Hiilijalanjäljen päästölaskenta tehtiin kuvassa 2.3 esitetyille rakentamisen elinkaarivaiheille A1-A5, toisin sanoen laskennassa on huomioitu tuotteiden ja materiaalien valmistuspäästöt, erilaiset kuljetuspäästöt ja työsuoritteista johtuvat päästöt. Käytön aikana syntyviä päästöjä sekä mahdollisesta purkamisesta aiheutuvia päästöjä ei laskennassa huomioitu. Kunkin vai-heen päästöt on laskettu kertomalla kyseisen vaivai-heen toimintojen tai materiaalien määrät ja vastaavat päästökertoimet. Tuotteiden ja materiaalien valmistusvaiheessa on materiaalien määrää käsitelty joko kappaleena, tonnina, neliömetrinä, kuutiometrinä tms. Kuljetusvai-heessa toiminnan määrät ovat olleet kuljetusetäisyys ja kuljetetun materiaalin paino tai ti-lavuus. Työsuoritteiden toiminnan määrään on laskettu tehtävän työsuoritteen määrä met-rinä, neliömetmet-rinä, tai kuutiometrinä. Materiaalien ja toimintojen määrät on arvioitu esi-merkkirakenteiden geometrioiden mukaisesti. Suomessa käytettyjä suunnitteluohjeita on pyritty seuraamaan, mutta joitakin yksinkertaistuksia on tehty, kuten maaperän varmuus liukupintasortumaa vastaan on oletettu riittäväksi myös isoilla pengerkorkeuksilla (käytän-nössä ko. tapauksissa riittävä varmuus tulisi huolehtia esim. vastapenkereillä tms. toimen-piteillä.
Esimerkkirakenteina on käytetty tiepengerrakennetta ja kenttärakennetta. Tierakenteen päästöt on esitetty pengermetriä kohden ja kenttärakenteen päästöt kenttäneliömetriä koh-den. Päästölaskenta on suoritettu sijoittamalla esimerkkirakenteet Pohjois-Helsinkiin ja lä-helle Jyväskylän keskustaa. Tulos-osiossa on esitetty pelkästään menetelmien väliset vertai-lut ja menetelmäkohtaiset yhteenvedot. Menetelmäkohtaiset päästölaskennan tulokset ja perustelut käytettyjen päästökerrointen valintaan löytyvät liitteestä A. Tehdyt yksinkertais-tukset on esitetty menetelmien päästölaskentatuloksissa ja päästölaskentaliitteessä. Diplo-mityön tekstiosassa on esitetty menetelmien päästölaskentatuloksia pääosin Pohjois-Hel-singin esimerkkikohteeseen, jos kuljetusten päästöissä ei ole ollut merkittävä eroa esimerk-kikohteiden välillä. Jyväskylän esimerkkikohteen laskentatulokset on esitetty kokonaisuu-dessa liitteessä A.
3.1.1 Tuotteiden ja materiaalien päästökertoimet
Tuotteiden ja materiaalien päästökertoimet ovat lähtöisin pääsääntöisesti julkisesti saata-villa olevista valmistajien laatimista ympäristötuoteselosteista tai erilaisista verkkopalve-luista ja tietokannoista. Laskennassa käytettyjen tuotteiden ja materiaalien päästökerroin-ten lähteet ovat seuraavat:
- Valmistajien laatimat ympäristötuoteselosteet
- Rakennustietosäätiön EPD-tietokanta, verkkosivu: https://cer.rts.fi - Environdec-tietokanta, verkkosivu: https://www.environdec.com - CO2data.fi -verkkopalvelu, verkkosivu: https://co2data.fi/
- OneClickLCA-verkkopalvelu, verkkosivu: https://www.oneclicklca.com - EcoInvent-verkkopalvelu, verkkosivu: https://ecoinvent.org/
- ÖKOBAUDAT-tietokanta, verkkosivu: https://www.oekobaudat.de/en.html - VTT MELI-päästölaskentaohjelmisto
