Source: http://docplayer.fi/2416649-Luonnonvarojen-kulutus-suomen-tieliikenteessa-tiemips.html
Timestamp: 2018-02-21 11:29:51+00:00
Document Index: 10774873

Matched Legal Cases: ['kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ']

Luonnonvarojen kulutus Suomen tieliikenteessä (TieMIPS) - PDF
Luonnonvarojen kulutus Suomen tieliikenteessä (TieMIPS)
Download "Luonnonvarojen kulutus Suomen tieliikenteessä (TieMIPS)"
1 LIIKENNE- JA VIESTINTÄMINISTERIÖN JULKAISUJA 54/2005 Liikenne Luonnonvarojen kulutus Suomen tieliikenteessä (TieMIPS) Liikenne- ja viestintäministeriö Helsinki, 2005
2 Tekijät Kaisa Pusenius, Michael Lettenmeier, Arto Saari Suomen luonnonsuojeluliitto Julkaisun nimi Luonnonvarojen kulutus Suomen tieliikenteessä (TieMIPS) KUVAILULEHTI Julkaisun päivämäärä Julkaisun laji Tutkimusraportti Toimeksiantaja Liikenne- ja viestintäministeriö * Tiivistelmä Tutkimuksessa selvitetään Suomen yleisten teiden ja tieliikenteen luonnonvarojen kulutusta. Tarkastelu kattaa tieliikenteen kuluttamat luonnonvarat ja kulutuksen jakautumisen tiellä kulkevaa ajoneuvoa, henkilöä tai tavaratonnia kohden. Tutkimuksen kohteiksi valittiin neljä eri tieluokan tieosuutta ja kuusi erilaista ajoneuvoa. Tutkimusmenetelmänä käytettiin Saksassa Wuppertal-instituutissa 1990-luvun alkupuolella kehitettyä MIPS (Material Input Per Service unit) -menetelmää. Yleisten teiden ja tieliikenteen MIPS-luvut laskettiin neljässä luokassa: abioottiset eli uusiutumattomat luonnonvarat, bioottiset eli uusiutuvat luonnonvarat, vesi ja ilma. Luvut laskettiin erikseen jokaisesta tieluokasta. Teiden MI-lukuihin laskettiin kaikki tien rakentamisen ja ylläpidon aiheuttama kulutus sekä kaikki tiellä kulkevat ajoneuvot ja niiden aiheuttama kulutus 60 vuoden ajalta. Tämä luku suhteutettiin tien tarjoamaan palveluun (S) eli ajoneuvokilometreihin sekä henkilökilometreihin tai tonnikilometreihin riippuen siitä, millaisella ajoneuvolla tiellä kuljetaan. Lopputuloksena saatiin tieto, kuinka paljon henkilöautolla tai muulla ajoneuvolla ajaminen esimerkiksi moottori- tai seututiellä kuluttaa luonnonvaroja jokaista kuljettua kilometriä kohden. Tieinfrastruktuurissa suurin luonnonvarojen kulutus aiheutuu tien rakentamisvaiheesta. Tien käytön aikana liikenne muodostaa merkittävän osan erityisesti veden ja ilman kulutuksesta. Tiemetriä kohden laskettuna moottoritiet kuluttavat 60 vuoden aikana yli kymmenen kertaa enemmän luonnonvaroja kuin esimerkiksi seututiet. Kun elinkaarenaikainen kulutus suhteutetaan tien tarjoamaan palveluun, tulos muuttuu. Mitä suuremmalla tieluokalla ajetaan, sitä vähemmän kuluu luonnonvaroja ajoneuvon kulkemaa kilometriä kohden, sillä vilkasliikenteisiä teitä käytetään pienempiä tieluokkia enemmän. Sillä, kuinka tieinfrastruktuurin materiaalipanos allokoidaan kevyen (henkilö- ja pakettiautot) ja raskaan (bussit ja kuorma-autot) liikenteen kesken, on huomattava merkitys tuloksiin. Allokointitavasta ja tieluokasta riippuen henkilöauton käytön abioottinen MIPS-luku vaihteli välillä 0,5 3,2, veden kulutuksen MIPSluku välillä 2 28 ja ilman kulutuksen MIPS-luku välillä 0,13 0,16 kg/henkilökilometri. Allokointitavasta, tieluokasta ja ajoneuvosta riippuen kuorma-autokuljetuksen abioottinen MIPS-luku vaihteli välillä 0,1 ja 3,16, veden MIPS-luku välillä 0,5 ja 27 ja ilman MIPS-luku välillä 0,04 ja 0,1 kg/tonnikilometri. Avainsanat (asiasanat) MIPS, ekotehokkuus, materiaalitehokkuus, luonnonvarat, kulutus, ekologinen selkäreppu, elinkaari, tie, auto, henkilöauto, linja-auto, kuorma-auto, rekka, tieliikenne, liikenne. Muut tiedot * yhdessä ympäristöministeriön, Tiehallinnon, Ratahallintokeskuksen, Merenkulkulaitoksen ja Ilmailulaitoksen kanssa. Tutkimus oli osana toimeksiantajatahojen rahoittamaa, useita liikennemuotoja kattavaa tutkimushanketta FIN-MIPS Liikenne. Muista liikennemuodoista on tuotettu vastaavia tutkimuksia. Yhdyshenkilö/LVM Saara Jääskeläinen Sarjan nimi ja numero Liikenne- ja viestintäministeriön julkaisuja 54/2005 Kokonaissivumäärä 74 Jakaja Edita Publishing Oy Kieli suomi ISSN (painotuote) (verkkojulkaisu) Hinta 12 Kustantaja Liikenne- ja viestintäministeriö ISBN (painotuote) (verkkojulkaisu) Luottamuksellisuus julkinen
3 4 PRESENTATIONSBLAD Utgivningsdatum Författare (uppgifter om organet: organets namn, ordförande, sekreterare) Kaisa Pusenius, Michael Lettenmeier, Arto Saari Typ av publikation Rapport Uppdragsgivare Kommunikationsministeriet * Publikation (även den finska titeln) Användningen av naturtillgångar för vägtrafiken i Finland (Väg-MIPS) (Luonnonvarojen kulutus Suomen tieliikenteessä (TieMIPS) Referat Användningen av naturtillgångar för de allmänna vägarna och vägtrafiken i Finland utreddes med metoden MIPS (Material Input per Service Unit). Utifrån fyra olika vägavsnitt av olika vägklass och sex olika fordon beräknades vägtrafikens användning av naturtillgångar (materialintensiteten MI under hela livscykeln) Denna indelades i användning av abiotiskt material, biotiskt material, vatten och luft och relaterades till trafikprestationen S. För varje vägklass beräknades MIPS-värden. I materialintensiteten inkluderades den användning som själva vägarna står för och den användning som alla fordon på vägarna under sextio år står för. Användningen av material relaterades till den service vägen erbjuder i fordons-, person- eller tonkilometer beroende på fordon. Resultatet var värden för hur mycket naturtillgångar som används per kilometer när man kör med personbil eller något annat motorfordon på till exempel en motorväg eller en regional väg. Vägen förbrukar mest naturtillgångar när den byggs. När vägen används står trafiken för en betydande del av användningen av vatten och luft. Motorvägar förbrukar under sextio år över tio gånger mera per vägmeter än till exempel regionvägarna, men när förbrukningen under hela livscykeln relateras till trafiken, blir bilden en annan. Ju högre vägklass desto mindre naturtillgångar går det åt per fordonskilometer, för trafiken på dem är betydligt livligare än på de mindre vägarna. Det har stor betydelse för slutresultatet hur materialinsatsen för vägarna fördelas mellan lättare trafik (person- och paketbilar) och tyngre (bussar och lastbilar). Beroende på denna fördelning och vägklassen är personbilarnas MIPS-värde för abiotiskt material mellan 0,5 och 3,2 kg per personkilometer, för vatten 2 28 kg och för luft 0,13 0,16 kg. Beroende på hur vägbruket allokeras mellan trafikslagen, på vägklass och på fordon är lastbilarnas MIPS-värde för abiotiskt material 0,1 3,16 kg per tonkilometer, för vatten 0,5 27 kg och för luft 0,04 0,1 kg. Nyckelord MIPS, naturresurser, konsumtion, ekologisk ryggsäck, ekoeffektivitet, materialeffektivitet, livscykel, väg, bil, buss, lastbil, vägtrafik, trafik Övriga uppgifter * tillsammans med Miljöministeriet, Vägförvaltningen, Banförvaltningscentralen, Sjöfartsverket, Luftfartsverket. Undersökningen är en del av forskningsprojektet FIN-MIPS Trafik. Alla andra trafikslag har undersökts på motsvarande sätt. Projektet finansieras av uppdragsgivarna. Kontaktperson vid kommunikationsministeriet är Saara Jääskeläinen. Seriens namn och nummer Kommunikationsministeriets publikationer 54/2005 Sidoantal 74 Språk finska ISSN (trycksak) (nätpublikation) Pris 12 ISBN (printed version) (electronic version) Sekretessgrad offentlig Distribution Edita Publishing Ab Förlag Kommunikationsministeriet
4 DESCRIPTION Date of publication 25 August 2005 Authors (from body; name, chairman and secretary of the body) Kaisa Pusenius, Michael Lettenmeier, Arto Saari The Finnish Association for Nature Conservation Type of publication Research study report Assigned by Ministry of Transport and Communications * Name of the publication Natural Resource Consumption of Finnish Road Transport (Road MIPS) Abstract The natural resource consumption of the transport on public roads in Finland was studied according to the MIPS concept (Material Input per Service Unit). MIPS values were calculated for the consumption of abiotic materials, biotic materials, water and air. The values include the life cycle wide natural resource consumption of constructing and maintaining the infrastructure and the life cycle wide natural resource consumption of the vehicles using the roads. The resource consumption was divided by the amount of service provided, i.e. the amount of vehicle, person and/or ton kilometres transported on the road. MIPS values were calculated for 4 roads of different classes used by 6 different types of vehicles. The results showed, for instance, the amount of natural resources consumed when driving a private car on a motorway. Road construction is the most relevant factor influencing the abiotic material input of road transport. During the using phase of the road, the vehicles have a significant influence, especially on the water and air consumption. The material input per meter of road during the life span of 60 years is more then tenfold for a motorway in comparison to a regional road. When the material input is proportioned to the service provided, the result is different. Higher road classes mean smaller MIPS values (material inputs per person or ton kilometer) because higher road classes are used so much more than lower classes. The way of allocating the material input of the road infrastructure to the different users (private cars, coaches, lorries etc.) has a significant influence on the results. Depending on the allocation method and the road class, the abiotic MIPS values for passenger transportation ranged between 0.5 and 3.2 kg/person-km, the values for water consumption between 2 and 28 kg/person-km and the values for air consumption between 0,13 and 0,16 g/person-km. The values for goods transportation varied between 0,1 and 3,16, 0,5 and 27, and 0,04 and 0,1 kg/ton-km, respectively, depending on the allocation method, the class of road and the type of vehicle. Keywords MIPS, eco-efficiency, material efficiency, natural resources, consumption, ecological rucksack, life cycle, road, car, lorry, bus, coach, vehicle, traffic, transport. Miscellaneous * together with Ministry of the Environment, Finnish Road Administration, Finnish Rail Administration, Finnish Maritime Administration, Finnish Civil Aviation Administration. The study was part of the FIN- MIPS Transport research project covering several transport modes. The results for the other means of transports are published in similar reports. Contact person at the Ministry: Ms Saara Jääskeläinen Serial name and number Publications of the Ministry of Transport and Communications 54/2005 Pages, total 122 Distributed by Edita Publishing Ltd Language Finnish ISSN (printed version) (electronic version) Price 18 ISBN (printed version) (electronic version) Confidence status Public Published by Ministry of Transport and Communications
5 ESIPUHE Eri liikennemuotojen ympäristövaikutuksia on perinteisesti tarkasteltu ja verrattu lähinnä vain päästöjen ja energiankulutuksen näkökulmasta. Tässä tutkimuksessa käytetty MIPS-mittari (material input per unit service) laajentaa näkökulman elinkaarenaikaiseen luonnonvarojen kulutukseen. Se tuo siten uuden näkökulman keskusteluun liikenteen ympäristövaikutuksista ja kestävästä kehityksestä. Tutkimus on osa laajempaa FIN-MIPS Liikenne -tutkimushanketta. FIN-MIPS Liikenne - hankkeessa on tutkittu eri liikennemuotojen elinkaarensa aikana aiheuttamaa luonnonvarojen käyttöä sekä liikenteen välitöntä pinta-alan käyttöä. Hankkeen alkuvaiheen tutkimukset käsittelivät laiva-, lento-, juna-, tie- sekä polkupyöräliikenteen MIPS-lukuja. Hankkeen loppuvaiheessa tuotetaan tietoa Suomen koko liikennejärjestelmän materiaali-intensiteetistä, paikallisen liikenteen MIPS-luvuista sekä MIPS-laskennan kytkemisestä liikenneinfrastruktuurin suunnitteluun. Lisäksi tavoitteena on erityinen MIPS-laskentasovellutus tietokoneelle. FIN-MIPS -hankkeen päärahoittajina ovat olleet liikenne- ja viestintäministeriö sekä ympäristöministeriö. Lisäksi hankkeen rahoitukseen ovat osallistuneet Tiehallinto, Merenkulkulaitos, Ratahallintokeskus, Ilmailulaitos ja Suomen luonnonsuojeluliitto ry. Suomen luonnonsuojeluliitto on vastannut tutkimuksen toteutuksesta ja koordinoinnista. Hanke on toteutettu osana ympäristöministeriön Ympäristöklusteri-tutkimusohjelmaa. Hankkeen ohjausryhmän työskentelyyn ovat osallistuneet Raija Merivirta ja Saara Jääskeläinen liikenne- ja viestintäministeriöstä, Merja Saarnilehto, Mauri Heikkonen ja Jarmo Muurman ympäristöministeriöstä, Arto Hovi Ratahallintokeskuksesta, Niina Rusko ja Mikko Viinikainen Ilmailulaitoksesta, Olli Holm Merenkulkulaitoksesta, Tuula Säämänen ja Anders Jansson Tiehallinosta, Otto Lehtipuu VR-yhtymästä, Pertti Pitkänen Finnairista, Maria Joki- Pesola Helsingin kaupungista sekä Arto Saari ja Michael Lettenmeier Suomen luonnonsuojeluliitosta. FIN-MIPS -hanketta on johtanut TkT, dos. Arto Saari ja koordinoinut ekotehokkuuskonsultti Michael Lettenmeier. TieMIPS -osatutkimuksen laskelmat on tehnyt fil.yo. Kaisa Pusenius. Tutkimuksessa käytetyt menetelmät ja tutkimustavat ovat suunnitelleet ja raportin kirjoittaneet Kaisa Pusenius, Michael Lettenmeier ja Arto Saari. Osatutkimuksen tekemistä on tukenut TieMIPS -työryhmä, johon ovat kuuluneet raporttien kirjoittajien lisäksi ympäristöpäällikkö Tuula Säämänen ja suunnittelupäällikkö Anders Jansson Tiehallinnosta, johtava asiantuntija Aarno Valkeisenmäki Tieliikelaitoksesta sekä mmyo Jani Laturi Helsingin yliopistolta. Työryhmän panos tutkimuksen toteutukseen ja onnistumiseen on ollut merkittävä. Merkittäviä tietoja osatutkimuksen toteuttamiseen ovat lisäksi luovuttaneet lukuisat Tiehallinnon, Tieliikelaitoksen ja eri ajoneuvojen valmistajien palveluksessa olevat henkilöt. Liikenne- ja viestintäministeriön puolesta haluan kiittää kaikkia tutkimuksen toteutukseen osallistuneita. Helsingissä elokuussa 2005 Raisa Valli liikenneneuvos
6 SISÄLLYS: ESIPUHE JOHDANTO Tutkimuksen tausta ja tavoitteet Tiet Suomen luonto-oloissa MIPS-ajattelun lähtökohdat MIPS uusi näkökulma ympäristönsuojeluun MIPS-ajattelu osana kansainvälistä haastetta Aikaisempi tutkimus aiheesta Tutkimuskohteena Suomen yleisten teiden liikenne Yleiset tiet lyhyesti Yleisten teiden liikenteestä TUTKIMUKSEN AINEISTO JA MENETELMÄT Tutkimukseen valitut tiet Yhdystie Seututie Valtatie Moottoritie Tutkimukseen valitut ajoneuvot Henkilöauto Linja-auto Pakettiauto ja kevyt kuorma-auto Puoliperävaunurekka ja täysperävaunurekka MIPS-menetelmä Materiaalipanos (MI) Palvelusuorite (S) Tavoitteena materiaalivirtojen pienentäminen MIPS-laskenta tässä tutkimuksessa Tapausesimerkkien valinta Elinkaaren määrittely Materiaalitietojen laskentaa Laskennassa käytettyjä oletuksia Palvelusuoritteen valinta Tieinfrastruktuurin materiaalipanosten allokointi eri käyttäjille Käytetyt lähteet Tietoihin liittyvät epävarmuudet TULOKSET Elinkaarilaskelmien tulokset Henkilöliikenteen ajoneuvojen MI-luvut Tavaraliikenteen ajoneuvojen MI-luvut Yhdystien MI-luvut Seututien MI-luvut Valtatien MI-luvut Moottoritien MI-luvut MIPS-laskelmien tulokset Henkilöliikenteen MIPS eri tieluokan teillä Tavaraliikenteen MIPS eri tieluokan teillä... 52
7 6 4 TUTKIMUSTULOSTEN YHTEENVETO JA POHDINTA Tutkimuksen keskeiset tulokset Tutkimustulosten arviointia Tieliikenteen materiaali-intensiteetin vähentäminen: havaintoja ja johtopäätöksiä MIPS-menetelmän arviointia Ehdotuksia jatkotutkimukselle LÄHTEET LIITTEET LIITE 1. Käytettyjä MI-kertoimia LIITE 2. Henkilöauton MI-laskelmien taulukko LIITE 3. Linja-auton MI-laskelmien taulukko LIITE 4. Pakettiauton MI-laskelmien taulukko LIITE 5. Kevyen kuorma-auton MI-laskelmien taulukko LIITE 6. Puoliperävaunurekan ja täysperävaunurekan MI-laskelmien taulukko LIITE 7. Yhdystien MI-laskelmien taulukko LIITE 8. Seututien MI-laskelmien taulukko LIITE 9. Valtatien MI-laskelmien taulukko LIITE 10. Moottoritien MI-laskelmien taulukko LIITE 11. MIPS-luvut eri allokointimenetelmin laskettuna
