Elinkaariajattelulla tarkoitetaan, että riskejä tai ympäristö- tai terveysvaikutuksia arvioitaessa ei rajoituta tuotteen mahdollisiin välittömiin ympäristö- tai terveysvaikutuksiin, vaan huomioon otetaan tuotteen koko tuotantoketjun ympäristökuorma.
Kestävällä kehityksellä puolestaan tarkoitetaan, että ihminen, ympäristö ja talous otetaan tasavertaisesti huomioon päätöksenteossa ja toiminnassa. Talouden kasvuun ei tule pyrkiä keinoilla, joilla on kohtuuttomasti kielteisiä vaikutuksia ihmiseen ja ympäristöön. Kestävän kehityksen periaate on yksi toiminnan jatkuvuuden tae, sillä kohtuuton resurssien käyttö päättää toiminnan nopeasti.
Ympäristötietoisuuden kasvaessa yritykset ja niiden asiakkaat kiinnittävät jatkuvasti enemmän huomiota tuotteiden ja palvelujen ympäristövaikutuksiin. Viime aikoina on alettu kiinnittää huomiota myös digitaalisten tuotteiden ympäristövaikutuksiin.
Yhtäältä digitalisaatio ja digitaalinen transformaatio voidaan nähdä kestävän kehityksen kannalta myönteisenä kehityskulkuna. Tämä johtuu siitä, että digitalisaatiolla tavoitellaan fyysisten tuotteiden korvaamista digitaalisilla ratkaisuilla, kuten digipalveluilla. Ajatellaan, että digitaalisilla palveluilla vähennetään fyysisen tuotannon hiilijalanjälkeä, koska digipalvelut ovat aineettomia. Toisaalta myös digitaalisten palveluiden tuottamisella on hiilijalanjälki läpi niiden elinkaaren. Kokonaisuutena ICT-ala kuluttaa paljon energiaa ja materiaaleja, mutta sillä voidaan mahdollisesti myös ratkaista ilmasto- ja ympäristöhaasteita. (Ojala et al. 2020, s. 22–23)
Hiilijalanjälki ja hiilikädenjälki
Hiilijalanjälki on mittari, jolla kuvataan tuotteen tai palvelun koko elinkaaren aikana syntyvää ilmastokuormaa, kuten kasvihuonekaasupäästöjä. Digitaalisen palvelun tuottamisesta syntyvät kasvihuonekaasupäästöt lasketaan palvelun energiankulutuksen perusteella.
- ISO 14067 -standardissa määritellään menetelmät, joita käytetään hiilijalanjäljen laskemiseen ja raportointiin. Hiilijalanjäljen laskennan vaiheet ovat vastaavat kuin elinkaarianalyysin standardeissa ISO 14040 ja 14044.
- Kaikkien energiatuotannon muotojen rakentamiseen ja lopulta purkamiseen tarvitaan materiaaleja ja energiaa. Päästöjen suuruus riippuu materiaalien ja energian määristä ja tuotantomuodoista. Päästöt lasketaan tuotettua energiayksikköä kohti.
Hiilikädenjälki puolestaan kuvaa tuotteen, palvelun tai yrityksen toiminnan positiivisia ympäristövaikutuksia. Nämä positiiviset vaikutukset pienentävät toisen toimijan, kuten asiakkaan, hiilijalanjälkeä verrattuna siihen, paljonko vastaavan tuotteen/palvelun käyttäminen keskimäärin kuluttaisi (engl. baseline). (Pajula et al. 2021)
Hiilikädenjälki-käsitteellä viitataan laajemminkin kaikkiin toimiin, joilla pienennetään tuotteen tai palvelun hiilijalanjälkeä. Hiilikädenjälkeä voidaan kasvattaa esimerkiksi parantamalla tuotteiden kierrätettävyyttä, pidentämällä niiden elinikää, lisäämällä uusiutuvien materiaalien käyttöä tuotannossa sekä suunnittelemalla tuotteita, jotka toimivat hiilinieluna. Hiilinielut ovat mekanismeja, jotka sitovat tuotettuja hiilidioksidipäästöjä. (Pajula et al. 2021)
Hiilikädenjälki voidaan asettaa tavoitteeksi tuote- ja tuotantokehityksessä, nostaa tuotteen ominaisuudeksi sen markkinoinnissa sekä tukemaan asiakkaiden ja sidosryhmien päätöksentekoa. (Pajula et al. 2021)
- Suomalaiset tutkijat ovat julkaisseet ohjeistuksen hiilikädenjäljen laskentaan artikkelissaan Approach for assessing environmental handprints.
