Euroopan unionin kestävyyskriteerien soveltuvuus liikenteen biopolttoaineiden kasvihuonekaasuvaikutusten arviointiin

Euroopan unioni on niin sanotussa RES-direktiivissä asettanut tavoitteet uusiutuvan energian käytön lisäämiseksi 10 %:iin liikenteen energian kulutuksesta kaikissa jäsenmaissa vuoteen 2020 mennessä. Eräs näistä uusiutuvan energian muodoista on biopolttoaineet. Tässä työssä testataan RES-direktiivissä esitettyä laskentamenetelmää biopolttoaineiden tuotannon ja käytön kasvihuonekaasupäästöjen arviointiin. Esimerkkitapauksena on yhdyskuntien ja teollisuuden jätemateriaalia raaka-aineena käyttävän jäte-etanoliprosessin ja siihen yhdistetyn sähköä ja lämpöä tuottavan CHP-laitoksen päästölaskenta. Laskennan yhteydessä käy ilmi RES-direktiivin laskentamenetelmän tulkinnanvaraisuus. Laskentamenetelmän perusteella järjestelmäraja voidaan asettaa usealla eri tavalla, jolloin saadut päästövähennystulokset vaihtelevat huomattavasti eri tulkintavaihtoehtojen välillä. Jäte-etanolin tapauksessa tulokset ovat myös hyvin riippuvaisia jätemateriaalille määritellystä päästökertoimesta. Laskennan perusteella voidaankin sanoa, että RES-direktiivin laskentamenetelmällä saadut päästövähennystulokset biopolttoaineille ovat hyvin epävarmoja ja riippuvat sekä laskennan lähtöoletuksista että direktiivin tulkintatavasta. RES-direktiivin laskentamenetelmää voidaan myös pitää hyvin suppeana lähestymistapana biopolttoaineiden kasvihuonekaasuvaikutusten arviointiin. Tarkastelua tehdään suppealla järjestelmärajalla ja esimerkiksi biopolttoaineketjujen aiheuttamat epäsuorat ilmastovaikutukset jäävät huomioimatta. RES-direktiivin laskentamenetelmä perustuu perinteiseen staattiseen elinkaariarviointiin eli syytarkasteluun eikä sovellu arvioimaan muutosta. Ilmastomuutoksen hillinnän haastavuuden ja kiireellisyyden vuoksi biopolttoaineiden ilmastovaikutuksia tulisi kuitenkin arvioida myös laajemmin muutostarkasteluna, ja verrata biopolttoaineiden avulla saatuja päästövähennyksiä muilla keinoin saavutettuihin päästövähennyksiin. Näin voitaisiin paremmin arvioida sitä, mitkä keinot soveltuvat parhaiten nopeiden päästövähennysten saavuttamiseen.

Kansallisen energia- ja ilmastopolitiikan toteuttaminen puolustushallinnossa

Tässä diplomityössä selvitetään kansallisen energia- ja ilmastopolitiikan toteuttamiseen vaikuttavia tekijöitä puolustushallinnossa. Tavoitteena on tunnistaa, minkälaisia haasteita ja edellytyksiä toteuttamiseen liittyy ja minkälaisia toimenpiteitä ja päätöksiä politiikan toteuttaminen hallinnossa edellyttää. Tutkimuskysymyksiä lähestytään strategiakirjallisuuden, olemassa olevan tutkimustiedon sekä kvalitatiivisen haastattelututkimuksen kautta. Tutkimuksen tarkoitus on edesauttaa hallinnon oman energia- ja ilmastostrategian laadintaa sekä toimia johdon työkaluna toteuttamispäätösten tekemisessä. Merkittävimmiksi toteuttamiseen vaikuttaviksi tekijöiksi tunnistettiin resursointikysymykset, johdon sitoutuminen sekä puolustustoimialan erityispiirteet. Lisäksi vaikutuksia tunnistettiin olevan muun muassa kiinteistö- ja energiasopimusjärjestelyillä, asenteilla sekä puolustusvoimauudistuksella. Kirjallisuuskatsauksen teoreettisille käsitteille löydettiin pitkälti vastineet empiirisestä tutkimuksesta, mutta osa haasteista nousi esiin nimenomaan puolustushallinnon toimintaympäristöstä. Osa tuloksista on yleistettävissä laajemmin energia- ja ilmastotoimenpiteille, valtiosektorille ja muille toimialoille. Saatujen tulosten perusteella on mahdollista määrittää reunaehdot hallinnonalan oman energia- ja ilmasto-ohjelman laadinnalle sekä ennakoida toteuttamisedellytyksiä. Ohjelman toteuttamista tukevina jatkotoimenpide-ehdotuksina esitetään yhteistyöverkoston yhteistä julkista sitoutumista energia- ja ilmastopolitiikan edistämiseen, konkreettisten toimintaohjelmien laatimista sekä tietoisuuden kasvattamista toiminnan ilmastovaikutuksista ja ilmastonmuutoksen vaikutuksista toimintaan viestinnän ja seurantajärjestelmien keinoin sekä osana päätöksentekoprosesseja.