Joidenkin materiaalien osalta huomattiin laskennan aikana ristiriitaisuuksia päästökertoi-missa. Merkittävin ristiriitaisuus ja vaikutus joidenkin pohjanvahvistusmenetelmien pääs-tölaskennan tuloksiin tulee kiviainesten valmistuspäästökertoimista. Taulukossa 3.1 on eri-laisia kiviainestuotteiden päästökertoimia eri lähteistä. Päästölaskennassa käytettiin kallio-murskeelle päästökerrointa 3,9 kg CO2e/tn, eli toisin sanoen NCC Pornaisen ympäristötuo-teselosteen päästökerrointa kalliomurskeelle 0/16 mm – 0/90 mm. Käytetyssä ympäristö-tuoteselosteessa on esitetty yksi ainoa päästökerroin kaikille kalliomurskeille, joilla on ylin raekoko 16 ja 90 mm välissä. Kalliomurskeella 0/16 mm on yksi murskausvaihe enemmän kuin kalliomurskeen 0/90 mm valmistuksessa, joten todelliset valmistuspäästöt kalliomurs-keelle 0/90 mm ovat todennäköisesti pienemmät kuin kalliomurskalliomurs-keelle 0/16 mm. Käytän-nössä kiviainesten päästökertoimien epävarmuuden vaikutus on esim. syvästabilointia käyt-täessä vähäinen, koska sideaineiden päästökertoimet voivat olla 10–300 -kertaisia verrat-tuna taulukossa 3.1 esitettyihin kiviainesten kertoimiin. Menetelmillä, joissa materiaalitarve on suuri, esim. esikuormituksessa ja pystyojituksessa, päästökertoimen epävarmuudella voi olla suurikin merkitys.
Taulukko 3.1: Erilaisten kiviainestuotteiden päästökertoimet ja niiden lähteet.
Materiaalikuvaus Päästökerroin
kg CO2e/tn Lähde
Sora ja hiekka 5 CO2data.fi
Kalliomurske 0/16–0/90 3,9 Ympäristötuoteseloste, NCC Pornainen
Kalliomurske 0/100 6,5 One Click LCA
Kalliomurske 0/150 3,1 Ympäristötuoteseloste, NCC Pornainen
Murske 2/32 6 Rakennuksen hiilijalanjäljen arviointityökalu, YM ja VTT 2019
Murske, hieno ja karkea 12 Rakennuksen hiilijalanjäljen arviointityökalu, YM ja VTT 2019
Uusiomateriaalien, ylijäämämaan ja -louheen päästöt on oletettu nollapäästöiseksi valmis-tuksen osalta, kuitenkin huomioiden kuljetuspäästöt työmaalle. Todellisuudessa uusioma-teriaaleista tulee vaihtelevia prosessointipäästöjä. Ylijäämäämaasta ja -louheesta tulee mah-dolliseen välivarastointiin ja jalostukseen liittyviä päästöjä, mikäli ylijäämämaa tai -louhe ei mene suoraan rakenteeseen. Niitä ei ole tässä tarkastelussa huomioitu.
3.1.2 Kuljetusten päästökertoimet
Kuljetusvälineiden päästökertoimet ovat lähtöisin LIPASTO-tietokannasta. LIPASTO on Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy:n kehittämä ja ylläpitämä tie-, raide-, vesi- ja ilmalii-kenteen sekä työkoneiden pakokaasupäästöjen ja energiankulutuksen tietojärjestelmä. Ul-komaalta saapuvat tuotteet on oletettu saapuvan kaikissa tapauksissa Turun satamaan rah-tilaivoilla ja siitä eteenpäin tieliikennettä pitkin rakennuskohteeseen ilman välivarastointia.
Tuotteiden ja materiaalien valmistusmaiden ja Turun sataman väliset etäisyydet on hankittu SeaDistances-verkkopalvelusta. Konttialuksen päästökerroin on lähtöisin LIPASTO-tieto-kannasta. Päästölaskennassa ei ole huomioitu ulkomailta saapuvien tuotteiden kuljetuksia alkuperämaassa valmistustehtaasta satamaan.
Kuljetusten järjestelyssä on oletettu, että tuotteiden ja materiaalien tuontikuljetuksissa kul-jetusväline saapuu työmaalle täydellä kuormalla ja lähtee takaisin samaan paikkaan tyhjällä kuormalla. Vastaavasti, tuotteiden ja materiaalien poiskuljetuksissa kuljetusväline tulee työ-maalle tyhjällä kuormalla ja lähtee takaisin samaan paikkaan työmaalta täydellä kuormalla.