Tuotteen elinkaari
ISO 14040 -standardin määritelmän mukaan ”elinkaari on tuotejärjestelmän peräkkäiset tai vuorovaikutteiset vaiheet raaka-aineiden hankinnasta tai tuottamisesta luonnonvaroista loppusijoitukseen”.
Fyysisen tuotteen elinkaaren vaiheita ovat tyypillisesti raaka-aineiden hankinta, tuotteen valmistus, tuotteen kuljetus asiakkaalle sekä tuotteen käyttö ja lopulta käytöstä poisto, kuten puretun tuotteen materiaalien kierrättäminen.
Myös digipalveluista voidaan tunnistaa vastaavat tuotteen elinkaaren vaiheet.
Elinkaaren jokaisen vaiheen ympäristövaikutukset voidaan selvittää analyysillä, kunhan käytettävissä on riittävästi dataa.
Elinkaariajattelu
Elinkaariajattelulla tarkoitetaan, että riskejä tai ympäristö- tai terveysvaikutuksia arvioitaessa ei rajoituta tuotteen mahdollisiin välittömiin ympäristö- tai terveysvaikutuksiin, vaan huomioon otetaan tuotteen koko tuotantoketjun ympäristökuorma.
Elinkaariajattelun avulla voidaan arvioida, kuinka merkittäviä koko ketjun ympäristö- tai terveysriskit ovat, kun riskejä verrataan vaihtoehtoisiin kokonaisratkaisuihin.
Elinkaariajattelu ei siis rajoitu pelkästään tuotekehitykseen ja valmistukseen. Se on pätevä väline myös omaan käyttöön sopivan tuotteen tai palvelun valinnassa sekä tuotteiden ja palvelujen vertailussa.
Elinkaarianalyysi
Elinkaarianalyysi (engl. Life Cycle Analysis, LCA) on menetelmä, jolla voidaan selvittää toiminnan, tuotteen tai palvelun aiheuttamia ympäristövaikutuksia ja kuluttamia resursseja koko sen elinkaaren aikana. Analyysissä otetaan huomioon koko toimintaketju sekä siihen sisältyvät välilliset ja välittömät vaikutukset. Jotta analyysi pystytään tekemään täsmällisesti, dataa tulee olla käytettävissä elinkaariketjun kaikista vaiheista.
Elinkaarianalyysien toteuttamista yhtenäistää ISO-standardi 14040. Standardissa määritellään elinkaarianalyysin päävaiheet seuraavasti: tavoitteen ja soveltamisalan määrittely, inventaarioanalyysi, vaikutusten arviointi ja tulosten tulkinta. ISO 14044 -standardissa puolestaan määritellään elinkaariarvioinnin vaatimuksia.
Elinkaarianalyysi aloitetaan tavoitteen määrittelyllä. Sen yhteydessä määritellään elinkaarianalyysin käyttötarkoitus, analyysin tekemisen syyt, aiottu kohdeyleisö ja se, käytetäänkö tuloksia julkisesti esitettävissä vertailuissa.
Ensimmäisessä vaiheessa tehdään myös soveltamisalan määrittely. Soveltamisalan määrittelyssä määritellään työn toiminnallinen yksikkö, työn rajoitukset, oletukset ja ne vaatimukset, jotka asetetaan analyysissä käytettävälle tiedolle. Toiminnallinen yksikkö tarkoittaa ISO 14044 -standardin mukaista referenssiyksikköä. Referenssiyksikkö kuvaa tarkasteltavan tuotejärjestelmän määrällistä suorituskykyä.