Potential economic effects of climate change on Finnish agriculture

Selostus: Ilmastonmuutoksen taloudelliset vaikutukset suomalaiseen maatalouteen

Climate driven changes in temperature, pH and food quality : effects on copepod reproduction

Increased emissions of greenhouse gases into the atmosphere are causing an anthropogenic climate change. The resulting global warming challenges the ability of organisms to adapt to the new temperature conditions. However, warming is not the only major threat. In marine environments, dissolution of carbon dioxide from the atmosphere causes a decrease in surface water pH, the so called ocean acidification. The temperature and acidification effects can interact, and create even larger problems for the marine flora and fauna than either of the effects would cause alone. I have used Baltic calanoid copepods (crustacean zooplankton) as my research object and studied their growth and stress responses using climate predictions projected for the next century. I have studied both direct temperature and pH effects on copepods, and indirect effects via their food: the changing phytoplankton spring bloom composition and toxic cyanobacterium. The main aims of my thesis were: 1) to find out how warming and acidification combined with a toxic cyanobacterium affect copepod reproductive success (egg production, egg viability, egg hatching success, offspring development) and oxidative balance (antioxidant capacity, oxidative damage), and 2) to reveal the possible food quality effects of spring phytoplankton bloom composition dominated by diatoms or dinoflagellates on reproducing copepods (egg production, egg hatching, RNA:DNA ratio). The two copepod genera used, Acartia sp. and Eurytemora affinis are the dominating mesozooplankton taxa (0.2 – 2 mm) in my study area the Gulf of Finland. The 20°C temperature seems to be within the tolerance limits of Acartia spp., because copepods can adapt to the temperature phenotypically by adjusting their body size. Copepods are also able to tolerate a pH decrease of 0.4 from present values, but the combination of warm water and decreased pH causes problems for them. In my studies, the copepod oxidative balance was negatively influenced by the interaction of these two environmental factors, and egg and nauplii production were lower at 20°C and lower pH, than at 20°C and ambient pH. However, presence of toxic cyanobacterium Nodularia spumigena improved the copepod oxidative balance and helped to resist the environmental stress, in question. In addition, adaptive maternal effects seem to be an important adaptation mechanism in a changing environment, but it depends on the condition of the female copepod and her diet how much she can invest in her offspring. I did not find systematic food quality difference between diatoms and dinoflagellates. There are both good and bad diatom and dinoflagellate species. Instead, the dominating species in the phytoplankton bloom composition has a central role in determining the food quality, although copepods aim at obtaining as a balanced diet as possible by foraging on several species. If the dominating species is of poor quality it can cause stress when ingested, or lead to non-optimal foraging if rejected. My thesis demonstrates that climate change induced water temperature and pH changes can cause problems to Baltic Sea copepod communities. However, their resilience depends substantially on their diet, and therefore the response of phytoplankton to the environmental changes. As copepods are an important link in pelagic food webs, their future success can have far reaching consequences, for example on fish stocks.

Bumblebees in a Changing Climate: Evaluating the Effects of Temperature on Queen Performance

Bumblebees are a very essential group of pollinating insects, but their populations have declined drastically during the past decades. We need to understand why their numbers are decreasing and what can be done to reverse this trend. Climate change-related phenomena, such as changes in the overwintering temperatures and spring conditions, are among the most prominent threats to bumblebees. Queens have a special role in the lifecycle of bumblebees because they overwinter and start new colonies the next year. Their successful performance: survival, overwintering ability, longevity, immune competence, and nest establishing capability in spring, is highly important for bumblebee populations. However, the effects of climate change on bumblebee queen performance remain unknown. The main objective of this thesis was to assess how temperature affects the performance of bumblebee queens during and after overwintering. The effects of warm temperature predicted by climate change scenarios on queen survival and stress-tolerance were studied by a four-month artificial diapause of bumblebee queens at two temperatures (9°C and 1.8°C). Bumblebee colonies were also reared in a laboratory and factors affecting colony characteristics were examined. In addition, queen performance during spring was studied in a starvation experiment using two temperatures (15°C as normal; 24°C as warmer than average) and queens collected from nature right after their emergence. My research revealed how temperature affects queen performance, and queen size was found to be an important factor determining the direction of some of these effects. We found a 0.4g weight threshold for bumblebee queens to be able to survive overwintering. In addition, during mild winters, larger queens have a higher chance than smaller ones to survive through winter and also to cope with immunological stresses after overwintering. During cold conditions, which are normal in the current climatic situation, this advantage disappears. In the spring starvation experiment, the starved queens survived approximately eight days longer in 15°C than in 24°C, which means that starvation risk rises significantly with increasing spring temperature, in a situation where food is scarce due to for example frost damage or asynchrony between bumblebees and their important food plants. These results could mean that in the future climate, larger queens are better able to survive the winter, initiate their nests and start rearing their offspring. This may be problematic, because I also detected two alternative strategies of colony development that differ between large and small queens; larger queens start to lay eggs earlier at nest initiation, their colonies mature later, they produce more workers, and they have a more strongly male biased sex allocation compared with smaller queens. If larger queens have a greater change of producing offspring after a mild winter, this could lead to a significant decline in the total production of new queens at a population level. Thus, it seems that queen size could act as one mechanism regulating the population level outcomes in different temperatures. The new information presented in my thesis reinforces that basic research, monitoring, and local species conservation of bumblebees both in Finland and globally must be increased to ensure that this highly important pollinator group survives in the face of climate change.

