Kasvihuonekaasupäästöjen alueellisten laskentamenetelmien vertailua

Abstract

Ilmakehän hiilidioksidipitoisuus on noussut sadassaviidessäkymmenessä vuodessa yli 30 prosenttia, ja maapallon keskilämpötila samassa ajassa vajaan asteen. Globaali tavoite on rajoittaa lämpeneminen kahteen asteeseen esiteolliseen aikaan verrattuna, mikä tarkoittaa rajuja leikkauksia kasvihuonekaasupäästöihin (khk-päästöt). Ilmastopolitiikkaa muutoksen hillitsemiseksi toteutetaan monella tasolla: YK:lla ja kansallisvaltioilla on omat tavoitteensa, mutta myös esimerkiksi monet kunnat ja kaupungit ovat laatineet alueellisia päästövähennysstrategioita. Usein on tarkoituksenmukaista ajatella laajasti ja toimia paikallisesti.

Khk-päästöjen laskemiseksi ja päästötrendien seuraamiseksi on kehitetty useita laskentamenetelmiä. Tässä työssä vertaillaan kolmea Suomessa käytettyä tapaa inventoida alueelliset päästöt. Työn tavoitteena on selvittää Kasvener-mallin, Hilma-metodin ja Primäärienergiatarkastelun erityisominaisuuksia. Kaikki kolme menetelmää antavat samalle alueelle samoilla lähtötiedoilla erilaiset päästötulokset. Tarkoitus on analysoida miksi luvuista tulee erilaisia, mitä taustaolettamuksia menetelmät sisältävät ja miten herkästi kukin malli reagoi muutoksiin.

Kasvener on kasvihuonekaasu- ja energiatasemalli, jota on käytetty useissa Suomen Kuntaliiton ilmastokampanjaan osallistuneissa kunnissa. Hilma-metodi on Kasveneristä edelleen pääkaupunkiseudun ilmastostrategiaa varten kehitetty menetelmä, ja CEN-standardiin perustuvaa Primäärienergiatarkastelua puolestaan ovat käyttäneet energiayhtiöt erityisesti erilaisten lämmitystapojen päästövertailujen yhteydessä. Vuoden 2006 päästöt laskettiin YTV-alueelle (Helsinki, Espoo, Kauniainen ja Vantaa) ja Kirkkonummelle.

Suurimmaksi eroksi menetelmien välillä osoittautui energiasektorin khk-päästöjen laskentatapa. Etenkin toisistaan poikkeavat tavat määritellä alueella kulutetun sähkön alkuperä aiheuttivat tuloksissa hajontaa. Kasvenerissä suurin merkitys on paikallisella energiantuotannolla, kun taas Hilma-metodissa sähkön oletetaan olevan valtakunnallista keskiarvotuotantoa. Pri-määrienergiatarkastelussa sähkönkulutuksen päästöt lasketaan ikään kuin sähkö olisi peräisin Keski-Euroopan lauhdevoimaloista. Toinen merkittävä metodinen ero liittyy sähkön ja lämmön yhteistuotannon (CHP) khk-päästöjen jyvittämiseen kummallekin energiakomponentille. CHP-kaukolämmön päästöt olivat Kasvenerillä laskettuna selvästi suurimmat ja Primäärienergiatarkastelulla pienimmät.

Tutkimuksen kohteena olleita laskentamenetelmiä ei voi varsinaisesti arvottaa toinen toistaan paremmiksi. Toisaalta myöskään tulosten suuruusluokan perusteella ne eivät asetu systemaattisesti tiettyyn järjestykseen. Ainoastaan sähkönkulutuksen päästöjen korostuminen Primäärienergiatarkastelussa tuli selvästi esiin. Muilla päästösektoreilla menetelmät järjestäytyivät erilailla eri kaupungeissa. YTV-alueen asukasta kohti lasketut vuoden 2006 kokonaiskasvihuonekaasupäästöt olivat hiilidioksidiksi muutettuina seuraavat: Kasvener 7,4 t, Hilma-metodi 6,8 t, Primäärienergiatarkastelu 9,9 t.

Comparison of methods for assessing regional greenhouse gas emissions

Over the last hundred and fifty years carbon dioxide content of the atmosphere has increased by more than thirty per cent and global mean temperature by nearly one degree. In order to reach the EU two-degree target, strict restrictions to greenhouse gas emissions must be imposed. Climate policy for holding back the change is executed at various levels: the UN has its own targets but for instance many municipalities and cities have been formulating regional mitigation strategies. It is often purposeful to think extensively and act locally.

Several different methods have been developed for assessing greenhouse gas emissions and tracking the emissions trends. The objective of this thesis is to compare three methods of calculating regional emissions. It examines the special characteristics of Kasvener, Hilma and Primary Energy Method as well as their differences. All three methods, all of which have been in use in Finland, give different results for the same region with the same data. The aim is to find out why they produce different figures, what background assumptions they make, and to analyse how sensitively each model reacts to changes.

Kasvener is a greenhouse gas and energy balance model that has been used in numerous mu-nicipalities involved in the Climate Campaign by the Association of Finnish Local and Regional Authorities. Hilma-method is based on Kasvener and develops it further for use in the Helsinki Metropolitan Area Climate Strategy to the Year 2030. Primary Energy Method, in contrast, has been utilized by energy companies particularly when contemplating the emissions of different types of heating systems in buildings. The emissions of year 2006 were calculated in the Helsinki Metropolitan Area (Helsinki, Espoo, Kauniainen and Vantaa) and Kirkkonummi.

The major discrepancy between the methods proved to be the way they calculate emissions of the energy sector. In particular, different determinations of the origin of the electricity consumed in the region caused dispersion in the results. Kasvener emphasises local production of energy whereas Hilma-method assumes that electricity is produced nationally. Primary Energy Method assesses the emissions as if the electricity originated from the condensing power plants of Central Europe. Another significant methodological distinction relates to the allocation of greenhouse gas emissions from combined heat and power production. Kasvener produced highest results for emissions from district CHP-heating, while Primary Energy Method clearly yielded the lowest figures.

None of the assessment methods studied here can be considered to be superior to the others as such. Nor do the results they produce align systematically from the highest to the lowest. The only thing clearly apparent was the accentuation of the emissions of the consumption of electricity by Primary Energy Method. In other sectors the ranking of the methods varied depending on the region. The total greenhouse gas emissions per capita in the Helsinki Metro-politan Area were as follows: Kasvener 7.4 t, Hilma 6.8 t, Primary Energy Method 9.9 t (carbon dioxide equivalent).