Lisäksi tehdään työn rajojen määrittely. Sillä ilmaistaan, mitä yksikköprosesseja analyysissä käytetään. Yksikköprosessit ovat inventaarioanalyysin pienimpiä huomiotavia kohteita, jotka vaikuttavat elinkaaren syötteeseen ja tulokseen.
Elinkaarianalyysissä työn rajoitusten pitää olla yhdenmukaiset analyysin tavoitteiden kanssa. Soveltamisalan määrittelyn yhteydessä kerrotaan, mikäli joitain prosesseja tai syötteitä ei oteta elinkaaressa huomioon. Jos jokin tieto rajataan elinkaarianalyysin ulkopuolelle, se pitää perustella.
Elinkaarianalyysin toinen vaihe on inventaarioanalyysi. Inventaarioanalyysissä kerätään ja analysoidaan tietoa raaka-aineista, joita käytetään elinkaaren aikana, ja lopputuloksena syntyvistä tuotteista ja päästöistä. Analyysiä varten kerätään tietoa kaikista järjestelmään kuuluvista yksikköprosesseista. Näiden tietojen kelpoisuus myös tarkistetaan, ettei tieto ole vääristynyttä.
Lisäksi inventaarioanalyysissä kuvataan kerättävän tai tietokannoista haettavan tiedon allokointi ja laskentamenetelmät. Allokointi tarkoittaa elinkaaren materiaalivirtojen ja tuotosten kohdentamista. Allokointi on välttämätöntä myös digitaalisen palvelun elinkaarianalyysissä, koska digitaalinen palvelu sisältää päällekkäistä infrastruktuuria. Esimerkiksi samoja palvelinlaitteita käytetään useiden digipalveluiden toteuttamiseen. Allokoinnin yhteydessä yksikköprosessit voidaan jakaa alaprosesseihin ja niihin liittyviä syöte- ja tuotostietoja voidaan kerätä.
Elinkaarianalyysin kolmas vaihe on vaikutusarviointi. Vaikutusarvioinnissa pohditaan, kuinka merkittäviä inventaarioanalyysissä todetut ympäristövaikutukset ovat. Vaikutusarvioinnissa saadut tulokset sijoitetaan vaikutusluokkiin ja lasketaan vaikutusluokkaindikaattorien tulokset. Vaikutusluokkaindikaattorien tulosten laskennassa inventaarioanalyysissä saadut tulokset muutetaan yhteiseen yksikköön. Laskennan jälkeen tiedot kootaan sellaisiin ryhmiin, joissa tulokset on tarkoituksenmukaisinta esitellä. Vaikutusarvioinnissa tutkitaan soveltamisalassamääriteltyjä ympäristövaikutuksia.
Elinkaarianalyysin neljäs ja viimeinen vaihe on tulosten tulkinta. Sen yhteydessä tarkastellaan inventaarioanalyysin ja vaikutusarvioinnin tuloksia sitä, miten nämä tulokset vaikuttavat toisiinsa.
Elinkaarelle voidaan tehdä myös herkkyysanalyysi. Herkkyysanalyysin avulla arvioidaan, miten menetelmien ja lähtötietojen valinta vaikuttaa elinkaarianalyysin tuloksiin.
Elinkaarianalyysin ja inventaarioanalyysin tulosten luotettavuutta arvioidaan elinkaarianalyysin arvioinnilla. Arvioinnissa tarkastetaan käytetyn tiedon täydellisyys ja johdonmukaisuus. Johdonmukaisuuden tarkistuksen yhteydessä tutkitaan, ovatko menetelmä ja lähtötieto yhdenmukaisia tavoitteiden ja soveltamisalan kanssa.
Raportoinnissa esitetään, miten käytetyt tiedot on kerätty ja käsitelty. Lisäksi todetaan elinkaarianalyysin tulokset ja niistä tehdyt johtopäätökset.