8 7 ESIPUHE Eri liikennemuotojen ympäristövaikutuksia on perinteisesti tarkasteltu ja verrattu lähinnä vain päästöjen ja energiankulutuksen näkökulmasta. Tässä tutkimuksessa käytetty MIPS-mittari (material input per unit service) laajentaa näkökulman elinkaarenaikaiseen luonnonvarojen kulutukseen. Se tuo siten uuden näkökulman keskusteluun liikenteen ympäristövaikutuksista ja kestävästä kehityksestä. Tutkimus on osa laajempaa FIN-MIPS Liikenne -tutkimushanketta. FIN-MIPS Liikenne - hankkeessa on tutkittu eri liikennemuotojen elinkaarensa aikana aiheuttamaa luonnonvarojen käyttöä sekä liikenteen välitöntä pinta-alan käyttöä. Hankkeen alkuvaiheen tutkimukset käsittelivät laiva-, lento-, juna-, tie- sekä polkupyöräliikenteen MIPS-lukuja. Hankkeen loppuvaiheessa tuotetaan tietoa Suomen koko liikennejärjestelmän materiaali-intensiteetistä, paikallisen liikenteen MIPS-luvuista sekä MIPS-laskennan kytkemisestä liikenneinfrastruktuurin suunnitteluun. Lisäksi tavoitteena on erityinen MIPS-laskentasovellutus tietokoneelle. FIN-MIPS -hankkeen päärahoittajina ovat olleet liikenne- ja viestintäministeriö sekä ympäristöministeriö. Lisäksi hankkeen rahoitukseen ovat osallistuneet Tiehallinto, Merenkulkulaitos, Ratahallintokeskus, Ilmailulaitos ja Suomen luonnonsuojeluliitto ry. Suomen luonnonsuojeluliitto on vastannut tutkimuksen toteutuksesta ja koordinoinnista. Hanke on toteutettu osana ympäristöministeriön Ympäristöklusteri-tutkimusohjelmaa. Hankkeen ohjausryhmän työskentelyyn ovat osallistuneet Raija Merivirta ja Saara Jääskeläinen liikenne- ja viestintäministeriöstä, Merja Saarnilehto, Mauri Heikkonen ja Jarmo Muurman ympäristöministeriöstä, Arto Hovi Ratahallintokeskuksesta, Niina Rusko ja Mikko Viinikainen Ilmailulaitoksesta, Olli Holm Merenkulkulaitoksesta, Tuula Säämänen ja Anders Jansson Tiehallinosta, Otto Lehtipuu VR-yhtymästä, Pertti Pitkänen Finnairista, Maria Joki- Pesola Helsingin kaupungista sekä Arto Saari ja Michael Lettenmeier Suomen luonnonsuojeluliitosta. FIN-MIPS -hanketta on johtanut TkT, dos. Arto Saari ja koordinoinut ekotehokkuuskonsultti Michael Lettenmeier. TieMIPS -osatutkimuksen laskelmat on tehnyt fil.yo. Kaisa Pusenius. Tutkimuksessa käytetyt menetelmät ja tutkimustavat ovat suunnitelleet ja raportin kirjoittaneet Kaisa Pusenius, Michael Lettenmeier ja Arto Saari. Osatutkimuksen tekemistä on tukenut TieMIPS -työryhmä, johon ovat kuuluneet raporttien kirjoittajien lisäksi ympäristöpäällikkö Tuula Säämänen ja suunnittelupäällikkö Anders Jansson Tiehallinnosta, johtava asiantuntija Aarno Valkeisenmäki Tieliikelaitoksesta sekä mmyo Jani Laturi Helsingin yliopistolta. Työryhmän panos tutkimuksen toteutukseen ja onnistumiseen on ollut merkittävä. Merkittäviä tietoja osatutkimuksen toteuttamiseen ovat lisäksi luovuttaneet lukuisat Tiehallinnon, Tieliikelaitoksen ja eri ajoneuvojen valmistajien palveluksessa olevat henkilöt. Liikenne- ja viestintäministeriön puolesta haluan kiittää kaikkia tutkimuksen toteutukseen osallistuneita. Helsingissä elokuussa 2005 Raisa Valli liikenneneuvos
9 8 1 JOHDANTO 1.1 Tutkimuksen tausta ja tavoitteet Tämä tutkimus käsittelee Suomen yleisten teiden ja tieliikenteen aiheuttamaa luonnonvarojen kulutusta. Tarkoituksena oli tutkia yleisten teiden elinkaarenaikaisia materiaalivirtoja ja suhteuttaa materiaalien kulutus teiden tarjoamaan palveluun. Tutkimusmenetelmänä käytettiin ns. MIPS-menetelmää (Material Input per Service Unit), joka on kehitetty 1990-luvun alussa Saksassa Wuppertal-instituutissa. Liikenteen ympäristövaikutuksia arvioitaessa on perinteisesti keskitytty tarkastelemaan liikennevälineiden päästöjä ilmaan, melua tai myrkyllisten aineiden valumista maaperään tai vesistöihin. Tässä tutkimuksessa päästöjen sijaan keskitytään luonnonvarojen (MIPS-käsitteen yhteydessä puhutaan usein materiaaleista) kulutuksen tarkasteluun: kuinka paljon tieliikenteen olemassaolo on vaatinut ja vaatii edelleen luonnonmateriaalien siirtämistä pois niiden alkuperäiseltä eli luonnolliselta paikaltaan. Esimerkiksi yhden kuparikilon käyttöönotto auton valmistukseen vaatii reilun 300 kilon abioottisten eli uusiutumattomien luonnonvarojen siirtämistä niiden luonnolliselta paikaltaan. Vastaavasti vettä siirtyy reilut 350 kg ja ilmaa reilut 1,5 kg. Tutkimuksessa tarkastellaan sekä tien infrastruktuuria että tiellä kulkevia ajoneuvoja. Siirretyt materiaalit lasketaan koko rakennetun tien ja ajoneuvon elinkaaren ajalta. Materiaalimäärä suhteutetaan infrastruktuurista ja kulkuvälineestä saatavaan hyötyyn. Tutkimuksessa pyritään löytämään vastauksia seuraaviin kysymyksiin:! Kuinka paljon Suomen yleiset tiet ja teillä kulkevat ajoneuvot kuluttavat luonnonvaroja elinkaarensa aikana (MI)?! Mikä vaihe tien ja ajoneuvon elinkaaressa kuluttaa eniten luonnonvaroja?! Miten eri tieluokkien tiet eroavat luonnonvarojen kulutukseltaan?! Kuinka paljon henkilöliikenne kuluttaa luonnonvaroja kilometrin matkalla eri tieluokkien teillä? Kuinka paljon tavaraliikenne vastaavasti kuluttaa luonnonvaroja? Tutkimus etenee seuraavasti. Johdanto-osassa käsitellään tieverkon ja MIPS-menetelmän taustoja. Toisessa luvussa käydään läpi tutkimuskohteeksi valittuja tiehankkeita ja ajoneuvoja ja käsitellään tarkemmin tutkimusmenetelmää ja sen käyttöä tässä tutkimuksessa. Kolmas luku esittelee tuloksia eli tutkittujen ajoneuvojen ja teiden elinkaaren aikaista luonnonvarojen käyttöä ja siihen perustuvia MIPS-lukuja. Viimeinen luku sisältää tulosten tarkastelua, pohdintaa ja johtopäätöksiä. Lopuksi on listattu käytetyt lähteet ja yksityiskohtaiset laskelmat sisältävät liitteet. Liikennejärjestelmien MIPS-tarkastelussa joudutaan, kuten elinkaaritarkastelussa yleensäkin, tekemään erilaisia laskentaa helpottavia rajauksia ja oletuksia. Tämän vuoksi on hyvä muistaa, ettei tuloksina esitettyjä lukuja voida pitää kaikkiin tilanteisiin pätevinä absoluuttisina totuuksina. Ne kertovat kuitenkin hyvin tieliikenteen aiheuttaman luonnonvarojen kulutuksen suuruusluokista Suomessa. Samoin on syytä muistaa, ettei MIPS ole havainnollisuudestaan huolimatta tarkoitettu ainoaksi ympäristömittariksi. Sen sijaan se tuo liikenteen ympäristökeskusteluun uuden ulottuvuuden, joka laajentaa näkökulmaa aikaisemmasta.
10 9 1.2 Tiet Suomen luonto-oloissa Luonto asettaa vaatimuksia ja reunaehtoja teiden rakentamiselle, tienpidolle ja liikenteelle. Toisaalta teiden rakentaminen, tienpito ja liikenne vaikututtavat luontoon niin paikallisesti kuin laajemmallakin tasolla. Suomen ensimmäiset tiet rakennettiin sopusuhtaisesti maiseman ja maastonmuotojen mukaisesti. Nykyisin liikenneväylät leikkaavat mäkiä ja kulkevat entisten notkojen alueilla penkereiden päällä. Tekniikan kehityksestä huolimatta luonto määrää edelleen rakentamisen reunaehdot. Maan ja veden jakautuminen, korkeussuhteet, maa- ja kallioperän ominaisuudet, ilmasto- ja sääolot, kasvillisuus ja eläinten liikkuminen vaikuttavat kaikki osaltaan siihen, missä tie kulkee. Ihminen on tekniikan kehittymisen myötä saanut uusia välineitä luonnonesteiden voittamiseksi, mutta tästä huolimatta ihminen ja tekniikka eivät voi koskaan vapautua kokonaan luonnosta ja sen reunaehdoista (Fogelberg 1974: 9-10). Luonnonolosuhteiden taustoista osa vaikuttaa tiestön rakentamiseen ja ylläpitoon hyvin vahvasti vuodesta toiseen (kuten sääolot) ja osa on menettänyt merkitystään tieteen ja tekniikan kehittyessä (kallio- ja maaperän ominaisuudet). Tien suunnittelussa ja rakentamisessa pyritään nykyisin huomioimaan luonto- ja maisemanäkökulmat monipuolisesti ja tarkkailemaan tiestön ja liikenteen ympäristövaikutuksia paitsi rakentamisvaiheessa myös myöhemmin käyttövaiheessa. Kallioperän merkitys tienrakentamisessa on sitä suurempi, mitä ohuempi maaperä on ja mitä vilkasliikenteisempi tie on suunnitteilla. Vähäliikenteiset tiet eivät vaadi kallioleikkauksia, mutta esimerkiksi moottoriteiden alta on tieliikenteen sujuvuuden ja näkyvyyden kannalta välttämätöntä poistaa kallio- ja maakohoumia. Kallioita louhittaessa ja tunnelien rakentamisessa on otettava huomioon kallion rakoilujen ja ruhjeiden esiintyminen (Fogelberg 1974: 14). Soran ja hiekan muodostamat pitkittäis- ja poikittaisharjut, deltat ja sandurit sekä mannerjäätikön synnyttämät reunamuodostumat (esim. Salpausselät) ovat hiekka- ja sorapohjineen erinomaista kuivaa, tasaista ja routimatonta tienrakennusalustaa. Sora- ja hiekkamuodostumien maa-aines on myös hyvin haluttua rakennusmateriaalia. Soramuodostumat kattavat noin 1,5 miljoonaa hehtaaria eli noin 4,5 % Suomen pinta-alasta (Wahlström et al. 1996: 69). Tienrakennus- ja kunnossapitotöissä tarvitaan soraa penkereisiin, rakennekerroksiin, maiseman muotoiluun, suojarakenteisiin sekä talvihiekoitukseen. Harjujen arvon ja suojelutarpeen lisääntyessä korvataan nykyisin sora hyvin usein murskeella. Suomessa tienrakentamisen alta siirretään vuosittain noin 50 miljoonaa kuutiometriä maata ja kiveä. Suurin osa maaaineksista, kalliolouheesta ja -murskeesta käytetään tielinjauksen penkereissä ja rakenteissa, joten kalliolouhinnassa ei hukkamateriaalia juuri synny. Tienrakentaminen savitasangoille on kalliimpaa kuin harjuille rakentaminen. Varsinkin Eteläja Länsi-Suomen rannikkoalueilla savi- ja silttikerrostumat ovat laajoja ja paikoin jopa yli 70 metriä paksuja (Tikkanen 1999: 32). Tienrakentaminen savikoille ja pehmeälle maalle vaatii usein esimerkiksi paalutusta ja massanvaihtoa, koska savi on hyvin vesipitoista ja kovan kuormituksen alla savi antaa paineelle periksi. Metsät ja suot ovat aikanaan vaikuttaneet hyvin paljon tiestön sijoittumiseen, mutta nykyisin tekniikka on mahdollistanut vaikeidenkin alueiden hyödyntämistä ihmistoimille. Metsät kat-
11 10 tavat 70 % Suomen pinta-alasta ja ovat pääasiassa havumetsää. Soiden osuus on kuivattamisen myötä huomattavasti pienentynyt alkuperäisestä lähes kolmanneksesta. Paksut turvealueet aiheuttavat ongelmia tienrakennukselle, koska turpeen kantavuus on hyvin heikkoa ja tiivistyminen suurta. Suot ovat hyvin vetisiä ja jos tienpohjaa ei ole rakennettu oikein, vesi pääsee vaurioittamaan rakennetta veden kapillaarisen nousun myötä. Veden jäätymisen ja routanousun seurauksena tienvarsien valo- ja puhelinpylväät kallistuvat ja asfalttiin muodostuu töyssyjä ja kuoppia. Suoalueilla tiet rakennetaan aina suoriksi. Ainoa keino välttää veden ja jään aiheuttamat vauriot on tehdä massanvaihto poistaen tielinjan alta kaikki turve (Seppälä 1999: 81). Tiet, jotka kulkevat suoalueiden läpi ovat maisemallisesti vaikuttavia elämyksiä autoilijoille, mutta toisaalta soiden kosteusolot saattavat järkkyä kuivatusojien ja - vesien myötä (Tielaitos 1999: 16). Myös tiestö ja vesistöt vaikuttavat toinen toisiinsa. Tiestön rakentaminen vesistöalueilla vaatii usein siltoja ja penkereitä, joihin liittyy useita ympäristön kannalta tärkeitä kysymyksiä. Sillanrakennus yläjuoksulla voi aiheuttaa sedimenttien kulkeutumista ja eroosiota alajuoksulla. Vesistön muutokset mahdollisine pohjavedenpinnan laskuineen, ojien täyttymisineen ja virtausten muutoksineen vaikuttavat laajalle alueelle kauaskin itse rakennustyömaasta. Tiepenkereen aikaansaama virtauksen estyminen rehevöittää lahtien rantoja ja siltapaikkojen rakenteet estävät esimerkiksi kalaston vaeltamista kutupaikoille (Tielaitos 1999: 16). Talvi ja routa aiheuttavat sekä tienrakentamiseen että tiestön kunnossapitoon merkittäviä kuluja. Roudan syvyyteen vaikuttavia tekijöitä ovat lämpötila, lumipeitteen paksuus, maan lämmönjohtokyky, pohjaveden syvyys sekä maan laatu (Fogelberg 1974: 20). Routaherkimpiä maalajeja ovat hienot sedimentit kuten siltti, hieno hiekka ja moreeni, koska niissä veden kapillaarinen nousu on herkkää. Veden jäätyessä maalajit pidättävät hyvin vettä ja keräävät vettä jopa ympäristöstään aiheuttaen tierakenteeseen routavaurioita. Jäätynyt maa ei kuitenkaan muodosta tierakentamiselle ongelmaa, ellei vesi sula. Rakentamiselle paras vaihtoehto on korvata routaherkät materiaalit karkealla soralla, murskeella tai muulla routimattomalla maalajilla (Seppälä 1999: 85-86). Pohjoisimmassa Suomessa routanousu, maaperän jäätymisen vuodenaikaiset vaihtelut ja maaperän vettyminen jään sulamisen seurauksena voivat vahingoittaa siltoja ja tiestön päällystettä. Talvisin teitä on aurattava ja teiden pinnat pidettävä ajokelpoisina. Kun tien pinta ja rakenne ovat alttiina pakkaselle, on tärkeää, että tien rakenteet on oikein mitoitettu ja rakennettu routimattomista materiaaleista. Tien rakenteen kestävyyteen voidaan vaikuttaa tietyillä tielinjauksen rakenteellisilla ratkaisuilla, jotka estävät lumikinosten ja jäälinssien syntymistä tieliikenteen kannalta vaarallisille tiejaksoille. Esimerkiksi kallioleikkaukset keräävät lunta kinoksiksi, mikä voi aiheuttaa paikallisesti ongelmia (Seppälä 1999: 65, 68). Jään muodostuminen tien pinnalle ja toisaalta sumu vaikuttavat liikenneturvallisuuteen, mutta näihinkin voidaan vaikuttaa tielinjauksen suunnittelulla. Tieliikenteen merkittävimmät negatiiviset luontovaikutukset liittyvät elinympäristöjen pirstoutumiseen. Erityisen herkkiä elinympäristöjä ovat suot, lehdot ja ikimetsät. Mitä leveämpi ja vilkasliikenteisempi tie on, sitä suuremmaksi ja vaikeammin ylitettäväksi tien muodostama este muodostuu eläinten ja biotooppien kannalta. Avoin tienpinta on monille eläimille suojaton liikkumispaikka ja tien pienilmasto, melu-, päästö- ja valovaikutukset ovat vieraita eläimille. Tiekäytävä jakaa populaatioita pienempiin osiin ja aiheuttaa populaatioekologisia ja alue-ekologisia vaikutuksia. Tienrakentamisen myötä tien ympäristön kosteusolot muuttuvat,
12 11 kun aurinko pääsee syvemmälle metsään. Kosteutta vaativat lehto- ja suolajistot vähenevät tiealueiden lähellä ja alkuperäinen niittykasvillisuus voi muuttua kangasmetsäksi (Savo- Karjalan tiepiiri 1994: 8). 1.3 MIPS-ajattelun lähtökohdat MIPS uusi näkökulma ympäristönsuojeluun Wuppertal-instituutissa Saksassa alettiin 1990-luvulla kehittää indikaattoria, jolla voitaisiin kattavasti kuvata tuotteiden ja palveluiden ympäristövaikutuspotentiaalia materiaalivirtojen kannalta. Mittarin tuli olla yksinkertainen ja sopiva niin prosessien, tuotteiden kuin palveluidenkin mittaamiseen, selkeä käyttää ja laskelmien tuli tarvittaessa olla toistettavissa. Mittarin avulla saatavien tulosten tulisi olla varmoja ja sovellettavissa paikallisesti, alueellisesti ja maailmanlaajuisesti. (Schmidt-Bleek 2000: 107) MIPS-mittarin (Material Input Per Service unit) avulla voidaan laskea tuotteen tai palvelun materiaalin käyttö palveluyksikköä kohden. Mittari koostuu MI-luvusta (tuotteen tai palvelun koko elinkaarenaikainen materiaalin ja energian kulutus) ja S-luvusta (tuotteen tai palvelun antama palvelusuorite). MIPS-arvo lasketaan jakamalla materiaalipanos MI palvelusuoritteen kokonaismäärällä S. Lyhyesti ilmaistuna MIPS = MI / S. MIPS-ajattelun taustalla on materiaalivirta-ajattelun ohella myös elinkaariajattelu. Elinkaaritutkimuksessa tarkastellaan materiaalivirrat ja päästöt koko elinkaaren ajalta ja tunnistetaan merkittävimmät haitat ja niihin vaikuttavat tekijät. Elinkaariajattelussa korostuu, että ympäristöpaineita syntyy myös tuotteen tai palvelun tuotanto- ja poistovaiheissa eikä suinkaan vain tuotteen tai palvelun näkyvässä käyttövaiheessa. Perinteinen ympäristönsuojelu on kauan keskittynyt tutkimaan pääasiassa ihmisen terveyttä vaarantavia haitta-aineita ja päästöjä. Myös energian kulutukseen on kiinnitetty paljon huomiota, vaikka sen ympäristövaikutukset syntyvät pääasiassa ainevirroista. Ihmisen käyttämät ja aiheuttamat valtaisat, vaikka sinällään vaarattomienkin aineiden materiaalivirrat ovat jääneet vaille merkittävää huomiota. Ainevirrat muuttavat ympäristöämme tavalla, jota on vaikea ennustaa. Jokien oikaisemiset ja siirtämiset, kosteikkojen kuivaamiset, sadevesien johtaminen viemäreihin, kaivostoiminta ja moninainen rakentaminen muuttavat luonnon omaa tasapainoa. Luonnossa siirtyy ilman ihmisen vaikutustakin suuria massoja materiaalia tulivuorenpurkauksissa ja eroosiossa, mutta ihmisen aiheuttama ainevirta sekoittaa luonnon tasapainoa nopeasti ja peruuttamattomasti. (Schmidt-Bleek 2000: 23) Friedrich Schmidt-Bleekin mukaan haitta-aineiden ja päästöjen tutkiminen ja niihin liittyvä lakien ja tutkimuksen kehittäminen on omalta osaltaan tärkeää, mutta ympäristöpolitiikka, joka keskittyy jo todettujen haitta-aineiden vähentämiseen, ei voi olla tehokasta ja ennaltaehkäisevää (Schmidt-Bleek 2000: 67-70). Samoin haitta-aineisiin liittyvät kustannus-hyötyanalyysit ihmisen toiminnan tai talouden ympäristövaikutusten arvioimiseksi ovat epätarkkoja, koska yhden aineen kaikkia vaikutuksia ei ole tieteellisesti mahdollista tunnistaa tai mallintaa. Yksittäisten aineiden myrkyllisyyden tutkimisen ohella tulisi keskittyä ihmisen aiheuttamien, sinänsä haitattomilta vaikuttavien ainevirtojen tutkimiseen, sillä nopeasti kasvavat materiaalivirrat muuttavat maailman ekologista tasapainoa (Schmidt-Bleek 2000: 24-26; 108).
