Tarvitsemme lisää hiilivarastoja – mistä muusta kuin metsistä on nieluiksi?

Metsä on Suomen suurin hiilinielu. Millä muilla tavoilla hiiltä voi sitoa? Tutkijat hakevat kokonaiskuvaa.

Yksinkertaistettuna ilmastonmuutoksessa on kyse siitä, että hiiltä on väärässä paikassa.

— Hiiltä on varastossa maankuoressa, kasvillisuudessa, merissä ja ilmakehässä. Hiilen kierto varastojen välillä ratkaisee hyvin pitkälti sen, miten ilmasto käyttäytyy, metsäekologian yliopistotutkija Tuomo Kalliokoski Helsingin yliopistosta luonnehtii.

Hiili on aina kiertänyt varastojen välillä, mutta ihmiset ovat vähintään kymmenkertaistaneet hiilikierron nopeuden maankuoren varastoista ilmakehään, Kalliokoski arvioi.

Nyt, kun kansainvälinen ilmastopaneeli soittaa hätäkelloja, tarvitaan lisää tapoja, joilla sitoa hiilidioksidia ilmakehästä.

Metsähakkuut ovat nousseet esiin vaaliväittelyissä ja hallitusneuvotteluissa. Metsillä onkin merkittävä rooli hiilidioksidin sitojina, sillä ne ovat Suomen suurin hiilinielu. Tutkijat painottavat kuitenkin kokonaiskuvaa. Minne kaikkialle hiiltä saa sidottua?

Lantaa pellolle

Jos hiilivarastot kasvavat, ne ovat hiilinieluja. Jos varastot pienenevät, ne ovat hiilen lähteitä.

— Toivoisin, että keskustelisimme hiilinielujen sijaan hiilivarastoista, sanoo Kalliokoski.

Jos suurennuslasin alla on hiilinielu, johtopäätökseksi voi tulla, että Suomen metsät kannattaa pitää nuorina ja hyvin kasvavina. Jos suomalaiset metsät hakattaisiin 30–40 vuoden välein, hiilinielut olisivat suuria, koska nuoret puut kasvavat nopeammin kuin vanhat. Hiilivarastot eivät kuitenkaan säilyisi, koska hakattujen puiden sitoma hiili vapautuu nopeasti ilmakehään.

Hiilivarastoja rikastaa se, jos puutavaraa käytetään pitkäikäisiin tuotteisiin, kuten rakennuksiin. Se kuitenkin vaatisi suurta muutosta puun käytössä, koska nyt vain pieni osa hakatusta puusta päätyy pitkäikäisiin tuotteisiin. Paperi ja bioenergia kuuluvat nopean kierron tuotteisiin, ja niiden sisältämä hiili vapautuu pian ilmakehään.

Suomessa metsien pinta-ala pienenee, koska metsiä raivataan edelleen pelloiksi. Tähän vaikuttaa EU-vetoinen maatalouden keskittyminen. Kun karjatilat suurenevat, ne tarvitsevat lisää lannanlevitystilaa — siis peltoja.

— Kun metsät raivataan, hiilivarastot häviävät. Pahimmillaan raivatulle alueelle levitetään lantaa, jonka hajoaminen tuottaa päästöjä, Kalliokoski muistuttaa.

Pitkän aikavälin suot

Entä suot, voisivatko ne niellä enemmän hiiltä? Suot ovat ainakin mittava hiilivarasto. Ne sisältävät kolmasosan kaikesta maaperän hiilestä, vaikka ne kattavat vain kolme prosenttia Suomen pinta-alasta.

— Suot ovat valtava hiilinielu ja hiilivarasto, mutta pitkäaikainen ja hidas kierroltaan, sanoo apulaisprofessori, ekosysteemiprosessien tutkija Mari Pihlatie Helsingin yliopistosta.

Vuosituhansien kuluessa soille kertyy kuolleita kasveja. Vähitellen orgaanisesta aineksesta syntyy turvetta. Se hajoaa suon vähähappisissa tai hapettomissa olosuhteissa niin hitaasti, että turpeen sisältämää hiiltä ehtii pitkän ajan kuluessa kertyä paljon.

Suurin osa soiden hiilestä kiertää silti takaisin ilmakehään hiilidioksidina ja hapettomissa oloissa hajoamisesta syntyvänä metaanina. Parhaimmillaankin vain noin 15 prosenttia päätyy turpeeseen hiilivarastoksi. Pitkän ajan kuluessa suot kuitenkin sitovat enemmän hiiltä kuin päästävät.