ISO 14040 -standardin mukaan elinkaarianalyysi koostaa tuotejärjestelmän panokset, tuotokset sekä mahdolliset ympäristövaikutukset ja arvioi niitä koko tuotejärjestelmän elinkaaren ajalta. EU:ssa on käytössä ohjeistus International reference Life Cycle Data system handbook joka koostuu useasta dokumentista.
Elinkaarianalyysin toteuttaminen
Elinkaarianalyysia voidaan lähestyä joko haitanjaollisen arvioinnin tai seurausvaikutuksellisen arvioinnin kautta.
Haitanjaollisella elinkaariarvioinnilla (engl. attributional LCA) tarkastellaan elinkaaren perusvirtoja ja mahdollisia ympäristövaikutuksia muuttumattomassa tilassa. Arvioinnissa huomioidaan ne ominaisuudet, jotka vaikuttavat suoraan tutkittavaan elinkaareen. (SYKE 2010 s. 32–33.)
Seurausvaikutusten arvioinnilla (engl. consequential LCA) tutkitaan ”mitä jos” -skenaarioita eli pyritään mallintamaan, miten erityyppiset päätökset vaikuttavat tuotteen tai palvelun ympäristövaikutuksiin. Seurausvaikutusten arvioinnissa huomioidaan prosessit, jotka voivat muuttua tietyn päätöksen jälkeen tuotteen tai palvelun suunnittelussa, toteutuksessa tai sen kysynnän muutoksissa. (SYKE 2010 s. 32–33.)
Elinkaarianalyysi on helpointa laatia ohjelmistolla. Tällainen ohjelmisto on esimerkiksi OpenLCA. Ohjelmisto mallintaa tuotteen tai palvelun elinkaarta elinkaaren eri vaiheita kuvaavan datan pohjalta. Se myös laskee ja mallintaa tuotteen tai palvelun elinkaaren ympäristövaikutuksia. Tällaiseen elinkaaren rakentamiseen ohjelmistot käyttävät dataa ohjelmiston omista ja ulkopuolisista tietokannoista.
Digipalvelun ympäristövaikutusten arviointi
Digitaalisilla palveluilla on huomattavia ympäristövaikutuksia. Vuonna 2020 julkaistun tutkimuksen mukaan digipalvelut aiheuttivat 4 % kaikista ihmisten tuottamista kasvihuonekaasupäästöistä (Bordage 2020).
Digipalvelun ympäristövaikutuksia voidaan tarkastella ainakin kolmesta näkökulmasta:
Ensinnäkin digipalveluiden infrastruktuurin mahdollistavien laitteiden (kuten palvelimet, reitittimet, valokuitukaapeli, jne.) valmistaminen kuluttaa raaka-aineita ja energiaa sekä aiheuttaa päästöjä. Komponentit valmistettaviin laitteisiin haalitaan ympäri maailmaa, minkä jälkeen valmiit digilaitteet rakennetaan ja kuljetetaan käyttäjilleen.
Toiseksi digipalveluiden toteuttaminen kuluttaa paljon energiaa. Sähkön tuotanto ja kulutus ovatkin merkittävä päästöjen aiheuttaja. Datakeskukset tuottavat paljon lämpöä, minkä takia niitä joudutaan jäähdyttämään. Sähköä kuluu myös, kun digilaitteita pidetään päällä ja ohjelmistoja ajetaan. Tähän sisältyy myös digipalveluiden ylläpitäminen. Mitä enemmän laskentaa digipalvelun tuottaminen edellyttää tietokoneelta tai palvelimelta, sitä enemmän se kuluttaa energiaa ja aikaansaa lämpöä. Palvelun asiakkaan puolella esimerkiksi suurempi näyttölaite kuluttaa enemmän sähköä kuin pienempikokoinen näyttö.
