Suomen ympäristökeskus | Finlands miljöcentral | Finnish Environment Institute

sykefi header valkoinen

Sampo Soimakallio: Miksi puuntuotannon maksimointi ei maksimoi hiilinielua?

RSS
10.9.2018 Sampo Soimakallio
Sampo Soimakallio 172
Sampo Soimakallio

(Kuvan 2 graafit päivitetty 10.9.2018 klo 13.28.)

Tiedeyhteisö (mm. Suomen ilmastopaneeli 2015 ja 2017) on tutkimuksiin vedoten viime aikoina raportoinut, että hakkuiden lisäys pienentää metsien hiilinielua ja siirtää hiiltä metsistä ilmakehään. Tämä on aiheuttanut hämmennystä. Monessa yhteydessä metsäbiomassan käyttö mielletään hiilineutraaliksi. Lisäksi monet tuntuvat ajattelevan, että metsien hiilinielu on suurimmillaan silloin, kun metsien kasvu on suurimmillaan. On totta, että vain hiiltä sitova metsä voi olla hiilinielu. Puuston kasvu ei kuitenkaan ole tae sille, että metsät olisivat hiilinielu. Miten ihmeessä?

Puun poltossa syntyy energiayksikköä kohden hiilidioksidia (CO2) hiukan enemmän kuin kivihiilen poltossa ja selvästi enemmän kuin kaasun tai öljyn poltossa. Yhteyttämisessä metsiin puolestaan sitoutuu hiiltä. Orgaanisen aineksen hajotessa ja kasvien hengityksessä hiiltä vapautuu ilmakehään. Lisäksi puunkorjuussa metsistä poistuu hiiltä.

Kansainvälisesti on sovittu, että biomassan polton CO2-päästöt lasketaan energiasektorilla nollana (kuva 1). Tämä on perusteltua, koska puun korjuu lasketaan hiilidioksidipäästönä ja puutuotteiden hiilivaraston muutos kasvaessaan hiilen poistumana (negatiivisena päästönä) ja pienentyessään päästönä maankäyttösektorilla (LULUCF). Vastaavanlaiseen lopputulokseen päästäisiin, jos puun polton CO2-päästöt laskettaisiin täysimääräisinä ja metsän hiilitase määritettäisiin ennen puun korjuuta.

kuva1 Metsien puunkäytön ja hiilitaseiden määrittäminen
Kuva 1. Metsien ja puunkäytön hiilitaseiden määrittäminen hallitusten välisen ilmastopaneelin (IPCC) ohjeistuksen perusteella. Koska biomassan polton CO2-päästöt lasketaan nollana, lasketaan puun mukana metsästä poistettava hiili CO2-päästönä ja puutuotteiden hiilivaraston kasvu hiilen poistumana (nieluna) maankäyttösektorin (LULUCF) taseessa. Näin ilmakehän tase tulee lasketuksi oikein.

Metsien tai puutuotteiden hiilinielu tarkoittaa niiden hiilivaraston kasvua. Hiilivaraston kasvu, siis hiilinielu, taas riippuu hiilen sitoutumisen ja vapautumisen välisestä tasapainosta. Puuston ja kasvillisuuden kasvun kiihtyminen lisää hiilen sidontaa metsiin. Orgaanisen aineksen hajoaminen, kasvien hengitys ja puuston korjuu puolestaan lisäävät hiilen poistumaa metsistä.

Teoriassa metsien puuston vuotuinen hiilinielu, siis puuston hiilivaraston vuotuinen kasvu, saadaan maksimoitua käsittelemällä metsät tilaan, jossa puuston kasvupotentiaali on maksimaalinen ja pidättäytymällä hakkaamasta metsiä kyseisenä vuotena. Mikäli maksimoidaan vuotuista biomassatuotantoa, tulee metsät pitää melko nuorina. Tällöin metsistä lisäksi poistetaan joka vuosi hakkuissa se määrä hiiltä, mikä puustoon vuosittain sitoutuu, jolloin puuston hiilivarasto pysyy vakiona ja vuotuinen hiilinielu on nolla (kuva 2). Vastaavasti puuston vuotuinen hiilinielu on nolla kaikissa sellaisissa metsien käsittelyvaihtoehdoissa, joissa metsistä vuosittain poistetaan kasvunsa verran puuta (ns. normaali metsä) kiertoajasta ja hiilivaraston koosta riippumatta.

Kuva2_metsien vuotuinen hiilinielu
kuva2_metsien hiilivarasto_272

Kuva 2. Havainnollistus metsien vuotuisen hiilinielun (ylhäällä) vaikutuksesta metsien hiilivaraston (alhaalla) kehittymiseen neljässä erilaisessa yksinkertaistetussa skenaariossa, jossa vuotuinen hiilinielu a) kasvaa korkealta tasolta, tasaantuu ja pienenee nopeasti nollaan, b) pienenee korkealta tasolta tasaisesti nollaan, c) pysyy vakiona alhaisella tasolla ja d) on kokoajan nolla. Tyypillisesti metsien hiilivarasto on moninkertainen vuodessa sitoutuvaan hiilimäärään verrattuna. Suuruusluokat ovat suuntaa-antavia.
  