13 12 Mitä enemmän ainetta ihminen päästää liikkeelle, sitä suurempi on negatiivisten seurausten todennäköisyys. Kun luonnosta otetaan pois materiaaleja tai lisätään sinne luonnostaan kuulumattomia materiaaleja, pakotetaan koko järjestelmä sopeutumaan uuteen tilanteeseen. Mitä laaja-alaisempia ja enemmän materiaaleja kuluttavia toimenpiteet ovat, sitä voimakkaammin luonto reagoi. (Schmidt-Bleek 2000: 108) MIPS-ajattelu osana kansainvälistä haastetta Reilut kymmenen vuotta sitten (v. 1992) YK:n Rio de Janeirossa pitämässä ympäristö- ja kehityskokouksessa yritysten kansainvälinen ympäristöjärjestö BCSD (Business Council for Sustainable Development) toi esille ekotehokkuuden tarpeellisuuden kansainvälisessä keskustelun kentässä. Tuolloin esitettiin, että ekotehokkuuden avulla tuotteita ja palveluita voidaan tuottaa kilpailukykyisesti, mutta samalla kestävän kehityksen mukaisesti. (Autio & Lettenmeier 2002: 3.) Rion ympäristökokouksen päätöslauselmissa esitettiin vaatimus, että kaikkien valtioiden tulisi laatia vuoteen 2002 mennessä omat kestävän kehityksen strategiansa. Vuonna 1998 valmistuneessa Suomen kestävän kehityksen strategiassa päätavoitteina mainittiin ilmastonmuutoksen hillitseminen, tuotantomenetelmien ja kulutustottumusten muuttaminen, uusiutumattomien luonnonvarojen käytön vähentäminen sekä luonnon monimuotoisuuden suojeleminen. Jos maailmassa käytettäisiin luonnonvaroja kestävän kulutustason mukaisesti, kulutusta täytyisi pudottaa puoleen nykyisestä. Materiaalivirtojen pienentäminen on siis välttämätöntä. (Eskola et al. 2002: 10.) Ekotehokkuus on yksi kestävän kehityksen strategioista ja MIPS-mittari palvelee ekotehokkuuden tarkoitusta. Ekotehokkuuden tarkoituksena on parantaa luonnonvarojen tuottavuutta ympäristöä säästäen. Tavoitteena on tuottaa vähemmästä enemmän eli käyttää raaka-aineita, energiaa ja teknologiaa mahdollisimman tehokkaasti ja tarkoituksenmukaisesti. Samalla pyritään vähentämään tuotteen tai palvelun koko elinkaarenaikaisia haitallisia ympäristövaikutuksia. Ekotehokas tuote tai palvelu tuottaa enemmän hyvinvointia ja palveluita vähemmistä luonnonvaroista. Maailmanlaajuisten ainevirtojen vähentämistä sekä yksittäisten hyödykkeiden materiaalivirtojen vähentämistä kutsutaan dematerialisaatioksi. (Schmidt-Bleek 2000: ) TMR (total material requirement) eli luonnonvarojen kokonaiskäyttö on tiedossa jo monissa maissa. Lukuun on laskettu kaikki kansantalouden materiaalien kulutus. MIPS-konseptista erikseen tarkastelluista viidestä luonnonvarakategoriasta (katso kappale 5.1.1) TMR-lukuun on laskettu yhteen abioottinen ja bioottinen MI-luku sekä eroosio. Suomen TMR on laskettu olevan vuosittain noin 100 tonnia asukasta kohden (Mäenpää et al. 2000: 9), mikä tarkoittaa 300 kauppakassillista materiaaleja joka viikko (Autio & Lettenmeier 2002: 7-8). TMR voidaan laskea erikseen muun muassa eri toimialoista kuten maataloudesta ja metsätaloudesta tai eri materiaalien kuten mineraalien, metallien tai energian kulutuksesta. Vuosina 1997 ja 1998 yleisten teiden rakentaminen, kunnostaminen ja hoitaminen kulutti maa-aineksia yhteensä 40 miljoonaa tonnia per vuosi. Noin 37 % materiaaleista oli tielinjalta maa- ja kallioleikkauksista, reilut 40 ulkopuolelta tuotuja tai hiekoitukseen kuluvia materiaaleja ja reilut 20 % oli läjitysmassoja (Mäenpää et al. 2000: 28).
14 13 Euroopan Unioni esitti kesällä 1997 YK:ssa Rion seurantakokouksessa ns. ekotehokkuusaloitteen, jonka tavoitteena on pudottaa teollisuusmaiden materiaalinkulutus kymmenesosaan tämän vuosisadan puoliväliin mennessä (ns. Factor 10 tavoite). Ekotehokkuuden lisääminen nostettiin yhdeksi tulevaisuuden toiminta-alueeksi (Autio & Lettenmeier 2002: 7). Factor 10 - tavoitteen saavuttamiseksi MIPS-menetelmä on keskeisessä asemassa, sillä sen avulla voidaan mitata tuotteiden ja palveluiden materiaalinkulutus ja siten vertailla niitä keskenään (Koskinen 2001: 10). Vuonna 1998 kauppa- ja teollisuusministeriön ekotehokkuustyöryhmä esitti Suomen ekotehokkuuden tavoitteita raportissaan Ekotehokkuus ja factor-ajattelu (Kauppaja teollisuusministeriö 1998) Aikaisempi tutkimus aiheesta MIPS on suhteellisen nuori menetelmä. Wuppertal-instituutti on tehnyt uraauurtavaa työtä MI-kertoimien laskemiseksi ja tutkinut saksalaisten tuotteiden ja palveluiden luonnonvarojen kulutusta. Instituutti on julkaissut tutkimuksia mm. laivaliikenteestä ja raideliikenteestä. Tieliikenteestä on julkaistu ainoastaan tavaraliikenteen MI-kertoimia (Schmidt-Bleek 2000: 66; Wuppertal 2003). Muualla maailmassa ei tiettävästi ole tehty tämän tutkimuksen tyylistä tarkastelua. Suomessa kokeiltiin ensi kerran laajemmassa mittakaavassa MIPS-menetelmää Factor X Ekotehokkaasti markkinoille -hankkeessa vuosina EU-projekti koulutti yrityksiä ja ympäristöalan ammattilaisia Factor-ajattelun ja MIPS-konseptin soveltamiseen. Hankkeessa yritykset tarkastelivat tuotteidensa ja palveluidensa luonnonvarojen kulutusta. Tuloksena saatiin uusia Suomen oloja vastaavia MIPS-lukuja (Autio & Lettenmeier 2002). Hanke tuotti tietoa esimerkiksi toimistokalusteiden, lonkkaleikkauksen ja junamatkojen luonnonvarojen kulutuksesta. Laajempia MIPS-menetelmään pohjautuvia tutkimuksia ovat tehneet muiden ohella opiskelijat pro gradu- ja diplomitöinään (esim. Hellén 2004, Salo 2004, Sinivuori 2004, Hänninen 2005). Myös FIN-MIPS Liikenne -hanke tuottaa useita pro gradu- sekä diplomitöitä Suomen liikenteen luonnonvarojen kulutuksesta. 1.4 Tutkimuskohteena Suomen yleisten teiden liikenne Yleiset tiet lyhyesti Suomen yleisistä teistä huolehtii Tiehallinto. Suomen koko tieverkon pituus on noin kilometriä. Tästä yleisiä teitä on noin kilometriä eli 20 % (kuva 1). Suurin osa tieverkosta sijoittuu taajamien läheisyyteen ja taajamien väleille yhdistäen erikokoisia keskuksia. Yleisistä teistä valta- ja kantateitä on 17 %, seututeitä 17 % ja yhdysteitä 66 % (kuva 2). Suomen yleisellä tiellä liikkuu keskimäärin noin autoa vuorokaudessa. Moottoriteillä kulkee vuorokaudessa noin autoa. Valtateillä (sisältäen myös moottoritiet) keskimääräinen vuorokausiliikenne (KVL) on noin autoa. Kantateillä liikkuu vuorokaudessa noin autoa, seututeillä noin ja yhdysteillä 300 autoa. Yleisten teiden kokonaisliikennesuorite oli 33 miljardia autokilometriä vuonna (Tiefakta 2004; Yleiset tiet )
15 14 Tieverkon pituus (km) Liikennesuorite (mrd. autokm) yleiset tiet kadut ja yksityistiet 16,8 33, Kuva 1. Vaikka yleisiä teitä on pituudeltaan vain viidesosa koko tieverkosta, kulkee niillä 66 % liikennesuoritteesta (Tiefakta 2004). valtatiet 11 % kantatiet 6 % yhdystiet 66 % seututiet 17 % Kuva 2. Yleisten teiden pituus on noin km, josta vähäliikenteisiä yhdysteitä on 66 % (Yleiset tiet ). Toiminnallisen tieluokituksen mukaan kaksi ylintä ja vilkkaimmin liikennöityä tieluokkaa ovat valtatiet ja kantatiet, jotka muodostavat maantieverkon rungon. Nämä yhdistävät maakunta- ja ylempiluokkaisia keskuksia toisiinsa ja välittävät pitkän matkan liikennettä. Seudulliset tiet yhdistävät kuntakeskuksia toisiinsa ja lähimpiin ylempiluokkaisiin keskuksiin sekä välittävät seudullista ja paikallista liikennettä. Yhdystiet yhdistävät kyläkeskuksia ja hajaasutusalueita ylempiluokkaisiin teihin ja välittävät paikallista liikennettä. (Tietilasto 2002.) Yli 60 % yleisten teiden liikennesuoritteesta ajetaan valta- ja kantateillä (taulukko 1). Yhdysteillä, joiden pituus on 66 % koko yleisten teiden tieverkon pituudesta, kulkee vain 19 % koko liikennesuoritteesta. Moottoriteitä on 650 kilometriä ja moottoriliikenneteitä 140 kilometriä eli yhteensä noin prosentti kaikista yleisistä teistä, mutta 15 % liikennesuoritteesta tapahtuu näillä teillä (Tiefakta 2004; Yleiset tiet ). Liikennesuorite oli vuonna 2003 yleisillä
16 15 teillä seuraava: henkilöautot miljoonaa autokilometriä, kuorma-autot 2 455, pakettiautot 2 405, linja-autot 405 ja kaikki autot miljoonaa autokilometriä (Tiehallinto 2004b). Taulukko 1. Suomen yleisten teiden pituudet, keskimääräiset vuorokausiliikenteet ja liikennesuoritteet tieluokittain (Yleiset tiet ). VALTATIE KANTATIE SEUTUTIE YHDYSTIE TIET YHTEENSÄ pituus (km) KVL liikennesuorite (milj. autokm / vuosi) Yleisten teiden liikenteestä Yleisillä teillä kulkeva liikenne voidaan jakaa joko henkilö- ja tavaraliikenteeseen tai kevyeen ja raskaaseen liikenteeseen. Tässä tutkimuksessa henkilöliikennettä edustavat henkilöauto- ja linja-autoliikenne. Moottoripyöräliikenne on jätetty huomiotta. Tavaraliikennettä edustavat pakettiauto-, kevyt kuorma-autoliikenne sekä varsinainen perävaunuyhdistelmillä tapahtuva liikenne (puoli- ja täysperävaunurekat). Kevyen ja raskaan liikenteen erottelu poikkeaa edellisestä siinä, että kevyttä liikennettä ovat henkilöauto- ja pakettiautoliikenne. Linja-auto lasketaan mukaan raskaaseen liikenteeseen. Tutkimuksessa tarkastellaan esimerkkiteiden lisäksi kuutta erilaista ajoneuvoa: henkilöauto, pakettiauto, linja-auto, kevyt kuorma-auto, puoliperävaunurekka ja täysperävaunurekka. MIPS-menetelmän mukaisesti järjestelmän kaikkien osien materiaalipanokset lasketaan yhteen. Ajoneuvot ovat oleellinen osa tutkimuskokonaisuutta: ilman ajoneuvoja teitä ei tarvitsisi rakentaa ja toisaalta ilman teitä ajoneuvot olisivat hyödyttömiä. Laskelmiin olisi voitu sisällyttää myös esimerkiksi parkkipaikat ja huoltoasemat. Ne jätettiin kuitenkin työekonomisista syistä tarkastelun ulkopuolelle sen jälkeen, kun niiden merkitys oli varsinaisen tieinfrastruktuurin rinnalla arvioitu pieneksi.
17 16 2 TUTKIMUKSEN AINEISTO JA MENETELMÄT 2.1 Tutkimukseen valitut tiet Tässä tutkimuksessa tarkastellaan Suomen yleisten teiden materiaalien kulutusta esimerkkikohteiden kautta. Esimerkkikohteiksi valittiin neljä tieosuutta eri puolelta Suomea: yksi moottoritie, yksi valtatie, yksi seututie ja yksi yhdystie (kuva 3). Esimerkkitiet pyrittiin valitsemaan siten, että ne edustaisivat mahdollisimman hyvin tieluokkansa tyyppiesimerkkiä. Haut kriteereineen tieosuuksien valitsemiseksi tehtiin Tiehallinnon Tierekisteristä (katso luku 2.4.1). 1. Yhdystie (PT 14349) 2. Seututie (MT 582) 3. Valtatie (VT 25) 4. Moottoritie (VT 3) Kuva 3. Tutkimukseen valittujen teiden sijainnit (kuva: Kaisa Pusenius) Yhdystie Yhdystie on toiminnallisen tieluokituksen mukaisesti alin tieluokka Suomessa. Yhdysteitä on pituudeltaan 66 % koko Suomen tieverkosta, mutta liikennöinti näillä teillä on vähäistä. Vuonna 2002 yhdysteiden liikennesuorite oli noin miljoonaa autokilometriä, mikä oli 19 % koko tieverkon liikennesuoritteesta. Yhdysteiden liikenne on pääasiassa henkilöautoliikennettä. Ajoneuvoista 89 % on henkilöautoja ja liikennesuoritteesta 84 % on henkilöautosuoritetta. (Tiehallinto 2004b.) Tutkimuksessa mukana oleva yhdystie eli Tammikosken paikallistie sijaitsee Hämeen tiepiirin alueella Ruoveden ja Vilppulan kunnissa (kuva 4). Tutkittava yhdystie on kokoojatie, joka välittää poikittaista liikennettä kahden suuremman maantien välillä. Tutkittavan tielinjauksen pituus on noin 8,8 kilometriä. Tie oli perusparantamatonta soratietä vuoteen 1999 asti. Vuonna tietä parannettiin poistamalla routakohoumat, maakivet ja muut vauriot ja samalla parannettiin tien suuntausta 131 metriä ja tien tasausta 860 metriä. Tie sai samalla uuden PAB- päällysteen. (Tielaitos 1998b; Tiehallinto 2004c.)
18 17!. asutuskeskus, asukasta!( asutuskeskus, asukasta!( asutuskeskus, alle 500 asukasta kantatie yhdystie seututie muu yksiajoratainen tie tutkittu tielinjaus Kuva 4. Tutkittu yhdystie sijaitsee Hämeen tiepiirin alueella ja on pituudeltaan noin 9 kilometrin pituinen (kuva: Kaisa Pusenius). Valittu yhdystie edustanee rakenteensa puolesta suhteellisen hyvin suomalaista yhdystietä. Tielinjaus kulkee maastonmuotojen mukaan ja tien rakenne on yksinkertainen. Tien varressa on runsaasti maataloustuotantoa, laajoja metsäalueita ja vähäisissä määrin muuta elinkeinotoimintaa (kanala, mylly ja kauppapuutarha). Tien keskimääräinen vuorokausiliikenne vaihtelee tien eri osien kesken 78 ja 264 ajoneuvon välillä (Jortikka 2004). Vuorokausiliikenne jääkin yhdystien valtakunnallisen keskiarvon, KVL 329 (Yleiset tiet ), alapuolelle Seututie Seututie on toiminnallisen tieluokituksen mukaisesti toiseksi alin tieluokka Suomessa. Yleisten teiden tieverkon pituudesta seututeitä on noin 17 % ja niitä on suhteellisesti enemmän pohjoisemmassa Suomessa. Tutkimukseen valittiin Savo-Karjalan tiepiiristä seututie 582 Lapinlahden ja Rautavaaran alueelta (kuva 5). Kaikkien Suomen seututeiden liikennesuorite vuonna 2003 oli noin miljoonaa autokilometriä, mikä oli 19 % koko tieverkon liikennesuoritteesta. Henkilöautojen liikennesuoritteen osuus kaikesta seututeiden liikennesuoritteesta oli samana vuonna yhdysteiden tavoin 84 %. (Tiehallinto 2004b.) Seututien 582 tarkastellun osuuden pituus on noin 21,1 kilometriä. Tielinjalle on tehty suuntauksen parantamista (15,6 kilometriä) vuonna 1983 ja rakenteen parantamista (5,5 kilometriä) vuonna Viimeisin päällystystyö (LTA, laatta) on vuodelta Aikaisemmat toimenpiteet ajoittuvat ja 1970-luvuille. (Tiehallinto 2004c.) Seututie 582 edustaa suhteellisen hyvin suomalaista seututietä: rakenne on tyypillinen PABpäällysteineen, tieleveys on yleinen, tie poikkeaa taajamassa ja tie sisältää muutaman sillan. 858 ajoneuvon (Kuronen 2004) keskimääräinen vuorokausiliikenne (KVL) on tyypillinen
19 18 pohjoisemman Suomen seututien liikennemääräksi, mutta jää kaikkien seututeiden keskiarvoa, KVL (Yleiset tiet ), alhaisemmaksi.!( asutuskeskus, asukasta!( asutuskeskus, alle 500 asukasta valtatie seututie yhdystie muu yksiajoratainen tie tutkittu tielinjaus Kuva 5. Tutkittu seututie sijaitsee Savo-Karjalan tiepiirissä ja on noin 21 kilometrin pituinen (kuva: Kaisa Pusenius) Valtatie Valtatiet edustavat ylintä ja vilkasliikenteisintä tieluokkaa. Vaikka valtatiet pitävät sisällään tieluokituksen mukaisesti myös moottoritiet, tässä tutkimuksessa ne tarkastellaan erikseen. Pituudeltaan valta- ja kantateitä on koko yleisten teiden tieverkosta vain noin 16 %, mutta noin puolet vuosittaisesta liikennesuoritteesta ajetaan näillä teillä luvulla, kun teitä rakennettiin paljon, valtateitä rakennettiin harjuille aina kun se vain oli mahdollista. Voidaankin todeta, että Suomen harjujen ja reunamuodostumien päällä kulkee hyvin usein tie. Hankoniemen ja Skogbyn välinen noin 21 kilometrin pituinen tieosuus kulkee ensimmäistä Salpausselkää pitkin (kuva 6), jonka maapohja on erinomaista tienrakennusalustaa. Tieosuuden mutkaisuuden ja vilkkaan raskaan liikenteen vuoksi aloitettiin tieosuuden parantaminen elokuussa Uusi tie avattiin liikenteelle syksyllä Tietä parannettiin 20,7 kilometriä, josta Hangon kaupungin alueella on 17 kilometriä ja loput 3,7 kilometriä on Tammisaaressa. Lisäksi tehtiin paikallisteitä 1,4 kilometriä ja kevyen liikenteen väyliä 6,2 kilometriä sekä yksityisteitä 5,7 kilometriä. (Tiehallinto 2001). Tien vieressä kulkee junarata. Kuten edellä mainittujen esimerkkiteiden, myös Hanko-Skogby välin keskimääräinen vuorokausiliikenne, (Tiehallinto 2001), jää valtakunnallista keskiarvoa, (Yleiset tiet ), alhaisemmaksi.
