Uudet ruuantuotannon menetelmät mahdollisuutena   

Maatalous aiheuttaa Suomen kasvihuonekaasupäästöistä 14 prosenttia¹, ja Suomen pinta-alasta 8 prosenttia on maatalouden käytössä². Kun huomioidaan koko ruuantuotantoketju ja viljelysmaahan liittyvät maankäytön ja maankäytön muutoksen kasvihuonekaasupäästöt eli LULUC-päästöt, ruokasektorin osuus Suomen kasvihuonekaasupäästöistä on noin 30 prosenttia³.  

Ruokaa ilman Peltoja -hanke (2021–2024) kehitti ja tutki uusia maatalousmaasta riippumattomia ruuantuotantoteknologioita, kuten solumaatalous, vertikaaliviljely sekä LED-valaistukseen perustuvat kasvihuoneratkaisut. Uusien ratkaisuiden toivotaan vähentävän merkittävästi kasvihuonekaasupäästöjä sekä vapauttavan maankäyttöä muihin tarkoituksiin. 

Hankkeessa tarkastellut tuotantomenetelmät 

Hankkeen yhtenä osana arvioitiin neljän uuden ratkaisun ilmastovaikutusta ja maankäyttöä elinkaariarvioinnilla⁴. Maankäyttövaikutus kuvaa tuotteen elinkaaren aikana tarvittavan maapinta-alan tarvetta huomioiden myös ajan, jonka maapinta-ala on varattuna tähän käyttötarkoitukseen. Ilmastovaikutuksessa huomioitiin myös LULUC-päästöt⁵, joita ei ole aiemmin systemaattisesti sisällytetty ruokasektorin elinkaariarviointeihin.  

Elinkaariarvioinnilla tarkastellut uudet ruuan- ja rehuntuotantomenetelmät olivat: ovalbumiinin, munanvalkuaisen tärkeimmän proteiinin, tuottaminen mikrobien avulla elintarvikekäyttöön, Pekilo®-mykoproteiinin tuottaminen mikrobien avulla rehukäyttöön, vertikaaliviljelty ruukkusalaatti ja kasvihuoneessa kasvatetusta soijasta valmistettu soijarouhe. Näiden vaikutuksia verrattiin perinteisiin ruuantuotantomenetelmiin: suomalaisesta kananmunasta valmistettava munanvalkuaisjauhe, kalanrehussa usein käytettävä brasilialainen soijaproteiinikonsentraatti, kasvihuoneessa kasvatettu ruukkusalaatti ja suomalainen broilerinliha. Elinkaariarvioinnissa hyödynnettiin osittain aiempien tutkimusten tuloksia^6,7. Tuotetason vertailun lisäksi tehtiin arvio potentiaalisista vaikutuksista vuositasolla Suomessa, jos uusilla menetelmillä korvattaisiin perinteistä ruuantuotantoa ja säästynyt maapinta-ala metsitettäisiin Suomessa. Vuosittaisia tuotantomääriä arvioitiin karkeasti eivätkä arviot perustuneet taloudelliseen kannattavuuteen tai markkinatilanteeseen. Ovalbumiinin oletettiin korvaavan noin 20 prisenttia Suomessa tuotetun kananmunanvalkuaisen proteiinista, Pekiloa oletettiin tuotettavan noin kaksinkertaisesti kalanrehussa vuosittain käytettävään soijaproteiinikonsentraattiin nähden, puolet kasvihuoneessa kasvatetusta salaatista oletettiin viljeltävän vertikaalina ja puolet tuotetun broilerin proteiinista oletettiin korvattavan soijarouheen proteiinilla.  

Sivuvirrat käyttöön 

Hankkeessa selvitettiin myös sivuvirtojen hyödyntämistä solumaataloudessa mikrobibiomassan ravinnelähteenä. Ovalbumiinin tuotannossa mikrobien vaihtoehtoisina hiilen lähteinä arvioitiin oljesta saatavaa lignoselluloosa-pohjaista sokeria sekä juuston tuotannosta syntyvää huonolaatuista heraa. Pekilon tuotannon hiilen lähteenä arvioitiin kauran kuoreen pohjautuvaa ksylitolitehtaan sivuvirtaa. 

