Raakamaidon tuotannon hiilijalanjälki – mallinnus ja vaikutusten arviointi
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Kemian tekniikan korkeakoulu |
Master's thesis
Authors
Date
2018-06-05
Department
Major/Subject
Environmental Management
Mcode
CHEM3039
Degree programme
Master's Programme in Chemical, Biochemical and Materials Engineering
Language
fi
Pages
69 + 7
Series
Abstract
Suomen kasvihuonekaasupäästöistä n. 12 % on peräisin maataloudesta, josta n. 30 % tulee suoraan lypsylehmistä ja niiden lannasta. Tilastollisesti merkittävien päästöjen vuoksi maitotalouden ympäristöystävällisyyttä on kyseenalaistettu, mutta raakamaidon tuotannon hiilijalanjälkeä ei ole tutkittu Suomessa aiemmin. Opinnäytetyössä tehtiin oma elinkaarilaskentaohjelma, jolla laskettiin pilottitilojen maidon ja naudanlihan hiilijalanjäljet, sekä maidon hiilijalanjälkeen vaikuttavia tekijöitä. Elinkaarilaskentaohjelman pohjana käytettiin ”Lypsikki 2.0” -ohjelmaa, joka on tilatasoinen ravinnehallintamalli, jossa on lypsylehmän ruokinnan optimointi- ja vuosikiertomallinnustyökalu. Elinkaariarviointi rajattiin alkupanosten tuotannosta meijerin portille, mutta inventaarioanalyysin aikana neljä neljästätoista pilottitilasta ja kaikki kuljetuspäästöt kuitenkin jätettiin pois tarkastelusta. Toiminnalliseksi yksiköksi valittiin energiakorjattu maito (EKM). Viljelyn kasvihuonekaasupäästöt allokoitiin tuotteille kahdella tavalla: allokoimalla kaikki päästöt tuotteille ja allokoimalla vain karjalle syötettyjen rehujen viljelypäästöt. Kasvihuonepäästöjen allokoinnissa maidon ja lihan välillä käytettiin kolmea allokointimenetelmää: energia, taloudellista ja fyysis-kausaalista. Elinkaarilaskentaohjelman antamat tulokset ja päästöjen osuudet vastasivat muiden maiden maidon hiilijalanjälkitutkimusten perusteilla tehtyjä oletuksia. Suomalaiselle maidolle saatiin hiilijalanjäljeksi 1-1,3 kg CO2e/kg EKM, mutta tilamäärä oli varsin pieni tässä otannassa. Maitotilasta riippuen maidon hiilijalanjälki voi olla alempi tai ylempi kuin ilmoitettu arvo. Maidon alkutuotannon kasvihuonekaasupäästöistä n. 50 % tulee karjan ruoansulatuksesta, 35 % viljelystä, 10 % lannasta ja loput energiankäytöstä. Simuloinnissa maidon ja lihan hiilijalanjälki saatiin pienennettyä suosimalla korkeatuottoisia lehmiä, nostamalla lehmien ruokavalion rasva- ja proteiinipitoisuutta ja alentamalla tilan karjan uudistusprosenttia. Satotason nosto viljelyssä todettiin olevan tehokkain tapa alentaa maidon hiilijalanjälkeä. Lannanhallinnassa saatiin maidon hiilijalanjälki pienennettyä varastoimalla lietelantaa ilman peitettä ja luonnollista kuorta. Liete- ja kuivalannan välistä lannanhallinnan vaikutusta hiilijalanjälkeen ei simuloitu tiedon puutteen vuoksi. Elinkaarilaskenta ohjelma ilmoittaa 12 hiilijalanjälkitulosta maidolle ja lihalle riippuen valituista allokointimenetelmistä ja karakterisointikertoimista. Muuttamalla elinkaarilaskentaohjelmassa toiminnallinen yksikkö raakamaidoksi tai rasva-proteiinikorjattumaidoksi, saadaan 36 hiilijalanjälkitulosta. Suurella tulosten lukumäärällä parannettiin maidon hiilijalanjäljen verrattavuutta muihin tutkimuksiin ja pienennettiin elinkaariarviossa tehtyjen valintojen aiheuttamaa epävarmuutta.About 12 % of greenhouse gas (GHG) emissions in Finland are from agriculture, of which approximately 30 % comes directly from dairy cows and their manure. Due to the statistically high emission share, the eco-friendliness of dairy production has been questioned, but the effect of raw milk production on climate warming has not been studied in Finland before. In this thesis own life cycle calculation program has been made. With the program the carbon footprint (CF) of milk and beef in pilot farms were calculated and factors affecting the CF of milk were examined. Life cycle calculation program was based on the “Lypsikki 2.0” -program, which is farm-level nutrition management model with cow diet optimization and annual cycle modeling tool. Lifecycle assessment (LCA) was limited from the production of raw materials to the dairy gate. However, during inventory analysis four of fourteen pilot farms and all transportation emissions were omitted. Energy corrected milk (ECM) was chosen as a functional unit. GHG emissions from the cultivation were allocated to the products in two ways: by allocating all the emissions to the products and by allocating only the cultivation of feed fed to livestock. Three allocation methods were used to allocate GHG emissions between milk and meat: energy content, economic and physical-causal. Results of the program corresponded with other countries CF researches. For Finnish milk, the CF was 1-1,3 kg CO2e/kg ECM. Depending on the dairy farm, the milk’s CF may be lower or higher than declared value. Approximately 50 % of greenhouse gas emissions from primary production of milk come from cattle digestion, 35 % from cultivation, 10 % from manure and the rest from energy use. The CF of milk and beef was reduced by favoring high-yielding cows, raising the fat and protein content of the cow's diet and lowering the replacement percentage. Increase of harvest level reduced milk’s CF. In manure management, the CF of milk was reduced by storing slurry without cover and natural peel. Changes in the CF depending on the slurry or solid manure management system were not simulated due to lack of data. The life cycle calculation program reports 12 CF results for milk and beef depending on selected allocation methods and CO2 equivalents. By changing the programs functional unit to raw milk or fat-protein corrected milk, the program will report 36 CF results. The high number of results improved the comparability of the CF of the milk with other studies and reduced the uncertainty caused by the choices made in the LCA.Description
Supervisor
Dahl, OlliThesis advisor
Partonen, Antti-PekkaKeywords
elinkaariarvionti, maidontuotanto, hiilijalanjälki, elinkaarilaskentaohjelma, rehutuotanto, ravinnetasemalli