Meno- ja paluukuormien etäisyydet on oletettu yhtä suuriksi. Mahdollisia logistisia opti-mointeja, kuten ylijäämämaiden vienti ja kalliomurskeen hakua samalla kuljetusmatkalla, ei ole laskennassa huomioitu.
Kiviainesten ja ylijäämämaiden kuljetusten päästöt on laskettu esimerkkikohteiden oletet-tujen kuljetusetäisyyksien mukaisesti kiviaineksille ja ylijäämämaalle. Pohjois-Helsingin kohteessa kiviainesten kuljetusetäisyydeksi on oletettu 30 km ja ylijäämämaiden kuljetuse-täisyydeksi 60 km. Jyväskylässä kiviainesten ja ylijäämämaiden kuljetusekuljetuse-täisyydeksi on ole-tettu molemmille 15 km. Tehdasvalmisteisilla tuotteilla on selvitetty todellinen kuljetusetäi-syys Pohjois-Helsinkiin ja Jyväskylään. Kuljetus kaupungissa on hitaampaa ja tuottaa enem-män päästöjä. Pohjois-Helsingin kohteessa on oletettu 10 km kuljetuksesta tapahtuvan kau-punkiympäristössä ja siitä eteenpäin isommilla teillä, jossa kulkunopeus on isompi, pysäh-dyksiä vähemmän ja päästöt pienemmät. Vastaavasti Jyväskylän kohteessa kuljetuksesta 5 km on oletettu olevan kaupunkiympäristössä ja siitä eteenpäin isommilla teillä.
Kuljetusvälineet on valittu tuotteen tai materiaalin kuljetukselle sopivaksi. Maa- ja kiviai-nesten kuljetuksessa käytetiin kuorma-autoa, jonka maksimikuormapaino on 19 tonnia. Ke-vyitä materiaaleja oletettiin kuljetettavan täysperävaunulla, jonka maksimikuormapaino 51 tn tai maksimikuormatilavuus 96 m3, kumpi tahansa on määräävämpi kyseisen materiaalin kuljetuksessa. Mikäli tietoa ei ole ollut saatavilla materiaalin lastaustavasta, on käytetty ma-teriaalin painoon perustuvia kuljetuspäästöjä. Nestemäisiä ja jauhemaisia materiaaleja kul-jetetaan säiliöautossa, jonka maksimikuormapaino on 40 tn. Kaikkien maa- ja kiviainesten (pl. kevennysmateriaalit) tilavuuspainoksi tulevassa rakenteessa ja maaperässä on oletettu 2 tn/m3. Kuormattuna käytettiin kiviainesten ja ylijäämämaiden kuljetuksessa tonneja, jol-loin teoreettisen kiinto-/rakennetilavuuden ja todellisen irtotilavuuden välistä massamuun-nosta ei ole tarvinnut tehdä. Todellinen kiviaineksen ja ylijäämämaan tilavuuspaino perus-tuu mm. materiaalin tiiveyteen, raekokojakaumaan ja vesipitoisuuteen.
3.1.3 Työsuoritteiden päästökertoimet
Työsuoritteiden päästökerrointen määrittämiseen on käytetty LIPASTO-tietokannan työko-neiden tehonkäytön tai polttoaineen kulutuksen yksikköpäästöjä. Työsuoritteiden tekemi-seen vaadittavat työmenekkitiedot ovat peräisin alan kirjallisuudesta. Työsuoritteisiin käy-tettiin keskitasoisia, normaaleja tai tavanomaisia olosuhteita, mikäli useita työmenekkitie-toja on ollut saatavilla. Työkonetyyppi on valittu työsuoritteeseen sopivaksi. Työsuorittei-siin, johon tarvitaan useita koneita, on laskettu päästökerroin kaikkien tarvittavien työko-neiden päästökerrointen summana.
3.1.4 Esimerkkikohteet ja esimerkkirakenteet
Taulukosta 3.2 löytyvät esimerkkikohteiden kuljetuspäästöjen laskennassa käytettyjä kulje-tusetäisyyksiä. Esimerkkikohteiden ainoana erona on eri kuljetusetäisyydet ja oletetut kau-punki- ja maantieliikenteen osuudet.