20 19!R asutuskeskus, asukasta!. asutuskeskus, asukasta!( asutuskeskus, asukasta!( asutuskeskus, alle 500 asukasta Kuva 6. Valtatie 25 kulkee ensimmäistä Salpausselkää pitkin (kuva: Kaisa Pusenius). Uudenmaan laajimmat pohjavesiesiintymät sijaitsevat Salpausselällä välillä Hanko-Hyvinkää, joten tieosuuden pohjavesisuojaus huomioitiin tarkoin. Huomioitava piirre linjauksessa on myös masuunikuonamurskeen ja kappalekuonan käyttö tierakenteessa. Kuona on kierrätysmateriaalia läheiseltä Koverharin terästehtaalta. Tutkittu valtatielinjaus ei kenties edusta tyypillistä valtatietä kevyine ja kierrätettyine rakenneratkaisuineen. Koska linjaus kulkee pääasiassa Salpausselällä, kallioleikkauksia, pehmeikköjen täyttöjä ja korkeita pengerrakenteita ei juuri ole ja materiaalin käyttö on suhteellisen vähäistä. valtatie kantatie yhdystie muu yksiajoratainen tie tutkittu tielinjaus Moottoritie Moottoritie luetaan toiminnallisen tieluokituksen mukaan valtatieksi eikä sitä eroteta omaksi tieluokakseen. Tässä tutkimuksessa käytetään valtatien 25 osuudelle termiä valtatie ja valtatien 3 osuudelle termiä moottoritie, jotta vältyttäisiin sekaannuksilta. Suomessa moottoritiet keskittyvät eteläiseen Suomeen Helsinki-Turku-Tampere -kolmioon. Tutkimukseen valittu moottoritie on osa Helsinki-Tampereen moottoritietä ja siten osa valtatietä 3. Tarkasteltava tieosuus on tiejakso Jutikkala-Kulju, joka avattiin liikenteelle Tutkittava tieosuus on pituudeltaan noin 22 kilometriä (kuva 7). Valtatie 3 on liikenne- ja kuljetusmääriltään merkittävimpiä tiejaksoja Suomessa. Valtatien 3 kautta liikenne kulkee aina pääkaupunkiseudulta Seinäjoen ja Vaasan kautta Merenkurkkuun ja Pohjois- Suomeen asti.
21 20!P!R asutuskeskus, yli asukasta asutuskeskus, asukasta asutuskeskus, asukasta!. asutuskeskus, asukasta!( asutuskeskus, asukasta!( asutuskeskus, alle 500 asukasta moottoritie valtatie kantatie seututie yhdystie tutkittu tielinjaus Kuva 7. Tutkittu moottoritielinjaus sijaitsee Hämeen tiepiirin alueella ja on osa Helsinki-Tampere moottoritietä. Sen pituus on noin 22 kilometriä (kuva: Kaisa Pusenius). Moottoriteiden keskimääräinen vuorokausiliikenne on noin autoa (Yleiset tiet ) ja on arvioitu, että osuuden Hämeenlinna-Tampere liikennemäärä kasvaa nykyisestä autosta joka vuosi varsinkin raskaan liikenteen osalta. Vuonna 2010 määrän ennustetaan olevan Lipon kohdalla Lempäälässä autoa vuorokaudessa. Tällä hetkellä liikennemäärästä 11 % on raskasta liikennettä. (Jokilehto 2004a.) Tutkittu moottoritielinjaus edustaa varsin hyvin kaikkia Suomen moottoriteitä, sillä moottoriteiden rakennustavat ja pohjarakenteet eivät juuri Suomen oloissa poikkea toisistaan. Moottoritielle on tyypillistä useat liittymät, sillat ja rampit, kallioleikkaukset, maaleikkaukset, täytöt, liikenteenohjauslaitteet ja erilaiset palvelualueet.
22 Tutkimukseen valitut ajoneuvot Henkilöauto Tutkimuksen esimerkkihenkilöautoksi valittiin Volkswagen Golf A4. Malli edustaa hyvin yleistä Suomen teillä kulkevaa keskikokoista bensiinikäyttöistä henkilöautoa. VW Golf A4 kuluttaa noin 6,5 l / 100 km ja auton paino on noin yksi tonni (Schweimer & Levin 2004). Suomessa henkilöauton elinikä on noin 18 vuotta ( km), joka on vastaavaa Euroopan keskiarvoa korkeampi Linja-auto Esimerkkinä tarkasteltavaksi linja-autoksi valittiin Volvo 8500 Low Entry. Linja-auto on malliltaan matalalattiabussi, joka tosin ei ole yleisin linja-autotyyppi pitkän matkan liikenteessä. Tutkimuksen kokonaisuuden kannalta asialla ei ole suurta merkitystä ja tietojen vaikean saatavuuden takia malli hyväksyttiin tutkimuksen esimerkkiajoneuvoksi. Linja-auton paino on noin 11 tonnia ja ajoneuvon keskikulutus pitkän matkan liikenteessä on 30 l / 100 km (VTT 2004). Käytön aikana ajettu kilometrimäärä on arvioitu olevan noin miljoona kilometriä. Linja-auton rungon materiaaleista yli 30 % on kierrätettyä (Volvo 2004b) Pakettiauto ja kevyt kuorma-auto Pakettiauton materiaalitietoja oli hyvin huonosti saatavilla. Rungon materiaalitiedot saatiin Mercedes Benz Sprinteristä ja muutoin tiedot ovat arviota. Pakettiauton paino on noin kaksi tonnia ja polttoaineen kulutus on noin 8,7 l / 100 km (VTT 2004). Pakettiautolla on arvioitu ajettavan keskimäärin km. Esimerkkipiirrokset tutkituista tavaraliikenteen ajoneuvoista ovat kuvassa 8. Kevyen kuorma-auton tietoja ei saatu tutkimuksen käyttöön lainkaan. Kaikki laskelmat ovat siten arvioita muiden ajoneuvojen tietojen pohjalta. Kevyt kuorma-auto painaa noin kymmenen tonnia ja sen eliniän aikana ajettu kilometrimäärä lienee noin km Puoliperävaunurekka ja täysperävaunurekka Rekan veto-osan malliesimerkiksi valittiin Volvo FH12. Mallin käyttöiäksi on lähteessä käytetty km. Polttoaineen kulutus on 31 l / 100 km (Volvo 2004a) ja veto-osan paino on noin 7 tonnia. Veto-osan materiaaleista 33 % on kierrätettyä. Esimerkkinä laskettu perävaunu on suomalaisen valmistajan Oy Närko Ab:n ilmoittama malli, jonka paino on noin 6 tonnia (Wilson 2004). Lisäksi Scania ilmoitti käyttämiensä keskimääräisten perävaunujen painavan noin 10 tonnia (Brodin 2004), mikä otettiin huomioon suuremman perävaunun tietoja arvioitaessa. Esimerkkipiirrokset eri rekkatyypeistä ovat kuvassa 8.
23 Kuva 8. Tutkimuksessa käytettyjen ajoneuvojen esimerkkikuvia. 1 = pakettiauto, 2 = kevyt kuorma-auto, 3 = puoliperävaunurekka ja 4 = täysperävaunurekka (Suomen kuljetus ja logistiikka SKAL ry 2004) 2.3 MIPS-menetelmä MIPS-laskenta on työkalu tuotteiden ja palveluiden ekologisen paineen arviointiin ja erilaisten tuotteiden keskinäiseen vertailuun. MIPS-tarkastelu on pohjimmiltaan yksinkertaista panos-tuotos -laskentaa, jossa selvitetään tuotteen tai palvelun aikaansaamiseksi vaadittava materiaalipanos (Autio & Lettenmeier 2002: 15). MIPS-työkalun avulla voidaan löytää hyödykkeen elinkaaren eniten luonnonvaroja kuluttavat osa-alueet ja siten ohjata suunnittelua ja päätöksentekoa luontoa säästävämpään suuntaan. MIPS-luku muodostuu MI-luvusta ja S-luvusta. MI tarkoittaa materiaalipanosta, joka aiheutuu tietyn tuotteen tai palvelun elinkaaren aikana. Tämä materiaalipanos suhteutetaan palvelusta tai tuotteesta saatavaan hyötyyn S (kuva 9). material input MI materiaalipanos MIPS = = = service unit S palvelusuorite Kuva 9. MIPS-yhtälö eri muodoissaan. Kun MIPS-luku pienenee, ekotehokkuus ja luonnonvarojen tuottavuus (S / MI) kasvavat. Ekotehokkuutta ja luonnonvarojen tuottavuutta voidaan lisätä pienentämällä materiaalipanos (MI) tai lisäämällä palvelua (S), esimerkiksi tuotteen käyttökertoja.
24 Materiaalipanos (MI) Autonvalmistajilta voi saada tietoonsa auton materiaalikoostumuksen, esimerkiksi kuinka paljon mitäkin metallia valmis auto sisältää, mutta vaikeampaa on selvittää valmistuksessa käytettyjen raaka-aineiden alkuperä. Valmis tuote ei kerro, kuinka paljon maata on jouduttu siirtämään pois paikaltaan, kun malmeja on kaivettu auton valmistamista varten, kuinka paljon tuotanto on eri vaiheineen vaatinut kuljetuksia tai kuinka paljon luonnonvaroja on käytetty teräksen valmistamisessa tarvittavaan masuunin prosessiin. Materiaalipanos (MI, material input) on kaikkien tuotteen tai palvelun vaatimien materiaalien summa niin sanotusti kehdosta hautaan asti. MI ilmaistaan tonneissa (materiaalia) tonnia (raaka-ainetta tai tuotetta) kohti tai vastaavasti kilogrammoissa kilogrammaa kohti (Schmidt-Bleek 1998: 81-90). Monille raaka-aineille on määritelty oma niin kutsuttu MI-kerroin (vrt. liite 1). MI-kerroin on luku, joka pitää sisällään kaikki raaka-aineen, kuten alumiinin, prosessoinnin (esim. louhinta, käsittelyt, kuljetukset ja energiantuotanto) aikana siirretyt materiaalien määrät raaka-aineen painoyksikköä kohden (Ritthoff et al. 2002). MI-kerroin ilmaistaan siten yksikössä kg käytettyjä luonnonvaroja / kg käytettävää materiaalia tai vastaavasti t käytettyjä luonnonvaroja / t käytettävää materiaalia. Energian MI-kerroin ilmaistaan yksikössä kg luonnonvaroja / kwh energiaa ja liikenteen kerroin kg / tonnikilometri tai kg / henkilö-kilometri. (Autio & Lettenmeier 2002: 20.) Mitä jalompi raaka-aine on kyseessä, sen suurempi MI-kerroin yleensä on. Esimerkiksi kullan abioottinen kerroin on Uusiomateriaalien kertoimet ovat yleensä alhaisia, koska uusioraaka-aineen prosessoinnissa huomioidaan lähinnä kierrätysprosessin vaatima energian ja veden kulutus eikä jo kerran jätteeksi päätyneen materiaalin tuottamisen materiaalipanosta lasketa toista kertaa. Elinkaaren eri vaiheissa käytetyt materiaalit sekä energia- ja kuljetuspanokset kerrotaan kukin omien MI-kertoimien kanssa. Jos valmista MI-kerrointa ei ole olemassa, lasketaan kerroin itse selvittämällä kaikki prosessi- ja esiprosessiketjut, jotka tarvitaan materiaalin käyttöön saamiseksi. (Ritthoff et al ) Wuppertal-instituutin alkuperäisen mallin mukaisesti materiaalipanokset lasketaan viidessä eri kategoriassa: uusiutumattomat (abioottiset) ja uusiutuvat (bioottiset) luonnonvarat, vesi, ilma (lähinnä poltettu happi) ja maa- ja metsätaloudessa siirretty maaperä (lähinnä eroosio). Abioottisia materiaaleja eli uusiutumattomia luonnonvaroja ovat kiinteät mineraali-raakaaineet kaivoksista, louhoksista ja sulatoista kuten kivet ja malmit. Abioottisia luonnonvaroja ovat myös fossiiliset polttoaineet kuten hiili, maaöljy ja -kaasu. Kolmas ryhmä ovat kaikki ne maa- ja kivimassat, joita joudutaan siirtämään esimerkiksi malmien louhimisen alta sekä niin kutsutut ylijäämämaat rakentamisen kuten liikenneväylien alta. (Schmidt-Bleek 1998: ) Bioottisia materiaaleja eli uusiutuvia luonnonvaroja ovat kaikki ihmisen käyttöön ottama kasvien biomassa: sekä viljellyt että viljelemättömät kasvit viljoista ja marjoista puihin ja pensaisiin. Myös eläimet kuuluvat tähän luokkaan. Kotieläinten biomassa lasketaankin eläimen kuluttamana kasvipanoksena (kuten lehmän syömänä ruohona). (Schmidt-Bleek 1998: )
25 24 Veden käyttöön lasketaan kaikki se vesi, joka otetaan pois luonnosta teknisin toimenpitein. Myös sadevesi, joka siirtyy ihmisen toimien vuoksi pois luonnolliselta kulkureitiltään, lasketaan mukaan. Kaikki teiden asfaltille satanut sadevesi lasketaan siis mukaan, koska vesi ei pääse valumaan alkuperäiselle paikalleen. Tähän kategoriaan kuuluvat myös esimerkiksi patoamisen aiheuttamat muutokset ja maanviljelyyn tarvittava kasteluvesi. (Schmidt-Bleek et al. 1998: ) Ilma huomioidaan siltä osin, kuin sitä muutetaan joko kemiallisesti tai fysikaalisesti. Tällaista ovat erilaiset polttoprosessit sekä kemiallis-fysikaaliset reaktiot. Laskelmissa suuri osa ilman luvusta koostuu poltetun hapen osuudesta. Mekaanisesti siirrettyä ilmaa kuten tuulimyllyjen tai ilmastoinnin käyttämää ilmaa ei huomioida. (Schmidt-Bleek 1998: ) Siirretty maaperä lasketaan lähinnä maa- ja metsätalouden tuotteiden MI- tai MIPS-lukuja selvitettäessä. Tarkastelu keskittyy maanmuokkauksen aiheuttamaan eroosioon, koska mekaaninen maanmuokkaus aiheuttaa aine- ja energiavirtoineen huomattavia ekologisia muutoksia. Tässä tutkimuksessa eroosio-luokka on jätetty pois, koska maa- ja metsätalouden tuotteiden merkitys tieliikenteen materiaalivirroissa on olematonta. Luonnonvarojen jakaminen viiteen eri kategoriaan osoittaa sen, etteivät luonnonvarat ole yksi kokonaisuus, vaan ihmisen vaikutus luontoon kohdistuu niillekin alueille, joita emme näe. Sananlasku poissa silmistä, poissa mielestä ei päde MIPS-tarkastelutapaan, koska menetelmä ulottaa tarkastelun aina tuotteen raaka-aineiden valmistukseen ja toisaalta tuotteen elinkaaren loppuun asti. Vaikka emme näe ilmaa emmekä ehkä osaa arvostaa ilmaa luonnonvarana, voimme kuitenkin todeta suurkaupunkien savusumujenkin jo osoittavan sen, että ilma on rajallinen luonnonvara siinä, missä puhdas vesikin (Schmidt-Bleek 2000: 133) Palvelusuorite (S) MIPS-menetelmän mukaan tuotteet ovat aina jonkin hyödyn tai palvelun tuottajia. Ihminen ei oikeastaan tarvitse tuotteita niiden itsensä vuoksi, vaan lähinnä niistä saatavia palveluita. Palvelusuorite S määritetään tapauskohtaisesti. Palvelusuoritteella tarkoitetaan tuotteesta tai palvelusta saatavaa hyötyä. Se voi olla esimerkiksi vaatetta tarkastellessa yksi käyttökerta, pyykkikonetta tarkastellessa yksi puhdas pyykkikilo tai eri liikennemuotoja tarkastellessa kuljettu henkilökilometri. Kun materiaalipanos MI suhteutetaan palveluun, voidaan samanlaisia palveluja tuottavia hyödykkeitä vertailla keskenään. Siten esimerkiksi eri liikennemuotojen luonnonvarojen kulutusta voidaan vertailla toisiinsa, kun kaikkien liikennemuotojen kulutus suhteutetaan henkilö- ja tonnikilometreihin. MI-luvuista muodostetaan MIPS-luku, kun kaikki viisi MI-lukua jaetaan tutkimuksen alkuvaiheessa määritellyllä palvelusuoritteella, S. Lopputuloksena saadaan viisi erillistä MIPSlukua, joilla voidaan vertailla samaa palvelua tuottavia hyödykkeitä keskenään.