Energialähteet merkittävä tekijä  

Uusien ja perinteisten menetelmien ilmasto- ja maankäyttövaikutus aiheutuivat hyvin eri asioista. Uusien menetelmien vaikutuksia dominoi energian kulutus. Ilmastovaikutuksen kannalta on olennaista, että uudet menetelmät perustuisivat uusiutuvaan tai vähähiiliseen energiaan (muu kuin polttoon perustuva energian tuotanto). Myös maankäytön vaikutus aiheutui pääasiassa energian kulutuksesta. Uusien menetelmien maankäytön vaikutus oli suurin keskimääräisellä uusiutuvalla energialla, joka Suomessa on pääasiassa puun polttoon perustuvaa energiaa. Puupohjaisen energian maankäyttö on suurta, koska puun kasvuaika on pitkä. Jos halutaan minimoida uusien tuotantomenetelmien ilmastovaikutusten lisäksi maankäyttövaikutuksia, tulee tuotannon perustua vähähiilisiin energialähteisiin.  

Perinteisten tuotantomenetelmien ilmastovaikutus ja maankäyttövaikutus puolestaan aiheutuivat pääasiassa ruuan tai rehun tuotantoon tarvittavien kasvien viljelystä. Suomessa merkittävä viljelyyn liittyvä päästö on viljelysmaiden LULUC-päästöt. Suomessa viljelysmaista keskimäärin 11 prosenttia on turvemaita, jotka aiheuttavat 79 prosenttia keskimääräisistä viljelysmaan LULUC-päästöistä². 

Uusien tuotantomenetelmien ympäristövaikutukset pienemmät 

Kaikissa tapauksissa uudet menetelmät voivat pienentää ilmastovaikutusta verrattuna perinteisiin menetelmiin. Solumaatalouden tuotantotapojen, ovalbumiinin ja Pekilon, ilmastovaikutukset olivat kaikissa skenaarioissa pienemmät kuin perinteisen tuotannon ilmastovaikutus. Sivuvirtoja ja vähähiilisiä energialähteitä hyödyntävillä skenaarioilla vaikutukset olivat pienimmät. Ovalbumiinin maankäyttövaikutus oli myös selvästi pienempi kuin kananmunan valkuaisproteiinin. Sen sijaan Pekilon tuotannon maankäyttö oli samaa suuruusluokkaa soijaproteiinikonsentraatin kanssa. 

Vertikaaliviljellyn salaatin ilmasto- ja maankäyttövaikutukset olivat pienemmät kuin tavallisessa kasvihuoneessa kasvatetun. Kasvihuoneessa viljellystä soijapavusta valmistetun soijarouheen ilmastovaikutus oli pienempi kuin broilerin, jos soijapavun kasvatukseen oli käytetty uusiutuvaa tai vähähiilistä energiaa, mutta keskimääräisellä energialla viljeltynä ilmastovaikutus oli moninkertainen. Soijapavun kasvattaminen kasvihuoneessa vaatii niin paljon energiaa, että maankäyttövaikutus oli kaikissa tapauksissa suurempi kuin broilerilla. Viljelysmaan maankäyttö oli kuitenkin pienempi kaikissa tapauksissa kasvihuonesoijalla kuin broilerilla. 

Merkitystä kansallisella tasolla 

Jos uusilla tuotantomenetelmillä korvattaisiin perinteistä tuotantoa osittain ja metsitettäisiin vapautunut maa-ala, voitaisiin saavuttaa neljän prosentin säästö Suomen vuosittaisissa ruuantuotannon kasvihuonekaasupäästöissä ja kolmen prosentin säästö maa-alassa. Tulokset tukevat myös sivuvirtojen hyödyntämistä solumaataloudessa. 