The effects of prolonged exposure to elevated temperatures and elevated CO2 levels on the growth, yield and dry matter partitioning of field-sown meadow fescue

Selostus: Kohotetun lämpötilan ja kohotetun CO2-pitoisuuden vaikutukset peltoon kylvetyn nurminadan kasvuun, satoon ja kuiva-aineen jakautumiseen

New Climate Change Related EC Directives and Their Interrelations to Green Electricity and Certificate Practices

Työn päätavoite on tutkia vihreän sähkön ja sertifikaattien kaupan ja EY:n uusien ilmastonmuutosta koskevien direktiivien ja direktiiviehdotusten välisiä yhteyksiä. Tutkimuksessa käsitellään direktiiviä sähköntuotannosta uusiutuvilla energialähteillä ja direktiiviehdotuksia Euroopan Unionin alueen päästökaupasta sekä yhdistetyn sähkön ja lämmön tuotannon lisäämisestä. Työ keskittyy erään suomalaisen metsäteollisuusyrityksen toimiin ilmastonmuutoksen hidastamiseksi. Tutkimus keskittyy pääosin EU:n suunnitelmaan aloittaa Unionin jäsenvaltioiden välinen päästökauppa, koska tämä järjestelmä tulee toteutuessaan olemaan teollisuuden kannalta merkittävä. Tilannetta on analysoitu neljän sellu- ja paperitehtaan hiilidioksidipäästölaskelmien avulla. Työssä kehitettyjä laskumalleja voidaan käyttää avuksi yhtiön muilla tehtailla. Tämän lisäksi työssä on luotu malli energiainvestointien arvioimiseksi tulevaisuudessa ottamalla päästöoikeuden hinnan vaikutus huomioon. Päästökaupan vaikutukset pohjoismaisilla vapautuneilla sähkömarkkinoilla on analysoity, koska teollinen sähkönhankinta on suuresti riippuvainen tästä markkinasta. Suomen metsäteollisuuden oma yhdistetty sähkön ja lämmön tuotanto erityisesti uusiutuvista energialähteistä tulee olemaan entistäkin tärkeämpää tiukentuvassa toimintaympäristössä. Tällä hetkellä on käynnissä kokeilu lisäarvon saamiseksi omalle sähköntuotannolle. Tällä haetaan kokemuksia ja valmiutta tulevaa päästökauppaa varten.

Climate Change and Ethics of Geoengineering -- Implications Of Climate Emergency Ethics

Global climate change and intentional climate modification, i.e. geoengineering include various ethical problems which are entangled as a complex ensemble of questions regarding the future of the biosphere. The possibilities of catastrophic effects of climate change which are also called “climate emergency” have led to the emergence of the idea of modifying the atmospheric conditions in the form of geoengineering. The novel issue of weather ethics is a subdivision of climate ethics, and it is interested in ethical and political questions surrounding weather and climate control and modification in a restricted spatio-temporal scale. The objective of geoengineering is to counterbalance the adverse effects of climate change and its diverse corollaries in various ways on a large scale. The claim of this dissertation is that there are ethical justifications to claim that currently large-scale interventions to the climate system are ethically questionable. The justification to pursue geoengineering on the basis of considering its pros and cons, is inadequate. Moral judgement can still be elaborated in cases where decisions have to be made urgently and the selection of desirable choices is severely limited. The changes needed to avoid severe negative impacts of climate change requires commitment to mitigation as well as social changes because technical solutions cannot address the issue of climate change altogether. The quantitative emphasis of consumerism should shift to qualitative focus on the aspiration for simplicity in order to a move towards the objective of the continuation of the existence of humankind and a flourishing, vital biosphere.