26 Tavoitteena materiaalivirtojen pienentäminen MIPS-ajattelun tavoite on, paitsi osoittaa tuotteiden ja palveluiden koko elinkaaren aikainen materiaalin kulutus palveluyksikköä kohden, myös ohjata tuotesuunnittelua sinne, missä luonnonvaroja kulutetaan vähän. Tavoitteena on kehittää tuotteita ja palveluita, jotka kuluttavat vähän luonnonvaroja, mutta tuottavat silti laadukasta palvelua. Tavoite voidaan saavuttaa joko pienentämällä MI:tä tai kasvattamalla S:ää. (Autio & Lettenmeier 2002: 16.) Materiaalipanoksen pienentäminen merkitsee tuotteen raaka-aineiden vaihtamista vähemmän kuluttaviin materiaaleihin, uusien ja tehokkaiden tuotantomenetelmien käyttöönottoa, huomion kiinnittämistä energian ja veden kulutukseen sekä tuotteen käytön ja poiston aikaisen kulutuksen kehittämistä luontoa säästävämpään suuntaan. Kun tuotteen luonnonvarojen kulutus pienenee palvelusuoritteen pysyessä silti samana, vähenee kulutus jokaista palvelukertaa kohden. Samalla tavoin tuotteen tai palvelun palvelusuoritetta lisäämällä luonnonvarojen kulutus vähenee jokaista palvelukertaa kohden. Tämä vaatii teknisen edistyksen lisäksi myös ihmisten toimintatapojen muutoksia. Yritykset voisivat esimerkiksi tarjota kestävien tuotteiden vuokrauspalveluita ja korjauspalveluita uusien tuotteiden myymisen sijaan. (Autio & Lettenmeier 2002: 16.) 2.4 MIPS-laskenta tässä tutkimuksessa Tutkimusongelmaa lähestyttiin ensin kokoamalla Suomen yleisistä teistä keskeisiä tilasto- ja määrätietoja yhteen. Näin saatiin suuresta tutkimuskentästä suhteellisen kattava yleiskuva, jonka perusteella oli helpompi keskittyä tieverkon kannalta oleelliseen tietoon. Toiseksi keskityttiin tarkastelemaan itse tutkimusaihetta eli yleisten teiden luonnonvarojen kulutusta. Tätä tutkimusongelmaa lähestyttiin tapausesimerkkien kautta. Tutkimuksissa laskettiin tien materiaalit koko elinkaaren ajalta tien rakentamisesta ylläpitoon. Kolmanneksi laskettiin ajoneuvojen elinkaarenaikainen materiaalipanos eli tuotannon, käytön ja poiston aiheuttama luonnonvarojen kulutus. Neljänneksi tarkasteltiin tieliikenteen palvelusuoritetta (S), joka päätettiin valita siten, että tutkimustulokset olisivat vertailtavissa muiden FIN-MIPS Liikenne - hankkeessa tarkasteltujen liikennetyyppien kanssa. Allokointikysymystä tarkasteltaessa tutkittiin eri vaihtoehtoja tien materiaalipanoksen jakamiseksi tien käyttäjien kesken. Lopputuloksena saatiin MIPS-luvut, jotka esitellään luvussa 3.2. Koska aikaisempaa tutkimusta tieliikenteen MIPS-luvuista ei ollut käytettävissä, tehtiin tutkimus alusta alkaen mahdollisimman yksityiskohtaisesti Tapausesimerkkien valinta Esimerkkikohteiden neljää eri tieluokkaa edustavien tieosuuksien valinta aloitettiin tutkimalla Tiehallinnon tierekisteriä (Tiehallinto 2004c). Rekisterissä on kaikki Suomen yleiset tiet eripituisina tieosuuksina eri ominaisuustietojen mukaisesti. Tierekisterin pohjalta valittiin tutkimuksen kannalta oleelliset ominaisuustietoluokat, joiden perusteella edustavia tieosuuksia alettiin etsiä. Tietoja yksinkertaistettiin ja yleistettiin, jotta saatiin yhtenäisiä tieosuuksia tarkastelun alle. Koko rekisterin teistä jätettiin automaattisesti pois kaikki tiet, joissa ei ollut teh-
27 26 ty toimenpiteitä 1970-luvun jälkeen, koska tällaisten teiden hankeasiakirjat olisivat todennäköisesti olleet vaikeasti saatavilla. Samoin tarkastelun ulkopuolelle jätettiin kaikki alle 10 kilometrin pituiset tieosuudet. Aineisto jaettiin toiminnallisen luokituksen mukaisiin tilastoihin, jonka jälkeen tieluokkiin perustuvaa tilastotietoa alettiin käsitellä tilastollisin menetelmin. Tarkoituksena oli saada esille kaikkein edustavimmat tieosuudet Suomesta, tietyin kriteerein. Tiedot kriteerien valitsemiseksi löytyvät erilaisista Tiehallinnon julkaisuista, joista löytyi tilastotietoa Suomen tieverkosta (esimerkiksi valtatien yleisin tienleveys, keskimääräinen vuorokausiliikenne). Teiden määrä pieneni täten huomattavasti ja lopuksi jäljellä olevista, mahdollisimman lähellä tieluokkien keskiarvoja olevista teistä valittiin edustavimmat. Näistä teistä valittiin moottoritie, valtatie, seututie ja yhdystie. Tiedon keräämisessä ja analyysissä liikuttiin kuitenkin suhteellisen karkealla tasolla, jotta syntyisi mahdollisimman kattava kuva koko Suomen yleisistä teistä. Valittujen teiden hankeasiakirjojen etsiminen arkistoista ja materiaalitietojen kysyminen tiepiirien asiantuntijoilta osoitti tietojen olevan hyvinkin vaikeasti saatavilla. Näin ollen alun perin valitun yhdystien tietoja ei löytynyt ja tähän tutkimukseen uudelleen valittu yhdystie tuli valituksi itse rekisteritietojen ulkopuolelta. Siten esimerkiksi tien pituus (8 kilometriä) ei noudata rekisteriin syötettyä minimiarvoa (10 kilometriä). Hämeen tiepiirin tiemestareiden mukaan uusi valittu yhdystie edustanee kuitenkin rakenteensa puolesta suhteellisen hyvin suomalaista alemman tieluokan tietä. Ajoneuvojen tarkastelua haluttiin toteuttaa mahdollisimman kattavasti huomioiden sekä henkilö- että tavaraliikenne. Siten tarkasteltaviksi ajoneuvotyypeiksi valittiin henkilöliikenteessä henkilöauto ja linja-auto ja tavaraliikenteessä pakettiauto, kevyt kuorma-auto, puoliperävaunurekka ja täysperävaunurekka Elinkaaren määrittely Tieliikennettä tutkittaessa elinkaari tuli määrittää sekä teille että ajoneuvoille. MIPSajattelutavan mukaisesti elinkaaren aikainen luonnonvarojen kulutus suhteutettiin lopuksi tiestä saatavaan hyötyyn. Tällöin lopputuloksena on tieto siitä, paljonko henkilön kulkeminen tai tavaran kuljettaminen tietyllä ajoneuvolla tietyllä tieluokan tiellä Suomessa kuluttaa luonnonvaroja. Elinkaaren määrittelyssä olennaista on teiden ja ajoneuvojen käyttöiän pituuden määrittely. Teiden käyttöiän arviointiin on ainakin kaksi erilaista lähestymistapaa: tien tekninen käyttöikä ja tien toiminnallinen käyttöikä. Teknisellä käyttöiällä tarkoitetaan ohjeistuksilla mitoitettua käyttöikää, joka on keskimääräinen arvio ja tavoite teiden käyttöiälle ja sinä aikana toimitettaville toimenpiteille. Toiminnallinen käyttöikä on ajanjakso, jonka tie (tai sen osa) kestää alkuperäisessä tarkoituksessaan ilman huomattavia toiminnallisia tai esimerkiksi linjauksen muutoksia. Tiehallinnon ohjeet käsittelevät tien teknistä käyttöikää, tavoiteikää. Näitä tietoja saatiin Tiehallinnon asiantuntijoilta (Lehtonen 2004 ja Kallionpää 2004). Tien toiminnallisesta käyttöiästä tietoja antoi Jorma Jokilehto Tieliikelaitokselta, jonka mukaan toiminnallinen käyttöikä vastaa pääsääntöisesti teknistä käyttöikä (Jokilehto 2004b). Tässä tutkimuksessa käyttöiän aikaiset toimenpidetiedot pohjautuvat pääasiassa teknisen käyttöiän ohjeisiin.
28 27 Tien käyttöiästä ei ole olemassa tiettyä yleisesti sovittua vuosimäärää, jonka tie eläisi ja sen jälkeen kuolisi. Tie ei juuri koskaan lakkaa olemasta. Jos tien viereen rakennetaan toinen isompi tie, jää alkuperäinen tie kuitenkin usein vaikuttamaan edelleen pienempiluokkaisena tienä. Tien käyttöikä on hyvin vaikeaa määritellä. Esimerkiksi moottoritiet on rakennettu kestämään yli 60 vuotta. Kuitenkaan emme pysty kovin hyvin ennustamaan, olisiko nyt rakennettavilla moottoriteillä vielä käyttöä 60 vuoden päästä, koska myös 60 vuotta sitten liikennejärjestelmä ja -käyttäytyminen olivat aivan erilaisia kuin nyt. Määritelty käyttöikä voi suuresti vaikuttaa MIPS-lukuihin, sillä mitä kauemmin tietä käytetään, sen pienemmäksi luonnonvarojen kulutus muodostuu ajoneuvokilometriä kohden. Tiehallinnon ja Tieliikelaitoksen asiantuntijoiden arvioiden perusteella tien käyttöiäksi määriteltiin tätä tutkimusta varten 60 vuotta. Henkilöauton keskimääräinen käyttöikä Suomessa on noin kilometriä (Schweimer & Levin 2004) ja kuorma-autojen ja linja-autojen käyttöikä kilometriä (Volvo 2004a; Volvo 2004b) Materiaalitietojen laskentaa Tutkimustuloksia tarkasteltaessa on syytä huomioida, että materiaalitiedot ovat osittain tietoa asiakirjoista ja osittain arvioita yleisten käsitysten pohjalta. Asiakirjoista saadut tiedot koskevat kyseisiä tapaustutkimuksia, jolloin ei täysin voida olettaa, että materiaalien kulutus olisi kauttaaltaan vastaavaa kaikilla kyseisen tieluokan teillä Suomessa. Toisaalta esimerkiksi pohjanvahvistustoimenpiteitä ei ole mainittu kaikissa esimerkkiteiden asiakirjoissa, mutta niitä koskevat tiedot lisättiin elinkaaritarkasteluun, jotta esimerkkilaskelmat vastaisivat paremmin tarkasteltavan tieluokan valtakunnallisia ominaisuuksia. päällyste PÄÄLLYS- RAKENNE kulutuskerros kantavan kerroksen sidottu 1) tai sitomaton yläosa kantavan kerroksen sitomaton alaosa jakava kerros 2) sitomattomat kerrokset suodatinkerros 3) ALUS- RAKENNE pohjamaa tai pengertäyte Kuva 9. Tien rakennekerrokset yleistettynä (Ehrola 1996: 138). 1) Kantava kerros on sorasta tai murskeesta tehty rakenne, joka ottaa vastaan tiehen kohdistuvat rasitukset, Kerros voi olla sidottu esimerkiksi bitumilla. 2) Jakava kerros on usein soraa ja 3) suodatinkerros hiekkaa.
29 28 Kustakin tiekohteesta laskettiin materiaalinkulutus tiemetriä kohden. Tiemetrillä tarkoitetaan metrin pituista tieosuutta, jonka leveys vaihtelee tieluokasta riippuen. Laskelmassa otettiin mahdollisimman tarkasti huomioon pääväylän rakenne (kuva 9) tehtyine toimenpiteineen sekä sillat, tunnelit, liittymät, risteävien teiden järjestelyt, kevyen liikenteen järjestelyt, kuivatusjärjestelmät ja valaistusjärjestelmät siltä osin kuin ne asiakirjoissa oli ilmoitettu. Perusteltuja arvioita tehtiin muun muassa Tiehallinnon asiantuntijoiden kanssa silloin, kun siihen oli tarvetta. Lisäksi laskettiin kaikki käyttöiän aikana suoritetut rakenteen parantamiset (esimerkiksi raskaat ja kevyet rakenteen parantamiset) sekä kunnossapidon toimenpiteet (suolaus, hiekoitus, auraus). Tutkimuksen edetessä joidenkin materiaalitietojen kerääminen voitiin jättää pois, koska huomattiin, ettei materiaalimäärillä ollut kokonaisuuden kannalta suurta merkitystä. Tielinjauksen alta hakattuja puita ja niiden biomassaa ei lähdetty tämän tutkimuksen puitteissa arvioimaan, vaikka periaatteessa puita saatetaan kaataa hyvinkin suuria määriä tiehankkeen alta. Ajoneuvojen materiaalitiedoista laskettiin auton tuotanto sisältäen itse ajoneuvon materiaalit sekä tuotannon aikainen energian ja veden kulutus sekä muut mahdolliset tuotannon aikaiset materiaalit, auton käytön aikainen kulutus sisältäen varaosat, polttoaineet ja muut materiaalit sekä autoa poistettaessa (elinkaaren loppu) kuluva energia, vesi ja muut mahdolliset materiaalit. Teiden ja ajoneuvojen elinkaaren aikaisten materiaalitietojen kokoamista varten rakennettiin Excel-pohjainen taulukko, joka oli ulkonäöltään yhteneväinen jokaisen tarkasteltavan tien ja ajoneuvon kesken. Taulukon rivien tiedot etenevät vasemmalta tietolähteiden ilmoittamista luvuista oikealle MI-kertoimien kautta laskettuihin materiaalipanoksiin MI. Sarakkeet etenevät materiaaleista valmistuksen kautta kohti käytön aikaista ja lopulta ajoneuvojen poiston vaatimaa kulutusta (kuva 10). Kaikkien teiden ja ajoneuvojen elinkaarilaskelmien taulukot ovat liitteissä HENKILÖAUTO VW Golf A4 petrol lähteet: Schw eimer et al. (2004) ja Volkswagen (2004) HENKILÖAUTON MATERIAALIKOOSTUMUS MI (kg/kg) MI MATERIAALI kg käytetty MI-arvo abioottinen bioottinen vesi ilma abioottinen (kg) bioottinen (kg) vesi (kg) ilma (kg) runko: teräs ja rauta 634,391 teräs (cold rolled) 8,51 74,8 0, platina 0,002 platina synteettiset aineet 167,465 polypropyleeni (gran 2,09 35,8 1, polttoaine, öljy, voiteluaineet 63,989 etyleeni glykoli (ethy 2,9 133,5 2, kevyet metallit (pääasiassa Al) 5,183 alumiini (neitseellinen ,7 10, kierrätyttyä 90% 46,649 alumiini (kierrätetty) 0,85 30,7 0, ajoneuvojen laskelmissa materiaalitiedot ja teiden laskelmissa työsuoritus tai rakenne 22 valmistajilta, asiantuntijoilta tai lähteistä saadut materiaalien painot tai muiden panosten määrät 33 käytetty MI-arvo eli MI-kerroin: tieto pääasiassa lähteestä Wuppertal Institute (2003). 44 MI-kertoimet neljässä kategoriassa 55 lasketut materiaalipanokset, MI: sarake 2 * sarakkeen 4 kerroin Kuva 10. Tutkimuksessa käytetty laskentakaavake saraketietoineen.
30 Laskennassa käytettyjä oletuksia Todellisten asiakirjoista saatavien tietojen lisäksi tutkimuksessa käytettiin myös yleisiä oletuksia, kun ne tutkimuksen kannalta todettiin tarpeellisiksi ja perustelluiksi. Hankeasiakirjoissa ilmoitetut massamäärät ovat usein teoreettisia tietoja, jolloin lukuihin ei ole otettu mukaan niitä materiaalien määriä, jotka jostain syystä häviävät matkan varrelle. Esimerkiksi kun hiekkaa otetaan harjusta ja kuljetetaan rakennustyömaalle, osa kaivetusta hiekasta valuu pois jo kaivuupaikalla, jää matkan varrelle tai kenties kulkeutuu työmaalla muualle. Asiakirjojen massamäärät eivät sisällä näitä määriä. Massahävikki on 5-10 prosentin suuruusluokkaa (Valkeisenmäki 2004a). Tämä on otettu huomioon laskelmissa siten, että murskeen, soran, hiekan ja pintamaan (näihin kaikkiin käytetty murskeen ja luonnonhiekan MI-kertoimia) massoihin on lisätty 5 % hukkaa. Hukkaprosentteja ei ollut mielekästä käyttää muissa materiaaleissa. Valmiit kertoimet, jotka sisältävät kuljetuksen sekä hukkaprosentin, on laskenut Vihermaa (2005). Ajoneuvojen valmistuksessa on käytetty hyvin paljon kierrätettyjä materiaaleja (liitteet 2-6). Mikäli valmiita kierrätettyjen materiaalien MI-kertoimia ei ollut saatavilla, jätettiin kierrätetyt materiaalit huomiotta. Niiden materiaalipanos on jo kertaalleen langennut sille tuotteelle, johon materiaali on ensin käytetty, vaikkakin kierrätetty materiaali kuluttaa kierrätysprosessien aikana muun muassa sähköä ja vettä. Tässä tutkimuksessa on kuitenkin päätetty yhtenevästä linjasta, jolloin kertoimen puuttuessa kierrätettyä materiaalia ei huomioida. MI-kertoimien käytössä on toisinaan jouduttu turvautumaan arvioihin ja kertoimen puuttuessa samankaltaisen materiaalin kertoimen käyttöön. Bitumille ei ole olemassa kerrointa, jolloin kertoimena on käytetty kevyen polttoöljyn lukuja. Henkilöauton polttoaineille on käytetty bensiinin kertoimen puuttuessa dieselin lukuja, mikä virheellisesti hieman pienentää luonnonvarojen kulutusta. Sähköstä oletettiin, että kaikki kotimainen sähkönkulutus olisi Helsingin Energialta. Vihermaa (2005) on laskenut Helsingin Energian sähkön MI-kertoimiksi 0,63 kg abioottisia luonnonvaroja /kwh, 0 kg bioottisia luonnonvaroja / kwh, 30,53 kg vettä / kwh ja 0,37 kg ilmaa / kwh. Vuosisadannan oletettiin olevan kaikilla teillä 625 mm vuodessa (Ilmatieteen laitos 2004). Jotta esimerkkitiet edustaisivat mahdollisimman hyvin tieluokkansa teitä, nähtiin tarpeelliseksi lisätä laskelmiin arviot teiden pohjanvahvistusmenetelmistä. Tapausesimerkit eivät siten todellisuudessa sisällä kaikkia menetelmiä, vaan ne on lisätty laskelmiin, jotta tie edustaisi paremmin keskimääräistä suomalaista kyseisen tieluokan tietä. Arviot pohjanvahvistusmenetelmien suhteellisista käyttöpituuksista eri tieluokan teillä saatiin Tieliikelaitokselta Aarno Valkeisenmäeltä (2004b). Luvuissa huomioitiin myös tietyyppien jakautuminen erilaisille pohjamaille. Pohjanvahvistusmenetelmiä ovat massanvaihto, pengerpaalutus, syvästabilointi, kevytsorapenger ja vastapenger. Yleensä massanvaihdon täyttömateriaali tulee pääasiassa tielinjalta maaleikkauksien ja kallioleikkauksien massoista, joten tässä tutkimuksessa käytetään oletusta, jonka mukaan 90 % massoista tulee tielinjalta ja 10 % ulkopuolelta. Teiden elinkaarilaskelmista (liitteet 7-10) nähdään, että pohjanvahvistusmenetelmien materiaalipanos on merkittävä. Pohjanrakentamisen toimenpiteiden huomioiminen lisää siten laskelmien luotettavuutta.
31 30 Teiden rakennekerrosten uusimisvälit arvioitiin Tiehallinnon asiantuntijoiden ohjeiden sekä Petäjän ja Spoofin (2001: 25-42) perusteella. Yhdystiellä asfalttia uusitaan noin 20 vuoden välein ja rakennekerroksia noin 40 vuoden välein. Seututiellä vastaavat luvut ovat päällysteelle 15 vuotta ja rakenteelle 30 vuotta. Vilkkaammin liikennöidyillä teillä päällysteen uria korjataan noin 6 vuoden välein, joskus harvemminkin (Lehtonen 2004). Remix-päällystys on uusiomenetelmä, jossa tien vanhaa asfalttia sulatetaan ja sekoitetaan uuden asfalttimassan kanssa uudeksi asfalttikerrokseksi. Remixiä voidaan tehdä tielle enintään kaksi kertaa peräkkäin (Kallionpää 2004). Tässä tutkimuksessa arvioitiin, että valtatiellä pintauksen tai remixpäällystyksen toimenpideväli olisi 10 vuotta edellisestä päällystyksestä ja vastaavasti moottoriteillä 6 vuotta. Tierakenne mitoitetaan yleisesti niin, että päällystekerrokset kestävät 60 vuotta, mutta tarvittaessa pintaan uusitaan päällystekerros (LTA) 20 vuoden välein. Tässä tutkimuksessa valtatiellä ja moottoritiellä laskettiin LTA-päällystystä tarvittavan 20 vuoden välein. Sitomattomat kerrokset ja pohjanvahvistukset kestänevät käyttökunnossa jopa 100 vuotta (Lehtonen 2004), joten niiden uusimisia ei tapahtune 60 vuoden aikana. Kunnossapidon hiekan, suolauksen ja aurauksen toimenpidevälien arvioita saatiin tutkimuksen käyttöön Tiehallinnosta Heikki Lappalaiselta (2004). Tiedot ovat arvioita eivätkä perustu varsinaiseen kirjalliseen tietoon, mikä on syytä huomioida tarkastelussa. Toisaalta kunnossapidon materiaalien kulutus on kokonaisuuden kannalta vähäistä ja lopputulosten kannalta lähes merkityksetöntä Palvelusuoritteen valinta Elinkaarenaikainen materiaalien kulutus suhteutetaan MIPS-laskennassa siihen palveluun, jota hyödyke tuottaa. Palvelusuoritteeksi valittiin ajoneuvokilometrit, henkilökilometrit ja tonnikilometrit, koska tieliikenteen tuottamaksi palveluksi voidaan määritellä henkilöiden ja tavaroiden kuljettaminen. Palvelusuorite on sama FIN-MIPS Liikenne -hankkeen osatutkimusten kesken, jolloin tuloksia voidaan vertailla raideliikenteen, lentoliikenteen, laivaliikenteen ja pyöräliikenteen tuloksiin. Palvelusuorite (S) laskettiin - yleisten teiden käytöstä (yleisellä tiellä 60 vuoden aikana kulkevat ajoneuvot / henkilöt / tavaratonnit) sekä - ajoneuvon käytöstä (ajoneuvossa kulkevat matkustajat tai tavaratonnit). Tiedot laskettiin sekä henkilö- että tavaraliikenteelle. Suoritetta varten tuli selvittää ajoneuvojen tuottamat keskimääräiset palvelut eli kuljetetut ihmiset ja tavaratonnit sekä keskimääräiset vuorokausiliikenteet kunkin tieluokan teillä. Henkilöauton keskimääräinen käyttöaste on 1,4 matkustajaa ja linja-auton 13 matkustajaa (Liikenneministeriö 1999). Tavaraliikenteessä arvioitiin keskimääräisten kuljetusten olevan pakettiautolla 1 tonni, kevyellä kuorma-autolla 7 tonnia, puoliperävaunurekalla 14 tonnia ja täysperävaunurekalla 21 tonnia (Tieliikenteen tavarankuljetustilasto 2/2004). Luvut teiden keskimääräisestä vuorokausiliikenteestä (KVL) ja liikenteen jakautumisesta eri tieluokkiin ovat molemmat valtakunnallisia keskiarvoja. Käytetyt KVL-luvut ovat taulukossa 2. Liikenteen jakautuminen eri ajoneuvotyyppien välille on yhteneväistä eri tieluokkien välillä: KVLluvusta 84 % on henkilöautoliikennettä, 7,3 % pakettiautoliikennettä, 1,2 % linjaautoliikennettä ja 7,4 % kuorma-autoliikennettä (Prokkola 2004). Kuorma-autoliikenteen jako
32 31 kevyen kuorma-auton ja perävaunuyhdistelmien kesken vaihtelee tietyypin mukaan. Esimerkiksi yhdystiellä täysperävaunurekkoja kulkee tuskin lainkaan. Taulukko 2. Tutkimuksessa käytetyt teiden keskimääräiset vuorokausiliikenneluvut (KVL). Tietyyppi KVL lähde: yhdystie 329 Yleiset tiet seututie Yleiset tiet valtatie Prokkola 2004 moottoritie Yleiset tiet Kun teiden ja ajoneuvojen elinkaarenaikainen materiaalien kulutus jaetaan ensin teiden koko käyttöiän liikenteen määrällä tai vastaavasti ajoneuvojen ajettujen kilometrien määrällä ja lopuksi kuljetettujen henkilöiden tai tavaratonnien määrällä, saadaan lopputulokseksi MI / S eli materiaalipanos jaettuna palvelusuoritteella eli MIPS Tieinfrastruktuurin materiaalipanosten allokointi eri käyttäjille Ennen lopullisten ja kaikille käyttäjille julkisesti esitettävien MIPS-arvojen laskemista on ratkaistava kysymys siitä, miten tien infrastruktuurin luonnonvarojen kulutus jaetaan eri ajoneuvotyyppien kesken. Keskeinen kysymys on, kuinka suuri osa teiden elinkaaren materiaaleista osoitetaan kevyemmän liikenteen tai kuinka suuri osuus vastaavasti raskaamman liikenteen aiheuttamaksi. Kevyempi liikenne ei tarvitsisi yhtä raskasta tierakennetta kuin raskas liikenne. Toisaalta suurin osa tieliikenteestä on henkilöautoliikennettä, jonka vuoksi rakennetaan tiekapasiteettia. Tutkimuksessa ongelmaa lähestyttiin kolmen eri allokointitavan kautta: tien elinkaaren aikainen kulutus jaettiin: 1) väyläkustannusten mukaan, 2) ajoneuvojen bruttopainon mukaan sekä 3) keskimääräisen vuorokausiliikenteen mukaan. 1) Allokointi väyläkustannusten mukaan: Tietojen pohjana oli Tielaitos (2000c). Omaa arviota jouduttiin käyttämään erityisesti tavaraliikenteen jakamisessa eri ajoneuvojen kesken, koska lähde osoitti kustannukset kaikkien kuorma-autojen osalta yhteisesti. Samoin henkilöautojen ja pakettiautojen luvut oli ilmoitettu yhdessä. Vaikka tutkimuksen esimerkkitiet ovat tiettyjen tiepiirien alueilta, käytettiin allokoinnissa valtakunnallisia väyläkustannusten keskiarvoja. Tällöin henkilöliikenteen osuus kustannuksista on noin 60 % ja tavaraliikenteen osuus noin 40 %. Taulukossa 3 on esitetty, miten infrastruktuurin materiaalipanokset on jaettu eri ajoneuvoluokkien kesken kullakin tieluokalla.