Kahta eri tyyppiä

Yksi tapa sitoa hiiltä on ennallistaa soita, jotka on aikanaan ojitettu talousmetsäksi ja viljelymaaksi.

Kun turve on tekemisissä ilman hapen kanssa, se hajoaa nopeasti. Jos taas vedenpintaa nostettaisiin, hajoaminen hidastuisi. Tällä hetkellä ojitetuilla soilla kasvavien puiden hiilinielu on kuitenkin suurempi kuin turpeen hajoamisesta syntyvät päästöt.

Myös suotyypeissä on eroja. Ravinteikkailla soilla hajoaminen on nopeaa ja päästöt suuremmat, kun taas karut suot ovat tehokkaampia hiilinieluja.

— Yksi tehokas keino voisi olla jättää puusto korjaamatta ravinteikkailla turvemailla ja antaa ojien pikku hiljaa umpeutua, Kalliokoski arvioi.

Silloin vedenpinnan taso alkaa nousta ja turpeen hajoaminen hidastuu. Myös ennallistaminen, ojien tukkiminen, on tehokas keino vähentää turpeen hajoamista ravinteikkailla soilla.

— Puuston hiilinielu vähenee, mutta hiilivarasto ei häviä mihinkään, jos hakkuita ei tehdä, Kalliokoski sanoo.

Avohakkuut historiaan

Maapallolla eniten hiiltä on varastoitunut metsiin. Rouheat metsänhoitotavat, joissa koko metsä hakataan ja kynnetään avoimeksi, päästävät hiilen karkuun.

Kun maata muokataan, orgaanisen aineksen rakenne rikkoontuu ja ravinteita vapautuu. Tästä monet eliöt pitävät ja alkavat hajottaa maaperän hiiliyhdisteitä kiihtyvällä vauhdilla. Myös sade huuhtoo hiiltä ja ravinteita pois avohakkuiden jälkeensä jättämästä puuttomasta maastosta.

Mari Pihlatie kannattaisi jatkuvapeitteistä metsänkasvatusta. Silloin metsässä kasvaa eri-ikäisiä puita, joita kaadetaan osa kerrallaan. Maaperä pysyy kasvipeitteisenä ja hiili tallessa.

— Jos lopettaisimme avohakkuut ja muuttaisimme metsänkasvatuksen jatkuvapeitteiseksi, metsät sitoisivat hiiltä ja pysyisivät hiilinieluina.

Kahden kastin pellot

Hiiltä karkaa myös pelloilla. Vuosisatojen mittaan maa köyhtyy. Peltojenkin pitäisi olla jatkuvasti kasvipeitteisiä, jotta maaperän hiili pysyisi tallessa ja monimuotoisuus kukoistaisi.

Osa Suomen pelloista sijaitsee multaisella mineraalimaalla ja osa entisten soiden tilalla. Pitkään viljeltyihin, hiiltä menettäneisiin mineraalipeltoihin voitaisiin sitoa enemmän hiiltä. Jos uusia viljelytapoja sovellettaisiin kaikkialla maailmassa, toimilla olisi iso merkitys. Viljelijä tarvitsee lisää tietoa hiilinieluista ja uusista toimintatavoista, jotta oivaltaa niiden hyödyn, Pihlatie tuumii.

Turvepelloilla on paljon hiiltä, ja koska kuivatettujen soiden turve on kosketuksissa hapen kanssa, varastoitunut hiili hajoaa ja turvepeltojen päästöt ovat isot. Itä- ja Pohjois-Suomessa sijaitsevien turvepeltojen päästöt muodostavat puolet kaikkien peltojen kasvihuonepäästöistä, vaikka niitä on vain kymmenen prosenttia peltojen pinta-alasta.

— Ei ihmisille voi niin vain sanoa, että pellot pakettiin. Vaikka turvepelto metsitettäisiin, se päästää edelleen kasvihuonekaasuja monta kymmentä vuotta. Tuottavan pellon viljelyssä pitäminen voi silloin olla paras vaihtoehto, Pihlatie sanoo.

Käytöstä poistuvilla turvepelloilla voisi nostaa vedenpintaa, jolloin niistä tulisi taas soita ja turpeen hajoaminen hidastuisi.

Riittääkö luonnon voima?

Nykyiset ilmastotavoitteet edellyttävät, että vuoteen 2030 mennessä maankäyttösektori — metsät, kosteikot, viljelysmaa ja pellot — pitäisi kääntää hiilinieluksi. Sen jälkeisinä vuosikymmeninä hiilinieluja pitäisi voimistaa nopeasti.