Tuloksiin vaikuttaa merkittävästi, verrataanko uusia menetelmiä eläin- vai kasvipohjaiseen tuotantoon. Eläinperäisten tuotteiden ilmastovaikutus ja maankäyttö ovat merkittävästi suurempia kuin kasvipohjaisten, joten verrattaessa eläinperäiseen tuotantoon saadaan suurempia päästö- ja maankäyttövähennyksiä. 

Uusien tuotantomenetelmien elinkaariarvioinnit perustuivat, vertikaaliviljelyä lukuun ottamatta, kokeelliseen dataan, ja ovat näin ollen suuntaa antavia. Uusien teknologioiden kehittyessä ympäristövaikutuksia on arvioitava uudestaan. Ilmastovaikutusten ja maankäytön lisäksi tulee jatkossa tarkastella muitakin oleellisia ympäristövaikutuksia, kuten biodiversiteettiä. 

Ruokaa ilman Peltoja -hanke tutki solumaatalouden ja kasvihuoneteknologioiden mahdollisuuksia osana suomalaisten hiilineutraalius- ja proteiiniomavaraisuustavoitteiden saavuttamista. Hanke oli osa Maa- ja metsätalousministeriön Hiilestä kiinni -tutkimus- ja innovaatio-ohjelmaa (hankekesto 2021–2024). Elinkaariarvioinnin lisäksi hankkeessa selvitettiin, miten uudet teknologiat integroidaan elintarvikeketjuun, ja tehtiin uusien prosessien teknologiakehitystä. Hankkeen tutkimuskumppanit olivat VTT, Luke ja Enifer, teollisuuskumppaneita Fazer, Solar Foods ja Valio. luke.fi/fi/projektit/food-without-fields 

Lähteet 

1. Tilastokeskus 2024. Kasvihuonekaasut [verkkojulkaisu]. ISSN=1797-6065. Helsinki: Statistics Finland. https://stat.fi/tilasto/khki (9.8.2024) 

2. Luonnonvarakeskus 2024. Käytössä oleva maatalousmaa 2023. https://www.luke.fi/fi/tilastot/kaytossa-oleva-maatalousmaa/kaytossa-oleva-maatalousmaa-2023 (8.7.2024) 

3. Saarinen, M., Heikkinen, J., Ketoja, E., Kyttä, V., Hartikainen, H., Silvennoinen, K., Valsta, L., & Lång, K. 2023. Soil carbon plays a role in the climate impact of diet and its mitigation: The Finnish case.  Front. Sustain. Food Syst. 7, 904570. https://doi.org/10.3389/fsufs.2023.904570 

4. Leino, K., Silvenius, F., Lehtilä, A., & Katajajuuri, J-M. 2025. Reduced environmental footprint through novel food production technologies: Four case studies from Finland. Under review. 

5. Lehtilä A., Ghani, H.U., Liu, X., Tuomisto, H.L., & Leinonen, I. 2024. Framework for including national-level LULUC emissions and removals in the GWP of agricultural and forestry products in LCA. Under review. 

6. Joensuu, K., Kotilainen, T., Räsänen, K., Rantanen, M., Usva, K., & Silvenius, F. 2024. Assessment of climate change impact and resource-use efficiency of lettuce production in vertical farming and greenhouse production in Finland: A case study. Int J Life Cycle Assess 29, 1932–1944. https://doi.org/10.1007/s11367-024-02343-5 

7. Järviö, N., Parviainen, T., Maljanen, N-L., Kobayashi, Y., Kujanpää, L., Ercili-Cura, D., Landowski, C.P., Ryynänen, T., Nordlund, E., & Tuomisto, H. L. 2021. Ovalbumin production using Trichoderma reesei culture and low-carbon energy could mitigate the environmental impacts of chicken-egg-derived ovalbumin. Nature Food, 2, 1005–1013. https://doi.org/10.1038/s43016-021-00418-2