33 32 Taulukko 3. Tutkimuksessa käytetty allokointitapa 1: infrastruktuurin materiaalipanosten allokointi ajoneuvoluokkien välillä väyläkustannusten mukaan. YHDYSTIE SEUTUTIE VALTATIE MOOTTORITIE Ha 60,9 % 60,9 % 57,9 % 59,6 % La 2,2 % 2,2 % 2,3 % 2,0 % Pa 2,0 % 2,0 % 2,0 % 2,0 % Kaip 14,9 % 11,9 % 10,8 % 8,4 % Kapp 20,0 % 11 % 12,0 % 10 % Katp - 12 % 15,0 % 18 % Ha = henkilöauto, La = linja-auto, Pa = pakettiauto, Kaip = kevyt kuorma-auto, Kapp = puoliperävaunuyhdistelmä, Katp = täysperävaunuyhdistelmä 2) Allokointi ajoneuvojen bruttopainojen mukaan: Bruttopainojen (ajoneuvon omapaino + kuljetettu paino) tietoja saatiin valmistajilta ja kuorma-autoliikenteelle Tilastokeskuksen tilastosta (Tieliikenteen tavarankuljetustilasto 2/2004). Henkilöliikenteessä henkilöauton bruttopaino olisi noin 1,5 t, linja-auton 15,5 t ja tavaraliikenteessä pakettiauton 3 t, kevyen kuorma-auton 17 t, puoliperävaunurekan 30 t ja täysperävaunurekan 43 tonnia. Nämä luvut kerrottuna teiden 60 vuoden aikaisella ajoneuvojen lukumäärällä (allokointitavan 3 KVL-luvut) tuottaa taulukon 4 esittämän allokointi-jaottelun. Bruttopainojen mukaan laskettuna henkilöliikenteen osuus teiden materiaalien kulutuksesta olisi noin 35 % (yhdysteillä korkeampi) ja tavaraliikenteen 65 %. Taulukko 4. Tutkimuksessa käytetty allokointitapa 2: tiemateriaalien allokointi ajoneuvoluokkien välille bruttopainojen mukaan. YHDYSTIE SEUTUTIE VALTATIE MOOTTORITIE Ha 37,3 % 34,9 % 33,3 % 30,9 % La 5,5 % 5,1 % 4,9 % 4,6 % Pa 6,5 % 6,1 % 5,8 % 5,4 % Kaip 18,3 % 16,9 % 13,5 % 9,2 % Kapp 32,4 % 19,4 % 17,5 % 10,9 % Katp - 17,6 % 25,0 % 39,0 % 3) Allokointi keskimääräisen vuorokausiliikenteen (KVL) mukaan: Esimerkkiteiden todelliset KVL-luvut olivat usein valtakunnallisia keskiarvoja alhaisemmat, joten KVL-luvut laskettiin kyseisten tietyyppien valtakunnallisten keskimääräisten vuorokausiliikennemäärien mukaisesti. Tiedot KVL-luvuista saatiin Tiehallinnosta Reijo Prokkolalta ja lukujen jakautuminen ajoneuvojen kesken arvioitiin osittain itse. Kaikkien tietyyppien vuorokausiliikenne jakautuu henkilöautoihin 84,1 %, pakettiautoihin 7,3 % linja-autoihin 1,2 % ja erilaisiin kuorma-autoihin 7,4 % (taulukko 5).
34 33 Taulukko 5. Tutkimuksessa käytetty allokointitapa 3: tiemateriaalien allokointi ajoneuvoluokkien välille keskimääräisen vuorokausiliikenteen mukaan. YHDYSTIE SEUTUTIE VALTATIE MOOTTORITIE Ha 84,1 % 84,1 % 84,1 % 84,1 % La 1,2 % 1,2 % 1,2 % 1,2 % Pa 7,3 % 7,3 % 7,3 % 7,3 % Kaip 3,7 % 3,6 % 3,0 % 2,2 % Kapp 3,7 % 2,3 % 2,2 % 1,5 % Katp - 1,5 % 2,2 % 3,7 % Käytetyt lähteet MIPS-menetelmä on vielä suhteellisen nuori. Kirjallisuus on pääasiassa menetelmän kehittäjän, Wuppertal-instituutin, julkaisemaa ja siten saksan- tai englanninkielistä. Instituutin kotisivuilta (www.mips-online.info) löytyy tietoa menetelmästä ja käynnissä olevista hankkeista. Tässä tutkimuksessa menetelmän tietopohjana käytettiin pääasiassa kahta kirjallista lähdettä: MIPS-laskennan opasta (Ritthoff et al. 2002) sekä menetelmästä kertovaa yleisteosta (Schmidt-Bleek 2000). Tutkimuksessa käytettiin pääasiassa Wuppertal-instituutin julkaisemia MI-kertoimia (Wuppertal Institute 2003), jolloin eri raaka-aineiden ja materiaalien prosessiketjujen selvittäminen ja uusien MI-kertoimien laskeminen ei vienyt aikaa. FIN-MIPS Liikenne -tutkimusprojektin puitteissa laskettiin MI-kertoimet suomalaiselle raidesepelille, eri raekoon kalliomurskeelle, luonnonhiekalle ja sähkölle (Vihermaa 2005). Kaikki tutkimuksessa käytetyt MI-kertoimet ovat liitteessä 1. Kertoimien käyttämisessä joustettiin, jos aivan tarkkaa valmista kerrointa ei materiaalille ollut olemassa. Esimerkiksi muovien kertoimia käytettiin joustavasti, koska lähdetiedosta ei välttämättä aina selvinnyt tarkkaa muovin laatua ja toisaalta eri muovilaatujen kertoimissa ei ole lopputulosten kannalta merkittäviä eroja. Tutkittava aineisto koottiin pääasiassa Tiehallinnon asiantuntijoilta, ajoneuvojen valmistajilta sekä erilaisista julkaisuista kuten tilastoista ja julkaisemattomista hankeasiakirjoista. Jotta laskelmat olisivat mahdollisimman uskottavia, tietojen tulisi perustua aitoihin tiesuunnitelmiin, toteutumaraportteihin ja muihin asiakirjoihin ja toisaalta ajoneuvojen valmistajien tietoihin. Todellisuudessa on kuitenkin osa laskelmista jäänyt arvioiden ja omien tutkimusten varaan. Tieosuuksien viimeisimmät toimenpidetiedot olivat suhteellisen helposti saatavilla, mutta mitä kauemmaksi historiaan mentiin, sen hankalammaksi tietojen saaminen kävi. Pääasia laskemisessa lienee kuitenkin ollut se, että on osattu kokonaisuuden kannalta keskittyä olennaiseen ja jättää pienemmät yksityiskohdat huomiotta. Ajoneuvojen materiaalitiedoista saatiin henkilöauton, rekan veto-osan ja linja-auton tiedot suoraan valmistajilta. Tämän tutkimuksen puitteissa on muutettu ainoastaan jätetietoja, koska Volvon LCA-laskelmat (Volvo 2004a; Volvo 2004b) sisälsivät suuria lukuja ajoneuvojen elinkaarenaikaisista jätemääristä. Niitä ei hyväksytty sellaisenaan tämän tutkimuksen laskelmiin. Loppusijoitettavat jätteet jätettiin laskelmista pois, koska ne kattaisivat myös MIkerrointen sisältämiä materiaaleja. Henkilöauton materiaalitietoihin lisättiin 8 lisävuoden kulutus (valmistaja oli laskenut tiedot 10 vuodelle), koska Suomessa auton elinikä on noin 18
35 34 vuotta. Lisäksi henkilöauton tietoihin on lisätty katalysaattorin sisältämä platina, jota ei ollut alkuperäislähteessä (Schweimer & Levin 2004) mainittu lainkaan. Henkilöauton varsinaisen valmistusprosessin jätteet ja niiden takana oleva materiaalin kulutus arvioitiin itse saman lähteen pohjalta. Rekan perävaunujen materiaalitiedot ovat osaksi valmistajilta, osaksi omaa arviota. Närko Oy Ab:n edustajalta (Wilson 2004) saatiin tutkimuksen käyttöön keskimääräiset vaunun materiaalitiedot ja valmistuksenaikainen veden ja sähkön kulutus. Scanialta saatiin tiedot yrityksen valmistamien vaunujen keskimääräisestä painosta. Muiden tietojen laskennan pohjana täytyi käyttää omia arvioita. Pakettiauton korin tiedot ovat valmistajalta, mutta tuotannon, käytön ja poiston kulutus on laskettu kertomalla henkilöauton tiedot 1,5-kertaisesti. Kerroin on suhteessa sama kuin henkilöauton ja pakettiauton korien painojen suhde. Kevyen kuorma-auton tiedot on arvioitu karkeasti rekan tietojen pohjalta. Koska materiaalitietoja ei ole ollut saatavilla, täytyi arvioita tehdä itse. Kokonaisuuden kannalta asialla ei ole kuitenkaan suurta merkitystä, koska ajoneuvojen materiaalien osuudet koko tieliikenteen MIPS-luvuista ovat hyvin pieniä. Yhdystien eli Tammikosken paikallistien asiakirjat saatiin Hämeen tiepiirin arkistosta. Tien parantamisen tiedot vuosilta saatiin hankeasiakirjoista. Sen sijaan aikaisemman vanhan soratien materiaaliarviot ennen tien perusparannusta arvioitiin itse asiakirjoissa osoitetun tierakenteen kaavion perusteella. Laskelmissa käytettiin apuna Asfalttinormistoa 2000, Rakentajain kalentereita sekä Tiehallinnon ja Tiepiirin ohjeita. Muun muassa päällysteen jako murskeeseen ja bitumiin on tehty Asfalttinormit ohjeiden (Päällystealan neuvottelukunta 1999) mukaan käyttäen PAB-B11 ja B16 arvoja, jolloin massamäärä on 80 kg / m 2 ja bitumin osuus 4,3 massa-%. Päätierumpujen, liikennemerkkien ja suodatinkankaiden tiedot ilmoitettiin asiakirjoissa neliöinä, kappaleina tai metreinä, jolloin tiedot materiaalien tiheyksistä kerättiin Rakentajain kalentereista (Rakennustieto Oy 1998; 1999; 2003) ja tiedot esimerkiksi rumpujen halkaisijoista valmistajien kuten Uponor Oy:n ja Jita Oy:n kotisivuilta. Koska tutkimus oli tarkoitus tehdä mahdollisimman tarkasti, myös pienemmät tien rakenteet kuten liikennemerkit laskettiin, vaikka alun perin voitiinkin olettaa, ettei niillä olisi juurikaan merkitystä lopputuloksen kannalta. Seututien 582 (Lapinlahti-Rautavaara) tiedot saatiin Savo-Karjalan tiepiiristä. Yhteyshenkilönä toimi tiemestari Pertti Hirvi, joka toimitti tutkimuksen käyttöön 1980-luvun rakennussuunnitelmat ja arviot tierakenteen kerroksista. Nämä tiedot saatiin yhdistettynä, joten toimenpiteet ovat laskelmissakin yhdistettynä kokonaisuutena. Toimenpiteitä on tehty linjaukselle myös luvuilla, mutta näiden tietojen etsiminen arkistoista todettiin liian työlääksi. Viimeisin päällystystyö (LTA, laatta) tehtiin tieosuudelle vuonna 1993 ja nämä materiaalitiedot laskettiin Asfalttinormisto 2000:n pohjalta (Päällystealan neuvottelukunta 1999). Olemassa ollut vanha rakenne ennen vuoden 1986 rakenteen parantamista arvioitiin Savo-Karjalan tiepiiristä saadun tierakenne-arvion pohjalta (Hirvi 2004). Samoin tien vanha rakenne 5,5 kilometrin matkalta arvioitiin itse profiilin mukaisesti. Laskelmissa käytettiin apuna myös Rakentajainkalenteria, Tiehallinnon ja Tiepiirin ohjeita ja Tiehallinnon Siltatekniikasta saatuja siltojen ominaistietokortteja. Vaikka laskenta on suoritettu mahdollisimman tarkkaan olemassa olevien tietojen pohjalta, on muistettava, että luvut ja tulokset ovat silti karkeita. Todennäköisesti tarkempia tietoja olisi ollut saatavilla Tiepiirin arkistosta, mutta tämän tutkimuksen puitteissa tietojen hakeminen olisi ollut liian suuritöistä.