Kolmanneksi tulee huomioida, että digitalisaatio on globaali ilmiö, joten sen ympäristövaikutuksia ei voida tarkastella pelkästään toimiala- tai maakohtaisesti. Digitaalisen palvelun tuottamat päästöt ylittävät monesti maiden rajat. Tällainen tilanne on esimerkiksi silloin, kun Suomessa käytetään massiiviseen dataprosessointiin pilvipalvelua, joka aktivoi toisessa maassa datakeskuksen, jonka energia puolestaan tuotetaan fossiilisilla polttoaineilla. Myös globaalin tietoliikenneverkon ylläpitäminen kuluttaa paljon energiaa. (Toivonen 2021)
Digipalvelun elinkaarianalyysi
Kun analysoidaan digitaalista palvelua, elinkaarianalyysissä noudatetaan samoja vaiheita kuin fyysisen tuotteen elinkaarianalyysiä tehtäessä. Seuraavassa käydään lyhyesti läpi muutama digipalvelun elinkaarianalyysin kannalta keskeinen käsite.
- Digipalvelun toiminnallinen yksikkö elinkaarianalyysissä voi olla esimerkiksi siirretyn tai tallennetun datan määrä, käytössä olevien laitteiden (kuten palvelimien tai prosessoreiden) kappalemäärä, vuosittainen käyttö tai energiankulutus. (Pohjonen 2022)
- Digipalvelun inventaarioanalyysissä huomioidaan digilaitteiden ja digi-infran tuotantoprosessit. Tuotantoprosesseihin lasketaan mukaan myös komponenttien raaka-aineiden tuotanto. Lisäksi analyysissa otetaan huomioon käytettävä palvelualusta (esim. pilvipalvelu) ja digitaalinen kulutuskäyttäytyminen (Bordage 2019 s. 38).
- Digipalvelun allokointiin käy ohjeeksi esimerkiksi GHG-protokolla. Sen mukaan paras tapa allokoida ICT-tuotteita on kohdentaa tarkastelu jaetun komponentin, kuten datan, käytön mukaan. Verkkoyhteyden käyttöä voidaan allokoida siirretyn datan perusteella esimerkiksi sekunnissa siirrettyjen megatavujen (Mt/s) ja siirron suunnan perusteella. Ohjelmiston käyttöä voidaan allokoida sen perusteella, paljonko ohjelmisto vie käyttömuistia tai levytilaa. Datakeskuksen käyttöä allokoidaan tiedon käsittelyyn kuluneen ajan tai käytettyjen palvelinlaitteiden lukumäärän perusteella. (GeSI 2017, s.4-30)
- Digipalvelun elinkaaren loppuosa voi olla hankala määritellä, sillä monesti ei tiedetä tai suunnitella, mitä digitaaliselle palvelulle tapahtuu sen käytön jälkeen: poistetaanko esimerkiksi vanha verkkosivusto vai jääkö se kuormittamaan ympäristöä olemalla käyttövalmiina tietoverkossa. (Pohjonen 2022)
GeSI-järjestö (2017) on esittänyt viisikohtaisen protokollan, jolla lasketaan digipalvelun hiilijalanjälki sen energiakulutuksen kautta:
- Suoritetaan energiankulutuksen mittaus tai arviointi.
- Mitataan digipalvelun käyttöprofiili.
- Lasketaan käytetty energia.
- Määritellään yleinen energian kulutus sen perusteella, mitä vaihtuvia energiaa kuluttavia toimintoja palvelun tuottamiseen sisältyy, mm. laitteiden jäähdyttäminen. Energiankulutuksen päästöt selvitetään alueellisten päästökertoimien avulla tai laskemalla energiankulutus elinkaarianalyysiohjelmalla.
- Digipalvelun energiankulutus muunnetaan kasvihuonekaasupäästöiksi. (GeSI 2017)
GHG-protokollan yhteydessä annetaan myös yleisiä ohjeita digipalveluiden soveltamisalan määrittelemiseen, elinkaarianalyysissä tarvittavan datan keräämiseen, huomioitaviin epävarmuustekijöihin ja rajojen asettamiseen. (Pohjonen 2022)
Elinkaariajattelu riskienhallinnan tukena
Elinkaariajattelu tukee riskienhallintaa, sillä sen avulla voidaan tunnistaa riskejä. Tällaisia havaittavia riskejä voivat olla esimerkiksi se, että tuotantoketjun jokin toimittaja on täysin riippuvainen yhden raaka-aineen saatavuudesta tai sen liiketoiminta on haavoittuvainen tietyn energiamuodon hintavaihteluille.