Toisaalta jos hiilinielua tarkastellaan pitkän ajan kuluessa, on se suurimmillaan sellaisessa metsässä, mihin kertyy eniten hiiltä. Vanhassa metsässä vuotuinen hiilinielu voi hiipua, mutta sinne voi olla kertynyt huomattavasti enemmän hiiltä nuoreen metsään verrattuna. Tyypillisesti mitä vanhemmaksi metsä kasvaa, sitä enemmän sinne kertyy hiiltä.

Metsien vuotuinen hiilinielu on vastakkainen vuotuiselle päästölle. Ilmastonmuutoksen hillinnässä vuotuisia päästöjä ja nieluja oleellisempaa on kuitenkin kiinnittää huomio kumulatiivisiin päästöihin ja nieluihin. Metsien ja puutuotteiden hiilivarastojen koko kertoo kuinka paljon niihin on kumulatiivisesti vuosien saatossa sitoutunut hiiltä.

Maailman metsissä on hiiltä arviolta noin 800 miljardia tonnia, puutuotteissa vain noin 7 miljardia tonnia. Metsiin ja maaperään sitoutuu vuosittain hiiltä noin 4 miljardia tonnia (pl. maankäytön muutokset), puutuotteisiin vain noin 80 miljoonaa tonnia. Puutuotteiden hiilivarastoa on mahdollista kasvattaa hakkuita lisäämällä ja tuottamalla enemmän pitkäikäisiä puutuotteita. Tällöin kuitenkin menetetään metsien hiilivaraston kasvua. Lisäksi puutuotteiden hiilivarastosta poistuu hiiltä jatkuvasti, mikä rajoittaa varaston kasvua. Myös metsien hiilivarastojen maksimaalinen koko on rajallinen, mutta toistaiseksi kaukana teoreettisesta maksimista.

Suunniteltaessa metsien käyttöä ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi tulee huomio kiinnittää erityisesti metsien hiilivarastojen kokoon sekä puun korjuumääriin ja käyttötapoihin.

Sampo Soimakallio on ryhmäpäällikkö SYKEn kulutuksen ja tuotannon keskuksessa. Tutkimuksessa häntä kiinnostaa erityisesti ilmastonmuutoksen hillintään, biomassan käyttöön ja elinkaariarviointiin liittyvät asiat.

Blogikirjoittajien näkemykset ovat heidän omiaan, eivätkä ne edusta Suomen ympäristökeskuksen virallista kantaa.

Kommentit (4 kommenttia)
Petri Heino
12.9.2018
klo 21.29
Siis nämä blogit näkyvät esim. FB-linkeissä SYKE:n nimissä! Mutta ovat kuitenkin kirjoittajien omia. Mitä tämä tarkoittaa?
Luonnon hiilivarastojen puolesta
16.9.2018
klo 16.02
Kiitos metsien hiililaskennan avaamisesta. Hiilinielun käsitettä käytetään keskustelussa usein epämääräisesti. Pitäisi erottaa metsän vuotuinen hiilensidonta metsän hiilivarastosta, joka on kertaluokkaa suurempi. Hiilivarastosta suuri osa on maaperässä.
Usein tämä unohdetaan ja keskitytään vain vuotuiseen puuston hiilensidontaan.
Kirsi Norros
24.9.2018
klo 18.12
Hei Petri. SYKEn tutkijoiden ja asiantuntijoiden blogit ovat kirjoittajiensa omia näkemyksiä jotka pääosin pohjautuvat heidän asiantuntemusalaansa. Ne voivat olla esimerkiksi näkökulmia ajankohtaisiin asioihin. Ne eivät kuitenkaan ole SYKEn virallisia
näkemyksiä tai tuotteita kuten esimerkiksi julkaisut tai tiedotteet. Tästä syystä blogit eivät esimerkiksi käy samanlaista laatu- tai hyväksymisproessia kuin nämä viralliset viestintätuotteet.
Matti Jantunen
22.3.2019
klo 9.46
Kiitos erinomaisesta yhteenvedosta. Vakiintunut metsien (ja myöd viljelysmaan) hiilitaseen laskentatapa antaa oikean tuloksen, mutta on silti johtanut päättäjät ja kansalaiset harhaan. Tämä johtuu siitä, että laskentatapa poikkeaa täysin fossiilistenn
polttoaineiden påäästöjen laskentatavasta. Yksinkertaistettu johtopäätös on ollut, että biomassa ja siitä tehdyt tuotteet ovat polttoaineina hiilineutraaleja. Liikenteessä tämä on johtanut ilmastonsuojelun nimissä lakimääräiseen siirtymiseen ilmaston kannalta
merkittävästi bensaa ja dieseliäkin haitallisempiin biopolttonesteisiin, ja samalla vähentänyt painetta tieliikenteen sähköistämiseen. Euroopassa ja Pohjois-Amerikassa tähän ilmastotekoon on uhrattu tähän mennessä n. 100 Mrd€, ja rahaa, jolla ilmastoa voitaisiin
oikeasti suojella, palaa miljardeja lisää joka vuosi,