Ilmastopaneeli IPCC julkaisi vuoden 2018 lopulla eri skenaarioita siitä, miten ilmastonmuutoksen lämpeneminen olisi mahdollista pysäyttää 1,5 asteeseen. Hiilinieluihin tukeuduttiin eri tavoin, mutta kaikissa luotettiin luonnon lisäksi teknologiaan. Eniten kaavailuissa lasketaan bioenergian tuottamisesta syntyvän hiilidioksidin varastoimiseen eli BECCS- teknologiaan.

Ilmastopaneeli esittää laskelmissaan nykyistä kahdeksan kertaa suurempaa bioenergiantuotantoa ja siitä syntyvän hiilidioksidin sitomista. Se tarkoittaisi, että bioenergian lähteenä olevat kasvit tarvitsisivat noin 500 miljoonaa hehtaaria lisää tilaa.

Päästöt kuriin

Valtaosa maapallon pinta-alasta on jo käytössä. Jotta kaikille riittäisi ruokaa eivätkä luonnon hiilinielut pienenisi, nykyisiä peltoja ja metsiä ei voi laskea mukaan tarvittavaan lisätilaan. Bioenergiantuotanto ei saisi uhata ruoantuotantoa.

— Jos bioenergiantuotannon kasvu tehdään huonosti, se voi olla ristiriidassa hiilinielujen voimistamisen kanssa, Kalliokoski toteaa.

Hiilinielujen lisäksi tarvitaan nopeita päästövähennyksiä. Tutkijat tähdensivät keväällä Science-lehdessä, että kymmenen vuoden viive päästöjen vähentämisessä voi johtaa niin suuriin päästöihin, että ne kumoaisivat luonnollisten hiilinielujen vaikutuksen. 

Hiili talteen piipusta

Hiilen talteenottoteknologioita hyödynnetään jo esimerkiksi Kiinassa, Yhdysvalloissa, Norjassa ja Iso-Britanniassa. Jotkut laitoksista ovat kokeiluasteella, toisissa varastoidaan hiiltä jo lähes miljoonan tonnin vuositahtia. Suomalainen Fortum on mukana CCS-hankkeessa Oslossa.

CCS-lyhenne tulee sanoista carbon capture and storage technology. Hiilidioksidia napataan talteen joko ennen polttoaineen palamista tai sen jälkeen. Hiilidioksidi kuljetetaan putkessa tai rekoilla säilöttäväksi vanhoille öljykentille tai muualle maankuoreen.

Suomessa ja Norjassa kokeiluihin suhtaudutaan hyväksyvämmin kuin vaikkapa Saksassa, jossa CCS-hankkeita on peruutettu kansalaisten vastustuksen takia, yliopistotutkija Farid Karimi Helsingin yliopistosta kertoo.

— Suhtautumiseen vaikuttavat kulttuuriset syyt, jotka ohjaavat mielipiteitä, hiilentalteenottoteknologioiden sosiaaliseen hyväksyttävyyteen perehtynyt Karimi toteaa.

Kiina, Intia, Kanada, Australia ja Yhdysvallat tukeutuvat edelleen fossiilisiin polttoaineisiin. Niillä on paljon hiiltä, mikä pitää hinnan halpana. Maita on vaikea suostutella siirtymään kokonaan uusiutuvaan energiaan.

— Teknologian avulla voimme näyttää fossiilisia polttoaineita polttaville maille, että jos haluatte saastuttaa, siivotkaa ainakin jälkenne.

Hiilen talteenottoa tarvitaan ainakin aloilla, joilla päästöjen vähentäminen on hankalaa, esimerkiksi teräs- ja sementtiteollisuudessa.

Suurin este CCS:n käyttöönotolle on hinta. Päättäjät eivät halua investoida, jos luvassa ei ole nopeita tuloksia eikä kansansuosiota. Myös vastuukysymykset askarruttavat. Kuka vastaa, jos hiilidioksidia vuotaa talteenottopaikasta? Kuinka pitkään säilöjän pitäisi olla vastuussa vuodoista?

EU:ssa hiilidioksidia säilöneen yrityksen vastuuajaksi on määritelty 20 vuotta. Sääntöjä ei ole vielä testattu, sillä Euroopassa yhdenkään hankkeen hiilidioksidisäilöjä ei ole vielä suljettu.

Artikkeli on ilmestynyt Yliopisto-lehdessä Y/05/19.