Elinkaariajattelu voi myös paljastaa sellaisia prosessien ja organisaation sisäisiä ristiriitoja, jotka voivat osoittautua uhkiksi toiminnalle kokonaisuutena. Jollakin organisaation alueella voidaan olla hyvin tarkkoja ympäristöasiassa, jolla ei ole kokonaisuuden kannalta olennaista merkitystä verrattuna toisella organisaation alueella tehtäviin päätöksiin tai toimenpiteisiin.
Ekosuunnittelu
Suunnittelu on tuotteen tai palvelun elinkaaren ensimmäinen vaihe. Ekologisella suunnittelulla (ekodesign) pyritään pienentämään tuotteen tai palvelun ympäristövaikutuksia jo suunnitteluvaiheessa.
Ekodesignin periaatteita hyödyntävässä tuotekehityksessä pyritään vaikuttamaan merkittävään osaan tuotteen elinkaaren aikaisista negatiivisista ympäristövaikutuksista joko vähentämällä, välttämättä tai poistamalla niitä. Tuotetta suunnitellaan paitsi asiakkaan tarpeet mielessä, myös tavoitellen tuotteen tuottamisen ja käytön kielteisten ympäristövaikutusten pienentämistä.
Suomessa on voimassa laki tuotteiden ekologiselle suunnittelulle ja energiamerkinnälle asetettavista vaatimuksista (19.12.2008/1005).
Ekodesignin periaatteita voi hyödyntää usealla tavalla digipalveluiden suunnittelussa. Digitaalisten palveluiden tuottaminen kuluttaa energiaa, joten digipalveluiden ekodesignissa kiinnitetään huomiota energiankulutukseen vähentämiseen palvelun koko elinkaareen aikana. Huomiota kiinnitetään mm. siihen, millä tuotantomuodoilla palvelinlaitteiden tarvitsema energia tuotetaan, milloin ja miten digipalvelun tuottavaa ohjelmistoa suoritetaan, kuinka usein dataa siirretään ja miten palvelinlaitteiden lämpö hyödynnetään. Digipalvelun käyttöliittymä voidaan suunnitella sellaiseksi, että sitä voidaan käyttää hyvin myös pienempinäyttöisellä laitteella, joka kuluttaa vähemmän sähköä.
Artikkeli pohjautuu Riskioppi-ympäristön aineistoon (KOMPASSI-hanke, ESR). Osa artikkelin kuvista on tehty Pixabay-lisenssin alaisina, alkuperäisiin kuviin muutoksia tehden.
Lähdeluettelo
Bordage, Frédéric (2019). The environmental footprint of the digital world. GreenIT.fr.
Bordage, Frédéric (2020). 4 % of GHG emissions de GES. https://www.greenit.fr/2020/10/06/4-des-emissions-de-ges/
GeSI (2017). ICT Sector Guidance built on the GHG Protocol Product Life Cycle Accounting and Reporting Standard. Global e-sustainability initiative.
Ojala, Tuuli ; Mettälä, Markus ; Heinonen, Marja ; Oksanen, Pinja (toim.) (2020). ICT-ala, ilmasto ja ympäristö. Liikenne- ja viestintäministeriön julkaisuja 2020:9.
Pajula, T. ; Vatanen, S. ; Behm, K. ; Grönman, K. ; Lakanen L. ; Kasurinen, H. & Soukka, R. (2021). Carbon handprint guide.
Pohjonen, Alma (2022). Digitaalisen palvelun elinkaarianalyysi: Hiilijalanjälkilaskenta Kuopion Eläinpuiston verkkopalvelulle. Karelia-ammattikorkeakoulu.
SYKE (2010). Elinkaarimetodiikkojen nykytila, hyvät käytännöt ja kehitystarpeet. Riina Antikainen (toim.) Suomen ympäristökeskuksen raportteja 7/2010.
Toivonen, Lotta (2021). Digitalisaatio – ystävä vai vihollinen?