36 35 Valtatien tiedot olivat kaikkein vaikeimmin saatavissa ja tiedot kerättiin usealta taholta (Tielaitos 2000a; Tielaitos 2001; Tikkamäki 2004). Tien elinkaarilaskelmissa jouduttiin käyttämään paljon omaa arviota, mikä vaikuttaa laskelmien luotettavuuteen. Arviointien apuna käytettiin moottoritien vastaavia tietoja ja laskelmia. Koska tielinjaus kulkee Salpausselän päällä, materiaalin käyttö on todennäköisesti valtateiden keskiarvoa vähäisempää. Esimerkiksi kallioleikkausten määrä lienee laskelmissa keskimääräistä valtatietä pienempää. Laskettaessa oli muistettava, ettei samoja materiaaleja tule laskea useaan kertaan. Esimerkiksi kalliolouhinnassa syntyvä materiaali käytetään usein tiepenkereisiin, jolloin pengermateriaaleja laskettaessa oli huomioitava, että ulkopuolelta tuotujen materiaalien määrä oli tällöin pienempi. Tämän seikan huomioiminen oli erityisen vaikeaa valtatien 25 kohdalla, jonka asiakirjoissa ei ollut eritelty, mihin leikkausmassat menevät tai mistä täyttömateriaalit tulevat. Laskennat näiltä osin perustuvat omiin arvioihin. Moottoritien eli VT 3 Jutikkala-Kulju välin toteutumaraportit ja asiakirjat saatiin Tampereelta Tieliikelaitokselta. Moottoritien materiaalitietojen laskeminen oli tutkimuksessa kaikkein aikaa vievin osuus, mutta voidaan todeta, että moottoritien laskelmat ovat kaikista tielaskelmista kaikkein luotettavimmat, koska omia arvioita ei laskelmissa juuri tarvinnut käyttää. Raporteissa esitetyt määrät jouduttiin usein itse muuttamaan tonneiksi, jolloin eri materiaalien tiheystiedot selvitettiin Rakentajain kalenterista (Rakennustieto 1998; 1999; 2003). Osa työmääristä kuten putket ja rummut oli ilmoitettu raporteissa metreinä, jolloin materiaalit ja rakenteiden ominaisuudet selvitettiin eri valmistajien tuotelistoilta joko Rakentajain kalentereista tai valmistajien kotisivuilta. Metrit muutettiin kuutioiksi ja materiaalien ominaispainon kautta edelleen tonneiksi. Vaikka laskentakaavakkeesta (liite 11) voidaan nähdä rumpujen ja putkien materiaalien osuuksien olevan olemattomia, on niiden tarkka laskeminen ollut tärkeää kenties tulevien MIPS-laskelmien kannalta. Seuraava tutkija voi keskittyä olennaiseen ja jättää pienempien yksityiskohtien laskemisen vähemmälle. Moottoritieosuudella Jutikkala-Kulju on laaja pehmeikkö, johon on tehty mittavia pohjanvahvistustoimenpiteitä. Tämä jätettiin laskelmista pois, koska sen ei todettu edustavan yleistä ominaisuutta moottoritien materiaalitarkastelussa. Sen sijaan pohjanvahvistustoimenpiteet huomioitiin muiden tielaskelmien tavoin erillisinä tietyypin keskiarvoina. Moottoritien yhden esimerkkiliittymän valaistuksen tiedot yleistettiin koskevaksi myös kuutta muuta liittymää. Liikenteenohjauslaitteiden ja valaistuksen tiedot ilmoitettiin asiakirjoissa kappalemäärinä, jolloin tiedot laitteiden rakenteista ja materiaaleista haettiin muun muassa Tiehallinnon kirjallisista ohjeista (Tiehallinto 2002; Tiehallinto 2004a; Tielaitos 1991a; Tielaitos 1991b). Moottoritien siltatiedot arvioitiin karkeasti siten, että tiedettiin, kuinka paljon terästä ja betonia on kulunut koko moottoritien siltoihin ja tämä luku suhteutettiin yhtä tiemetriä kohden. Laskelmat elinkaaren ja kunnossapidon materiaalin kulutuksesta tehtiin vastaavasti kuin muiden teiden tapauksessa Tietoihin liittyvät epävarmuudet Tien elinkaari on käsitteenä hyvin ristiriitainen. Kuten aiemmin todettua, tien olemassaololle ei ole varsinaisesti loppua, koska Suomessa ei teitä joitakin poikkeuksia lukuun ottamatta pureta. Jos tie linjataan uudelleen tai uusi tie rakennetaan viereen, vanha tie jää olemaan sellaisenaan esimerkiksi yksityistienä tai muuna alempiasteisena tienä. Vuorokausiliikenne ja siten
37 36 palvelusuorite todennäköisesti vähenee ratkaisevasti, mutta käyttöarvoa tielle jää edelleen. Siten tien käyttöikä on laskelmissa jouduttu rajaamaan asiantuntijoiden karkeisiin arvioihin perustuen ja käyttöikä on pyritty valitsemaan mahdollisimman edustavaksi. Toinen tien käyttöikään liittyvä epävarmuustekijä on toimenpiteiden välinen ajallinen sykli, joka on laskelmiin arvioitu asiantuntijalausuntojen perusteella. Se, kuinka usein tien päällystettä pitää uusia tai sen rakennetta parantaa, riippuu luonnonmaantieteellisistä olosuhteista (sijainti maastossa, routa, ilmasto jne.), vuorokausiliikenteen määrästä ja myös tierakenteen ominaisuuksista. Näitä seikkoja ei voinut ottaa laskelmissa huomioon, vaan tutkimuksessa käyttöiän aikaiset toimenpiteet noudattavat tekniseen käyttöikään perustuvia ohjeistuksia. Materiaalitiedot perustuvat hyvin pitkälle hankeasiakirjoista saataviin tietoihin tai kirjallisuuden avulla tehtyihin omiin laskelmiin. Kaikissa asiakirjoissa ei ollut mainintaa, liittyykö hankkeeseen myös yksityisteitä, siltoja, alikulkuja tai esimerkiksi pyörätietä. Tarkoituksena oli, että kaikki materiaalit, joita hankkeen aikana on jouduttu siirtämään pois alkuperäiseltä paikaltaan, olisivat laskelmissa mukana. Esimerkiksi moottoritieosuudella Jutikkala-Kulju hankkeeseen liittyi moottoritietä 36 kilometriä, ramppeja 20 kilometriä, kevyen liikenteen väyliä 17,6 kilometriä ja yksityisteitä 35,2 kilometriä (Tielaitos 2000b). MIPS-menetelmän mukaisesti nämä kaikki siirretyt materiaalimäärät tulee ottaa laskelmiin mukaan, koska niitä on siirretty moottoritien rakentamisen vuoksi. Ajoneuvoista pohjatietoja on toisinaan saatu hyvin yksityiskohtaisesti ja toisinaan laskelmat on perustettu lähinnä omiin arvioihin. Pohjatiedot ovat siis tarkkuudeltaan eri luokkaa. Kokonaisuuden kannalta asialla ei ole suurta merkitystä, koska ajoneuvot muodostavat MIPSluvuista vain kymmenesosan. Vaihteleva tietopohja kannattaa kuitenkin muistaa tuloksia tarkasteltaessa. Jotta teiden MI-luvut kohdistettaisiin oikein palvelusuoritetta kohden, on keskimääräiset vuorokausittaiset liikennemäärät (KVL) määriteltävä oikein. Kun tarkasteluajanjakso on 60 vuotta, ei liikennemäärien voida olettaa olevan samoja koko ajanjakson ajan. Tämä seikka täytyi jättää huomiotta, koska KVL-lukuja 60 vuotta eteen- tai taaksepäin tästä hetkestä on vaikea arvioida. Koska usean esimerkkitien liikennemäärät ovat keskimääräistä alhaisemmat, päätettiin tutkimuksessa käyttää valtakunnallisia KVL:n keskiarvoja. Allokoinnissa käytetyt kolme eri tapaa sisältävät kukin todellisen tiedon lisäksi omia arvioita, joten prosenttilukuja on syytä tarkastella kriittisesti. Erityisesti väyläkustannuksiin perustuvassa allokointitavassa kirjallisen lähteen tietoja tulisi tarkastella yksityiskohtaisemmin, sillä lähteen kustannuslaskelmiin ja siten prosenttilukujen jakaumiin sisältyy uusinvestointien ja korvaus- ja laajennusinvestointien lisäksi kustannuksia muun muassa hallinnollisista investoinneista, poliisien valvonnasta ja maa-alueiden hankinnoista. Kustannusten jakauma sisältää siten tämän tutkimuksen kannalta ylimääräistä tietoa, mikä saattaa heijastua allokointituloksiin. Aihetta olisi syytä tutkia tarkemmin, jos jatkossakin päädytään allokoimaan tien materiaaleja väyläkustannusten mukaisesti. Tutkimus pohjautuu hyvin pitkälle teiden asiakirjoihin, julkaisuihin ja ajoneuvojen valmistajien tietoihin. Nämäkään lähteet eivät ole virheettömiä ja siten on vaarana, että virheet kertautuvat tähänkin tutkimukseen vääristäen tuloksia. Lähdetietojen tarkkuudesta eli siitä, millä mittakaavalla tiedot on kerätty, ei ole tietoa. Tähän asiaan ei voi juuri vaikuttaa, vaikkakin esimerkiksi autojen valmistajat muistuttavat julkaisuissaan virhemahdollisuuksista.
38 37 3 TULOKSET 3.1 Elinkaarilaskelmien tulokset Elinkaarenaikaisen luonnonvarojen kulutuksen (MI) selvittäminen on perustava ja tärkeä osa MIPS-laskentaa. MI-luvut osoittavat sen luonnonvarojen määrän, jonka ajoneuvo tai tie kuluttaa elinkaarensa aikana. MI-luvut esitetään MIPS-konseptin mukaisesti neljässä luokassa: abioottisten eli uusiutumattomien luonnonvarojen kulutuksena, bioottisten eli uusiutuvien luonnonvarojen kulutuksena sekä veden ja ilman kulutuksena. Yksityiskohtaiset laskelmat ovat taulukkomuodossa liitteissä Seuraavassa esitetään eri ajoneuvojen ja teiden MI-arvot eli elinkaarenaikainen materiaalin kulutus tiivistetysti. Jotta lopputuloksena saadaan MIPS-luku, teiden ja niillä kulkevien ajoneuvojen MI-luvut on laskettava yhteen ja jaettava palvelusuoritteella eli tiellä kulkevien henkilöiden ja tavaratonnien lukumäärällä. Tuloksena olevat MIPS-luvut esitetään luvussa Henkilöliikenteen ajoneuvojen MI-luvut Henkilöauton käyttöikä on Suomessa keskimäärin 18 vuotta, jolloin autolla ajetaan noin kilometriä. Henkilöauton elinkaarenaikainen luonnonvarojen kulutus on tiivistetysti taulukossa 6). Tarkemmat laskelmat muun muassa ajoneuvon yksittäisten osien vaatimasta kulutuksesta ovat liitteessä 2. Taulukko 6. Henkilöauton elinkaarenaikainen luonnonvarojen kulutus. HENKILÖAUTON ELINKAARI (käyttö 18 v. ja km) esimerkkiautona VW Golf A4 petrol (paino n. 1 t) MI (kg) abioottinen vesi ilma rungon materiaalit auton valmistus auton käyttö auton poisto YHTEENSÄ: per ajettu kilometri: 0,141 1,974 0,175 Henkilöauto painaa valmistuttuaan noin tonnin, mutta sen valmistamiseen on kaikkiaan kulunut lähes 20 tonnia uusiutumattomia luonnonvaroja (taulukko 6). Henkilöauton runko on pääasiassa terästä ja rautaa (60 %), joista myös rungon MI-luvut pääosin koostuvat (liite 2). Myös sähköosat ja kaapelit, jotka ovat pääasiassa kuparia, vaikuttavat merkittävästi abioottiseen ja veden MI-lukuihin. Neitseellisen alumiinin määrä rungossa vaikuttaa erityisesti veden MIlukuun. Auton raaka-aineista platina on kaikkein eniten luontoa kuluttava materiaali. Platinaa on auton katalysaattorissa vain 2 grammaa, mutta tämän muutaman gramman vuoksi uusiutumatonta eli abioottista luontoa on jouduttu siirtämään 640 kiloa, vettä noin 390 kiloa ja ilmaa noin 30 kiloa. Kuitenkin itse auto runkoineen on vain kolmasosa kaikesta uusiutumatto-
39 38 masta materiaalimäärästä, joka kuluu vuosien aikana ajoneuvon valmistamisesta sen poistoon (kuva 11). Merkittävä osa henkilöauton abioottisten luonnonvarojen kulutuksesta aiheutuu auton käyttövaiheen polttoaineen kulutuksesta. Valmistusprosessin abioottinen kulutus on pääasiassa materiaalihukkaa (teräs ja rauta) ja poiston aikainen kulutus sähköä. Energiantuotannossa ruskohiilen käyttö lisää abioottisten luonnonvarojen kulutusta ja ydinenergia veden kulutusta. Sekä sähkön että polttoaineen tuottaminen vaativat paljon vettä, mikä näkyy suurena veden kulutuksena auton valmistuksen ja käytön veden MI-luvuissa. Ilman MI-luku muodostuu lähinnä polttoaineen kulutuksesta (kuva 11). 100 % 80 % 60 % 40 % auton poisto auton käyttö auton valmistus rungon materiaalit 20 % 0 % abiottinen (kg) vesi (kg) ilma (kg) Kuva 11. Henkilöauton materiaalipanosten jakautuminen elinkaaren eri vaiheisiin. Henkilöliikennettä on henkilöautoliikenteen lisäksi myös linja-autoliikenne, joka kuitenkin luokitellaan raskaaseen liikenteeseen. Linja-auton elinkaarenaikainen materiaalien kulutus on henkilöautoon nähden noin kymmenkertainen (taulukko 7). Linja-autolla ajetaan keskimäärin km elinkaaren aikana (Volvo 2004b). Linja-auton tarkemmat elinkaarta koskevat laskelmat ovat liitteessä 3. Runko on pääasiassa terästä, rautaa ja alumiinia, joista suurin osa rungon abioottisesta MI:sta koostuu. Neitseellisen kuparin käyttö vaikuttaa merkittävästi abioottisten luonnonvarojen kulutukseen, koska yhden kuparikilon työstämiseen vaaditaan noin 350 kg sekä abioottisia luonnonvaroja että vettä. Esimerkkilinja-autossa kierrätetyn materiaalin osuus on lähes kolmasosa rungon materiaaleista. Jos valmista kierrätetyn materiaalin kerrointa ei ole olemassa, kierrätysmateriaalit on jätetty huomiotta. Myös linja-auton materiaalit itsessään aiheuttavat vain pienen osan elinkaaren aikaisesta luonnonvarojen kulutuksesta (kuva 12).
40 39 Taulukko 7. Linja-auton elinkaaren MI-luvut. LINJA-AUTON ELINKAARI (käyttö km) esimerkkinä Volvo 8500 Low Entry (paino n.11 t) MI (kg) abioottinen vesi ilma rungon materiaalit auton valmistus auton käyttö auton poisto YHTEENSÄ: per ajettu kilometri: 0,447 5,434 0,723 Linja-auton valmistuksen, käytön ja poiston aikainen materiaalien kulutus aiheutuu pääasiassa energian, sähkön ja polttoaineiden käytöstä. Linja-auton käyttämä elinkaarenaikainen polttoaineen määrä vaikuttaa hyvin suuresti koko linja-auton elinkaaren aikaisiin MI-lukuihin. Polttoaineen eli dieselin valmistaminen vaatii suuria määriä vettä, mikä on nähtävissä veden MIluvussa auton käytön kohdalla. Ilman MI-luvussa polttoaineen kulutus ilmenee poltettuna happena (kuva 12). 100 % 80 % 60 % 40 % auton poisto auton käyttö auton valmistus rungon materiaalit 20 % 0 % abiottinen (kg) vesi (kg) ilma (kg) Kuva 12. Linja-auton materiaalipanosten jakautuminen elinkaaren eri vaiheisiin Tavaraliikenteen ajoneuvojen MI-luvut Pakettiauton käyttöiäksi arvioitiin 18 vuotta ja noin kilometriä. Tarkkoja tietoja elinkaaresta ja sen aikaisesta eri materiaalien kulutuksesta ei tähän tutkimukseen saatu, mutta arvioitu materiaalien kulutus lienee kuitenkin oikeansuuntainen (taulukko 8). Tarkemmat laskelmat elinkaaren eri vaiheiden kulutuksesta ovat liitteessä 4. Mercedes Benz Sprinterin rungon materiaalipanos johtuu pääasiassa teräksestä ja raudasta (yhteensä 77 %). Valmistuksen ja poiston tiedot on arvioitu puolitoistakertaisina henkilöauton tiedoista.
41 40 Taulukko 8. Pakettiauton elinkaaren MI-luvut. PAKETTIAUTON ELINKAARI (käyttö 18 v. ja km) esimerkkiautona Mercedes Benz Sprinter (paino n. 2 t) MI (kg) abioottinen vesi ilma rungon materiaalit auton valmistus auton käyttö auton poisto YHTEENSÄ: per ajettu kilometri: 0,176 2,472 0,257 Kevyt kuorma-auto on myös materiaalitiedoiltaan pääasiassa arvioitu muiden ajoneuvojen tietojen pohjalta (liite 5). Luvut on arvioitu rekan veto-osan ja pienen perävaunun tiedoista. Taulukko 9 osoittaa, että materiaalien kulutus painottuu käyttövaiheeseen eli polttoaineen kulutukseen. Kuva 13 esittää pakettiauton ja kevyen kuorma-auton abioottisen kulutuksen vierekkäisinä diagrammeina. Vaikka pakettiauton tiedot on arvioitu henkilöauton tiedoista ja kevyen kuorma-auton tiedot rekan tiedoista, huomataan, että kulutus on samansuuntaista eri elinkaaren osa-alueiden kesken. Taulukko 9. Kevyen kuorma-auton materiaalipanokset elinkaaren eri vaiheissa. KEVYEN KUORMA-AUTON ELINKAARI (käyttö km) laskut perustuvat muihin ajoneuvojen tietoihin (paino n. 10 t) MI (kg) abioottinen vesi ilma rungon materiaalit auton valmistus auton käyttö auton poisto YHTEENSÄ: per ajettu kilometri: 0,312 3,874 0,463 Pakettiauto Kevyt kuorma-auto 100 % 80 % 60 % 40 % 20 % auton poisto auton kytt auton valmistus rungon materiaalit 100 % 80 % 60 % 40 % 20 % 0 % abiottinen (kg) vesi (kg) ilma (kg) 0 % abiottinen (kg) vesi (kg) ilma (kg) Kuva 13. Pakettiauton ja kevyen kuorma-auton elinkaaren aikainen luonnonvarojen kulutus jakautuu eri osaalueiden kesken samansuuntaisesti.
