritetään siis kuvan 1 mukaiset virrat koko prosessille. Tosin käsiteltäessä koko elinkaarta ei prosessista tule ulos tuotteita vaan jätemateriaalia.
'Lindfors et ai Technical Report No 4 1995 s. 17
Lindfors et ai Nordic guidelines on life-cycle assessment 1995 s. 51-53
energia
raaka-aineet
---_
PROSESSI
tuotteet (jäte) --- -—►
>r >t >f päästöt: veteen ilmaan maahan
Kuva 1. Prosessiin liittyvät materiaali- ja energiavirrat (Leppänen 1998)
Määritettävien ympäristökuormien valintaa ohjaavat muun muassa kyseiselle elinkaarianalyysille asetetut tavoitteet ja kansainväliset sitoumukset päästöjen vähentämisestä. Määritettäviä ympäristökuormia voivat olla esimerkiksi elinkaaren aikana sitoutunut energia, ilmaan ja veteen syntyneet C02-, CO-, NOx-, S02-ja VOC-päästöt sekä syntynyt j ätemäärä.
Elinkaanarvioinneissa voidaan keskittyä inventaanoanalyysiin vaikutusarvioinnin jäädessä vähemmälle huomiolle tai kokonaan pois arvioinnista.1 Tällöin voidaan arvioinnista käyttää nimitystä elinkaari-inventaario. Inventaarioanalyysi on työläs ja aikaa vievä vaihe, ja sen perusteella määräytyy koko elinkaariarvion luotettavuus. Jos menetelmässä käytetyt lähtötiedot eivät ole asiallisia ja kattavia ei tuloksillakaan ole mitään arvoa. Voidaankin sanoa, että LCA:ssa on suuri GIGO-riski (GIGO - garbage in, garbage out). Ongelmana inventaariotietojen keräämisessä on tiedon saatavuus, sen nopea vanhentuminen ja paikallisuus. Tiedon tulisi mikäli mahdollista olla hankekohtaista eikä keskiarvotietoa.
Myös allokointi on ongelmallista: miten ympäristökuormat kohdennetaan prosesseissa, joissa syntyy useita eri tuotteita, miten jätteen kierrätys ja uudelleenkäyttö otetaan
huomioon.
'Erlandsson A comparative life cycle assessment of roof coverings 1995 s. 12
Leena Westerholm: Elinkaari arviointi ympäristörakentamisessa
12
Vaikutusarviointi
V aikutusarvioinnissa arvioidaan ympäristökuormista aiheutuvia potentiaalisia ympäristövaikutuksia inventaarioanalyysin tulosten pohjalta. Tämä tehdään kolmessa vaiheessa:
• luokittelu, inventaariotiedon jaottelu ympäristövaikutusluokkiin esimerkiksi taulukon 1 mukaan
• luonnehdinta, tietyn ympäristökuorman potentiaalisen ympäristövaikutuksen määrittäminen
• tulosten painottaminen, jossa pyritään vertailemaan eri ympäristövaikutusten keskinäistä tärkeyttä.
Taulukko 1. Luokittelussa käytettävät ympäristövaikutusluokat (Lindfors et ai 1995)
Ympäristövaikutusluokat
Resurssien käyttö
• energia ja materiaalit jaettuna uusiutuviin ja uusiutumattomiin
• vesi
• maa
Terveysvaikutukset ihmisiin
• myrkylliset aineet
• myrkyttömät aineet
• työympäristö
Ekologiset vaikutukset
• ilmaston lämpeneminen
• otsonikato
• happamoituminen
• rehevöityminen
• oksidanttien muodostuminen
• myrkyllisyys ympäristölle
• muutokset monimuotoisuudessa
Lisäksi listataan ne materiaalivirrat, joita ei ole käsitelty kattavasti joko niiden muodostumisesta lähtien tai niiden elinkaaren loppuun.
Vaikutusarvioinnin menetelmät eivät ole vakiintuneet, ja varsinkin painotuksen osalta kehitystyö on kesken. Arvottamisessa on kyse enemmän päätösten teosta kuin luonnontieteellisestä tutkimuksesta. Tulosten painottamiseen voi kuulua myös normalisointi eli tuotteen ympäristökuormien aiheuttaman ympäristövaikutuksen suhteuttaminen esimerkiksi vuotuiseen maailmanlaajuiseen vaikutukseen. LCA- menetelmän kehittämisessä pyritään luomaan systemaattinen painottamisjäijestelmä, jonka avulla tuotteen ympäristövaikutuksia voitaisiin kuvata esimerkiksi tunnusluvun avulla.
Tulosten tulkinta
LCA-menettelyn tulosten tulkinta -vaiheessa yhdistetään saadut tulokset määriteltyjen tavoitteiden ja soveltamisalan mukaisesti. Tutkintavaiheeseen voi liittyä iteratiivinen elinkaari arvioinnin soveltamisalan määrittely. Myös eri vaiheisiin mahdollisesti liittyvien herkkyysanalyysien tulokset kuuluvat tähän vaiheeseen. Tulosten yhdistämisen pohjalta tehdään johtopäätöksiä ja suosituksia.
Raportointi
Raportoinnissa elinkaari arvioinnin tulokset, eli tuotteen ympäristökuormat ja niiden vaikutukset ympäristövaikutusluokittain, kerrotaan asetettujen tavoitteiden mukaisessa muodossa rehellisesti, tarkasti ja kokonaisuudessaan. Varsinkin muulle kuin selvityksen tekijälle tai tilaajalle suunnatulle raportoinnille on asetettu standardissa sisällöllisiä vaatimuksia.
Kriittinen arviointi
Kriittisessä arvioinnissa elinkaariarvioinnissa käytetyt menetelmät, tiedot, johtopäätökset ja raportointi arvioidaan. Kriittinen arviointi voi tapahtua sisäisenä tai ulkoisena
katselmuksena tai sidosryhmien suorittamana katselmuksena.
Leena Westerholm: Elinkaariarviointi ympäristörakentamisessa
14