Päästöjen laskenta suoritetiin vertailevana tapaustutkimuksena. Vertailevan tapaustutki-muksen tarkoituksena on saada selkeästi erotettavaa tietoa kuljetusmatkojen sekä suunnit-teluratkaisujen vaikutuksesta lopullisiin menetelmäkohtaisiin kasvihuonekaasupäästöihin.
Esimerkkikohteet edustavat kuljetusmatkoiltaan Suomen suurinta ja keskikokoista asutus-keskittymää.
Väylärakenteen esimerkkinä käytetään 10 m leveää ja 2,5 m korkeaa pengerrakennetta. Pen-kereen luiskakaltevuus on 1:2. Tierakenteen tarkastelupituus on 100 m. Pohjanvahvistus-menetelmäkohtaisesti käytetään tiettyjä poikkeuksia, joita tuodaan esille tulososiossa. Kent-tärakenteen esimerkkinä käytetään 10 000 m2 aluetta, jonka tasausta on korotettu 2,5 m.
Alueen reunoilla on 1:2 luiska. Käytännössä joissakin tapauksissa tarvittaisiin esim. penke-reen ulkopuolelle vastapenger tms. täydentävä rakenne. Niitä ei ole tässä tarkastelussa huo-mioitu. Kuvassa 3.1 on esitetty esimerkkitierakenteen geometria ja kuvassa 3.2 on esitetty esimerkkikenttärakenteen geometria.
Taulukko 3.2: Esimerkkikohteiden päästölaskennassa käytetyt kuljetusetäisyydet.
Kohde Kiviaines Ylijäämämaat Muut tuotteet Pohjois-
Helsinki 10 km kaupungissa
ja 20 km maantiellä 10 km kaupungissa ja 50 km maantiellä
Etäisyys lähimpään tuotteen valmis-tustehtaaseen.
10 km kaupungissa ja sitä eteenpäin maantiellä.
Jyväskylä 5 km kaupungissa
ja 10 km maantiellä 5 km kaupungissa ja 10 km maantiellä
Etäisyys lähimpään tuotteen valmis-tustehtaaseen.
5 km kaupungissa ja sitä eteenpäin maantiellä.
Kuva 3.1: Esimerkkitierakenteen geometria. Tierakenteen geometria perustuu Väyläviraston (2018) Syvästabilointiohjeen liitteessä 3 esitettyyn tiegeometriaan.
Kuivakuorikerros tai kitkamaa
Pehmeä savi tai kitkamaa
1,5 m
3–20 m 2,5 m 10 m
Kuva 3.2: Esimerkkikenttärakenteen geometria.
3.1.5 Laskennan rajaukset
Päästölaskenta on rajattu kuvan 2.3 mukaisiin elinkaariarvioinnin vaiheisiin A1-A5, toisin sanoen rakentamiseen käytettyjen tuotteiden ja materiaalien valmistusaikaisiin päästöihin, kuljetuspäästöihin, sekä varsinaisiin rakentamisen työsuoritteiden päästöihin. Laskennassa on huomioitu rakennustuotteiden ja -materiaalien raaka-aineiden hankinnasta, kuljetuk-sista valmistukseen sekä tuotteiden valmistuksesta johtuvat päästöt. Laskennassa ei ole huomioitu rakentamisen jälkeisiä elinkaarivaiheita.
Päästölaskennassa on huomioitu pelkästään hiilijalanjälki. Muita, kuten otsonikerrokseen vaikuttavia päästöjä, ekosysteemejä vahingoittavia päästöjä tai rehevöitymistä aiheuttavia päästöjä ei ole tarkastelussa huomioitu. Laskennassa ei myöskään ole huomioitu menetel-män hiilikädenjälkeä, eli menetelmästä mahdollisesti syntyviä ilmastohyötyjä tai hiili-nieluja, eli vaikutusta luonnollisiin hiilinieluihin (kuten metsämaiden määrään) tai kemial-lisiin hiilinieluihin (kuten betonin karbonatisoituminen). Maan jäädytyksen, luiskapaalu-tuksen ja maan naulauksen päästöjä ei ole arvioitu.