42 41 Rekkojen elinkaarenaikainen materiaalien kulutus on esitetty taulukoissa 10 ja 11. Veto-osan materiaalitiedot ovat samat kummassakin ajoneuvotyypissä, koska Volvo FH12:n veto-osaa voidaan käyttää sekä puoliperävaunu- että täysperävaunuyhdistelmissä. Puoliperävaunurekka koostuu veto-osasta sekä suuremmasta perävaunusta ja täysperävaunurekka edellisten lisäksi pienemmästä perävaunusta. Taulukko 10. Puoliperävaunurekan elinkaarenaikainen materiaalien kulutus. PUOLIPERÄVAUNUREKAN ELINKAARI (käyttö km) esimerkkinä Volvo FH 12 -veto-osa ja arvioitu isompi perävaunu (veto-osan paino 7 t, vaunun 9 t) MI (kg) abioottinen vesi ilma veto-osan materiaalit veto-osan valmistus veto-osan käyttö veto-osan poisto perävaunun materiaalit perävaunun valmistus perävaunun poisto YHTEENSÄ: per ajettu kilometri: 0,580 6,773 0,887 Taulukko 11. Täysperävaunurekan elinkaarenaikainen materiaalien kulutus. TÄYSPERÄVAUNUREKAN ELINKAARI (käyttö km) esimerkkinä Volvo FH 12 -veto-osa, Närko Oy:n pienempi perävaunu ja arvioitu isompi vaunu (veto-osan paino 7 t, pienen vaunun 6 t, ison vaunun 9 t) MI (kg) abioottinen vesi ilma veto-osan materiaalit veto-osan valmistus veto-osan käyttö veto-osan poisto pienemmän perävaunun materiaalit perävaunun valmistus perävaunun poisto isomman perävaunun materiaalit perävaunun valmistus perävaunun poisto YHTEENSÄ: per ajettu kilometri: 0,651 7,823 0,897 Veto-osassa on käytetty linja-auton korin tavoin kierrätysmateriaaleja noin 33 % kaikista materiaaleista (liite 6). Suurin osa materiaaleista on terästä ja rautaa, joista abioottinen materiaalipanos pääasiassa koostuu. Neitseellisen kuparin käyttö (8,4 kg) lisää kuitenkin merkittävästi
43 42 sekä abioottisen että veden kulutuksen lukuja. Muovia ja kumia veto-osassa on noin seitsemäsosa, mutta ne aiheuttavat noin kolmasosan veto-osan veden MI-arvosta. Valmistuksen jätemateriaali on arvioitu olevan pääasiassa terästä. Valmistuksen ja poiston materiaalipanos aiheutuu pääasiassa energiankulutuksesta. Perävaunujen rungon materiaalipanos on suurelta osin peräisin teräksen ja alumiinin materiaaleista. Metallien louhinta ja jalostus kuluttaa paitsi abioottisia luonnonvaroja myös merkittäviä määriä vettä ja ilmaa. Yhden alumiinikilon aikaansaaminen vaatii 1000 kiloa vettä, mikä näkyy myös perävaunujen rungon vedenkulutuksessa. Vaunujen laskelmia tarkasteltaessa on huomioitava, että tiedot pohjautuvat hyvin paljon arvioihin ja yleistyksiin. Kuvasta 14 nähdään, että rekkojen materiaalipanos jakautuu eri osa-alueiden kesken samansuuntaisesti. Täysperävaunurekan luonnonvarojen kulutuksessa kahdella perävaunulla on luonnollisesti hieman suurempi osuus kokonaiskulutuksesta kuin puoliperävaunurekan laskelmissa yhdellä perävaunulla. PUOLIPER VAUNUREKKA T YSPER VAUNUREKKA 100 % 100 % 80 % 80 % pervaunujen poisto 60 % 40 % 20 % 0 % abiottinen (kg) vesi (kg) ilma (kg) 60 % 40 % 20 % 0 % abiottinen (kg) vesi (kg) ilma (kg) pervaunujen valmistus pervaunujen materiaali veto-osan poisto veto-osan kytt veto-osan valmistus veto-osan materiaalit Kuva 14. Veto-osan eli rekan käyttö, sisältäen polttoaineen kulutuksen, muodostaa suurimman osan rekkojen elinkaaren aikaisesta luonnonvarojen kulutuksesta. Taulukossa 12 on tiivistetysti esitetty tavaraliikenteen ajoneuvojen elinkaarenaikainen luonnonvarojen kulutus ajettua kilometriä kohden. Veden suuri kulutus muodostuu metallien ja muovien valmistuksesta, polttoaineen valmistuksesta sekä tuotannon ja poiston aikaisesta sähkönkulutuksesta. Tavaraliikenteessä vettä kuluu 2,5 kilosta lähes 8 kiloon jokaista ajettua kilometriä kohden, kun huomioidaan vain ajoneuvo ja sen käyttö ilman infrastruktuuria. Vastaavasti abioottisia luonnonvaroja kuluu noin 0,2 kg 0,7 kg / ajettu kilometri ja ilmaa 0,3 kg 0,9 kg / ajettu kilometri. Taulukko 12. Eri tavaraliikenteen ajoneuvojen materiaalien kulutus on sitä suurempaa, mitä raskaampi ajoneuvo on kyseessä. MI abioottinen kg/ajoneuvo-km MI vesi kg/ajoneuvo-km MI ilma kg/ajoneuvo-km Pa 0,18 2,47 0,26 Kaip 0,31 3,87 0,46 Kapp 0,58 6,77 0,89 Katp 0,65 7,82 0,90
44 Yhdystien MI-luvut Teiden MI-laskelmista on huomioitava, että liitteissä 7-10 esitetyt laskelmat ovat yksikössä t / tiemetri ja tekstin taulukot yksikössä kg / tiemetri. Elinkaarenaikainen kulutus voidaan eritellä tien infrastruktuurin ja toisaalta liikenteen aiheuttamaksi kulutukseksi. Nämä luvut ovat taulukoissa esitetty selkeästi erillään toisistaan. Diagrammeissa esitetty termi tierakenne sisältää jokaisen tien tapauksessa erilaisia toimenpiteitä, mikä tulee huomioida eri teiden tietoja vertailtaessa. Tarkoituksena on ollut esittää se tierakenne, joka tiessä on konkreettisesti tällä hetkellä. Yhdystien laskelmissa tierakenne sisältää vanhan soratien materiaalit, jotka ovat edelleen olemassa päällysteen alla sekä tien parannuksen (v. 2001) kautta lisätyt materiaalit. Yhdystien elinkaarenaikainen kulutus on esitetty tiivistetysti taulukossa 13 ja yksityiskohtaisesti liitteessä 7. Yhdystien infrastruktuurin elinkaarenaikainen luonnonvarojen kulutus kohdistuu pääosin tien rakentamisvaiheeseen (taulukko 13 ja kuva 15). Tien rakenteen parantaminen lisää materiaalien kulutusta parinkymmenen vuoden välein. Rakenteen parantamisella tarkoitetaan toimenpiteitä, joilla parannetaan asfaltin alapuolisia rakennekerroksia. Rakenteen parantamisen abioottiset materiaalit ovat noin 10 % tierakenteen elinkaarenaikaisesta kulutuksesta (kuva 15). Kunnossapidon materiaalien kulutus jää vähäiseksi. Taulukko 13. Yhdystien elinkaarenaikainen luonnonvarojen kulutus. Huomioi, että taulukon MI-luvut ovat yksikköä kg / tiemetri, kun peruslaskelmat liitteessä 8 on laskettu yksikössä t / tiemetri. YHDYSTIE MI/tiemetri elinkaari 60 vuotta: abioottinen (kg) bioottinen (kg) vesi (kg) ilma (kg) tien parantaminen 2001 ja vanha parantamaton rakenne oletus: 20 v. välein uusi päällyste v v oletus: 40 v. rakenteen parantaminen v pohjanrakentamisen materiaalit tiemaalausten energiankulutus hiekoitus kunnossapidon polttoaineen kulutus vuosisadanta n. 625 mm YHTEENSÄ yhdystien liikenne 60 v. aikana: henkilöautot ( autoa/ 60v.) linja-autot ( ajoneuvoa/ 60 v.) pakettiautot ( ajoneuvoa/ 60 v.) kevyet kuorma-autot ( ajoneuvoa/ 60 v.) puoliperävaunurekat ( ajoneuvoa/ 60 v.) YHTEENSÄ Veden kulutus on pääasiassa vuosisadantaa (n. 625 mm / v.) asfaltoidulle pinnalle. MIPSmenetelmässä sade lasketaan silloin mukaan, kun vesi ei pääse esteen kuten asfalttipinnan vuoksi valumaan luonnollista reittiä (Schmidt-Bleek et al. 1998: 49). Infrastruktuurin ilman kulutus aiheutuu energian ja polttoaineen käytöstä muun muassa kalliolouhetta murskattaessa,
45 44 mursketta kuljetettaessa tielinjalle ja betonia valmistettaessa. Liitteenä 1 olevasta MIkertoimien listasta selviää, kuinka paljon ilmaa kuluu kutakin materiaalia valmistettaessa. 100 % 90 % 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % 0 % abioottinen (kg) bioottinen (kg) vesi (kg) ilma (kg) sadanta liikenne pohjanrakentamisen materiaalit rakenteen parantaminen uusi päällyste tierakenne * * vanha soratie + tien parannus v Kuva 15. Yhdystien abioottisten luonnonvarojen kulutuksen jakautuminen osoittaa, että tien merkittävin materiaalipanos syntyy tien rakentamisvaiheessa. Kunnossapidon materiaalipanoksen osuus jää vähäiseksi. Yhdystien liikenteestä suurin osa (n. 80 %) on henkilöautoliikennettä. Raskas liikenne on pääasiassa kevyempää kalustoa ja raskainta liikennettä (täysperävaunullista liikennettä) ei ole arvioitu olevan tällä vähäliikenteisimmällä tieluokalla lainkaan. Metsätalouteen liittyvät ajoneuvot on rinnastettu puoliperävaunurekkoihin. Liikenteen osuus yhdystien elinkaarenaikaisesta ilman kulutuksesta on erittäin merkittävä (kuva 15). Liikenteen veden kulutus on peräisin pääasiassa ajoneuvojen valmistuksen vaatimasta veden kulutuksesta ja ilman kulutus tarkoittaa pääasiassa polttoaineiden polttamisessa kulutettua happea Seututien MI-luvut Seututien elinkaarenaikainen kulutus on esitetty tiivistetysti taulukossa 14 ja yksityiskohtaisesti liitteessä 8. Yhdystien luonnonvarojen kulutukseen verrattuna seututien tierakenne vaatii 60 vuodessa noin 20 tonnia enemmän uusiutumattomia luonnonvaroja (taulukko 14). Seututien liikennemäärä on yhdystietä suurempi, joten päällysteen ja rakenteen parantamisia tehdään hieman useammin kuin yhdystiellä. Myös pohjanvahvistusmenetelmiä käytetään seututiellä enemmän kuin yhdystiellä. Vaikka seututie sisältää kevyen liikenteen väyliä valaistuksineen ja muutaman sillan, nämä eivät juuri näy materiaalipanoksessa (liite 8). Bioottisten luonnonvarojen, veden ja ilman kulutuksessa ei ole suuria eroja yhdys- ja seututeiden välillä. Esimerkiksi bioottisten luonnonvarojen kulutus on lähes samansuuruista, sillä tiet ovat yhtä leveitä ja tien rakentamisen alta on poistettu likimain sama määrä biomassaa.
46 45 Valtateihin verrattuna materiaalinen kulutus jää vähäiseksi, sillä teiden rakenteet ovat yksinkertaisia ja tieprofiilit seurailevat maastonmuotoja. Taulukko 14 Luonnonvarojen kulutus seututien elinkaaren aikana. SEUTUTIE 582 MI/tiemetri elinkaari 60 vuotta: abioottinen (kg) bioottinen (kg) vesi (kg) ilma (kg) v pohjarakenne, uusi päällyste ('93) ja vanha rakenne oletus: 15 v. välein uusi päällyste v v oletus: n. 30 v. rakenteen parantaminen v pohjanrakentamisen materiaalit tiemaalausten energiankulutus valaistuksen energiankulutus hiekoitus kunnossapidon polttoaineen kulutus vuosisadanta n. 625 mm YHTEENSÄ seututien liikenne 60 v. aikana: henkilöautot ( autoa/ 60v.) linja-autot ( ajoneuvoa/ 60 v.) pakettiautot ( ajoneuvoa/ 60 v.) kevyet kuorma-autot ( ajoneuvoa/ 60 v.) puoliperävaunurekat ( ajoneuvoa/ 60 v.) täysperävaunurekat ( ajoneuvoa/ 60 v.) YHTEENSÄ % 90 % 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % 0 % abioottinen (kg) bioottinen (kg) vesi (kg) ilma (kg) sadanta liikenne valaistuksen energiankulutus pohjanrakentamisen materiaalit rakenteen parantaminen uusi pllyste tierakenne * * vanha pohjarakenne luvun suuntauksen ja rakenteen parantaminen ja v uusi päällyste Kuva 16. Seututien MI-lukujen jakautuminen eri osa-alueisiin.
47 46 Seututien tierakenteen lukuihin on laskettu vanha pohjarakenne, jonka on oletettu olleen tiessä ennen 1980-luvun toimenpiteitä. Lisäksi rakenteeseen on laskettu 1980-luvun suuntauksen ja rakenteen parantamiset sekä vuoden 1993 päällystys. Uuden päällysteen tie saa noin 15 vuoden välein, mutta päällystystoimenpiteistä aiheutuva luonnonvarojen kulutus on pientä (kuva 16). Sen sijaan rakenteen parantaminen, joka pitää sisällään uuden murskekerroksen ja päällysteen, lisää abioottisten luonnonvarojen käyttöä 30 vuoden välein noin neljällä tonnilla (taulukko 14). Vettä kuluu paitsi tietä rakennettaessa myös kevyen liikenteen väylien valaistukseen, vaikka sadevesi muodostaakin suurimman osan veden kulutuksen MI-luvusta (kuva 16) Valtatien MI-luvut Valtatien tarkat elinkaarilaskelmat ovat liitteessä 9 ja laskelmien yhteenvedot taulukossa 15. Tarkasteltu tielinjaus, valtatie 25, edustaa rakenteensa puolesta varsin yksinkertaista tietä, koska Hanko-Skogby väli on rakennettu Salpausselälle ja sen päällysteisiin on paikoin käytetty kierrätettyä materiaalia. Elinkaarensa aikana metri tietä kuluttaa sekä tielinjauksen että liikenteen kautta lähes 150 tonnia abioottisia luonnonvaroja, mikä on 2,5-kertainen seututien kulutukseen verrattuna (taulukko 15). Liikenteen osuus abioottisen kulutuksen luvusta on noin 10 %, veden kulutuksesta yli 20 % ja ilman kulutuksesta yli 90 % (kuva 17). Taulukko 15. Valtatie kuluttaa elinkaarensa aikana lähes 150 tonnia abioottista luontoa tiemetriä kohden. VALTATIE 25 MI/tiemetri elinkaari 60 vuotta: abioottinen (kg) bioottinen (kg) vesi (kg) ilma (kg) tien parantaminen v ja vanha rakenne oletus: valtatien päällysteen korjauksia v. 2011, pintaus/ remixer v. 2031, pintaus/ remixer v. 2051, pintaus/ remixer oletus: ohut uudelleen päällystys, LTA v v v pohjanrakentamisen materiaalit tiemaalausten energiankulutus valaistuksen energiankulutus hiekoitus suolaus kunnossapidon polttoaineen kulutus vuosisadanta n. 625 mm YHTEENSÄ valtatien liikenne 60 v. aikana: henkilöautot ( autoa/ 60v.) linja-autot ( ajoneuvoa/ 60 v.) pakettiautot ( ajoneuvoa/ 60 v.) kevyet kuorma-autot ( ajoneuvoa/ 60 v.) puoliperävaunurekat ( ajoneuvoa/ 60 v.) täysperävaunurekat ( ajoneuvoa/ 60 v.) YHTEENSÄ
48 47 Valtatien tierakenne käsittää tässä ennen vuotta 2000 olevan rakenteen sekä vuoden 2001 perusparannuksen ja uudelleenlinjauksen. Tierakenteen abioottisten luonnonvarojen kulutus painottuu lähes kokonaan tien rakentamisvaiheeseen. Päällystyksistä osa suoritetaan vilkasliikenteisillä teillä remix uusiomenetelmällä (REM), jolloin vanha rouhittu asfaltti sekoitetaan uuteen massaan. Tällöin säästyy materiaalia. Vilkasliikenteisille teille ei 60 vuoden aikana tehdä raskasta rakenteen parantamista. Nämä tiet mitoitetaan jo alun perin kestämään suurempaa kuormitusta kuin vähäliikenteiset tiet. Kunnossapidon materiaalimäärät ovat niin vähäisiä, ettei niillä ole suurta merkitystä kokonaisuuden kannalta. Tielinjan veden kulutus muodostuu tien rakennusvaiheen kulutuksesta, valaistuksesta ja vuosisadannasta. Tieliikenteen veden kulutuksesta suurimman osan muodostavat henkilöautoliikenteen polttoaineen tuotanto ja käyttö. Ilman kulutus on peräisin muiden esimerkkiteiden tavoin lähinnä liikenteen polttoaineen kulutuksesta (kuva 17). Pieni määrä ilmaa kuluu tievalaistuksen vaatiman sähkön tuotannossa. 100 % 90 % 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % 0 % abioottinen (kg) bioottinen (kg) vesi (kg) ilma (kg) sadanta liikenne valaistuksen energiankulutus pohjanrakentamisen materiaalit uusi päällyste, LTA uusi päällyste, remix tierakenne * * vanha rakenne + vuoden 2001 perusparannus ja uudelleenlinjaus Kuva 17. Valtatien MI-lukujen jakautuminen eri tekijöihin. Valtatien lukuja verrattaessa yhdystien lukuihin voidaan todeta materiaalipanoksen suurenevan tien rakenteen tullessa raskaammaksi ja liikennemäärien kohotessa. Toisaalta myös liikenteen prosentuaalinen osuus kaikesta tien kulutuksesta kasvaa liikennemäärien kasvaessa. Erityisesti liikenteen abioottisten luonnonvarojen ja veden kulutuksen osuudet kohoavat liikennemäärien lisääntyessä.
49 Moottoritien MI-luvut Moottoritien materiaalipanosten tarkat laskelmat ovat liitteenä 10 ja tiivistetyt laskelmat taulukossa 16. Moottoritien tielinjauksen abioottisten luonnonvarojen kulutus on viisinkertainen valtatien kulutukseen nähden. Materiaalien kulutuksen suuri ero valtatiehen verrattuna johtuu tien leveydestä, ramppien ja siltojen suuresta määrästä ja raskaasta tierakenteesta. Moottoritiellä on kaksi kaistaa kummallakin ajoväylällä ja ajoväylienkin välissä on 6,5 15 metrin levyinen suoja-alue. Moottoritien tiealueen leveys vaihtelee metrin välillä sisältäen itse tien lisäksi meluvalleja, riista-aitoja, valaistusta ja liikenteenohjauslaitteita. Taulukko 16. Moottoritien materiaalien kulutus 60 vuoden aikana. MOOTTORITIE MI/tiemetri elinkaari 60 vuotta: abioottinen (kg) bioottinen (kg) vesi (kg) ilma (kg) tien rakentaminen v oletus: moottoritien päällysteen korjauksia v. 2006, pintaus/ remixer v. 2012, pintaus/ remixer v. 2026, pintaus/ remixer v. 2032, pintaus/ remixer v. 2046, pintaus/ remixer v. 2052, pintaus/ remixer oletus: ohut uudelleen päällystys, LTA v v v pohjanrakentamisen materiaalit tiemaalausten energiankulutus valaistuksen energiankulutus hiekoitus suolaus kunnossapidon polttoaineen kulutus vuosisadanta n. 625 mm YHTEENSÄ: moottoritien liikenne 60 v. aikana: henkilöautot ( autoa/ 60v.) linja-autot ( ajoneuvoa/ 60 v.) pakettiautot ( ajoneuvoa/ 60 v.) kevyet kuorma-autot ( ajoneuvoa/ 60 v puoliperävaunurekat ( ajoneuvoa/ 60 v.) täysperävaunurekat ( ajoneuvoa/ 60 v.) YHTEENSÄ Moottoritien rakentamisen aikaisesta abioottisten materiaalien kulutuksesta 90 % (yli 600 tonnia / tiemetri) muodostuu maaleikkausten ja kallioleikkausten massoista (liite 10). Siten kaikki muu tierakenteeseen liittyvä materiaali muodostaa vain 10 % koko tierakenteen materiaaleista. Erityisesti moottoritien laskelmat osoittavat, että tuloksiin vaikuttaa merkittävästi, ovatko täyttömassat, meluvallien ja tien rakennekerrosten massat tielinjalta vai ulkoapäin tuotuja. Esimerkkihankkeessa suurin osa maa- ja kallioleikkauksista on käytetty tien eri rakenne-
50 49 osiin. Kaikki bioottinen kulutus on pintamaan poistoa tielinjauksen alta. Tien veden ja ilman kulutus ovat pääasiassa erilaisten muovien, betonin ja murskeen valmistuksesta. Valtatien tavoin myös moottoritie päällystetään noin kuuden vuoden välein. Kahtena peräkkäisenä päällystyskertana käytetään uusiomenetelmiä, mutta parinkymmenen vuoden välein tie saa kokonaan uudesta asfalttimassasta tehdyn päällysteen. Moottoritie ei tarvitse rakenteen parantamista 60 vuoden aikana. Kunnossapidon eli hiekoituksen, suolauksen ja aurauksen materiaalien kulutus on hyvin vähäistä kokonaisuuteen verrattuna. Moottoritien liikenne vaikuttaa merkittävästi niin abioottiseen, veden kuin ilmankin MIlukuun (kuva 18). Kuten ajoneuvojen MI-luvuista nähtiin, liikenteen luvut ovat pääasiassa käytön aikaisesta kulutuksesta eli käytetystä polttoaineesta. Liikenteen abioottisesta luvusta henkilöautoliikenteen osuus on 67 % ja rekkaliikenteen osuus 19 %. Vähäliikenteisen tien elinkaaren materiaalit ovat pääasiassa tierakenteesta, kun taas vilkasliikenteisillä teillä elinkaaren aikaisessa luonnonvarojen kulutuksessa korostuu liikenteen osuus. Liikenteen vaikutus tien elinkaarenaikaiseen materiaalien kulutukseen on sitä suurempi, mitä vilkasliikenteisempi tie on kyseessä. 100 % 90 % sadanta 80 % 70 % 60 % 50 % liikenne valaistuksen energiankulutus 40 % 30 % 20 % 10 % 0 % pohjanrakentamisen materiaalit uusi pllyste, LTA uusi pllyste, remix abioottinen (kg) bioottinen (kg) vesi (kg) ilma (kg) tierakenne * * kokonaan uusi tielinjaus Kuva 18. Liikenteen vaikutus tien elinkaarenaikaiseen materiaalien kulutukseen on sitä suurempi, mitä vilkasliikenteisempi tie on kyseessä.
Suomen yleisten teiden ja tieliikenteen luonnonvarojen kulutus - tutkimusmenetelmänä MIPS
Suomen yleisten teiden ja tieliikenteen luonnonvarojen kulutus - tutkimusmenetelmänä MIPS Helsingin yliopisto Maantieteen laitos Luonnonmaantiede pro gradu tutkielma syksy 2004 Kaisa Pusenius HELSINGIN
Liitteet. Liite 1. Liikenneinfrastruktuurin MI lukuja ja yleistyksiä. Valtatien elinkaaren aikainen luonnonvarojen kulutus ilman liikennettä.
Liitteet Liite 1 Liikenneinfrastruktuurin MI lukuja ja yleistyksiä Valtatien elinkaaren aikainen luonnonvarojen kulutus ilman liikennettä. Lentoliikennealueiden MI luvut. Helsinki Vantaan ja Jyväskylän
Luonnonvarojen kulutus paikallisessa liikenteessä Menetelmänä MIPS
LIIKENNE- JA VIESTINTÄMINISTERIÖN JULKAISUJA 14/2006 Liikenne Luonnonvarojen kulutus paikallisessa liikenteessä Menetelmänä MIPS Helsinki, 2006 KUVAILULEHTI Julkaisun päivämäärä 3.3.2006 Tekijät (toimielimestä:
S u o m e n y m p ä r i s t ö 820 Satu Lähteenoja Michael Lettenmeier Arto Saari LiikenneMIPS Suomen liikennejärjestelmän luonnonvarojen kulutus HELSINKI 2006........................... Y M P Ä R I S T
Luonnonvarojen kulutus Suomen rautatieliikenteessä (RautatieMIPS)
LIIKENNE- JA VIESTINTÄMINISTERIÖN JULKAISUJA 56/2005 Liikenne Luonnonvarojen kulutus Suomen rautatieliikenteessä (RautatieMIPS) Liikenne- ja viestintäministeriö Helsinki, 2005 KUVAILULEHTI Julkaisun päivämäärä
LIIKENNE- JA VIESTINTÄMINISTERIÖN JULKAISUJA 57/2005 Liikenne Luonnonvarojen kulutus Suomen lentoliikenteessä (LentoMIPS) Liikenne- ja viestintäministeriö Helsinki, 2005 KUVAILULEHTI Julkaisun päivämäärä