Yhdyskuntarakenteen ilmastovaikutuksia käsittelevästä väitöskirjasta, sen väärintulkinnasta ja puutteista

Perjantaina 23.3. Aalto-yliopistossa väitellään Yhdyskuntarakenteen ja ilmastonmuutoksen kytköksistä "The Impacts of Urban Structure and the Related Consumption Patterns on the Carbon Emissions of an Average Consumer" VTM Jukka Heinosen väitöstilaisuudessa. Väitöstä on tahallisesti tai kyvyttömyyden vuoksi ahkerasti väärinymmärretty ja -tulkittu viimeiset viikot perinteisessä ja sosiaalisessa mediassa. Pyrin tässä kirjoituksessa osoittamaan uutisoinnissa ja kommentoinnissa esiintyneitä tulkintoja virheellisiksi sekä kritisoimaan joitain itse tutkimuksen metodeja, joista olen keskustellut lyhyesti myös väitöksen tekijän kanssa.

1. Korrelaatio ja kausaliteetti.
Uutisoinnissa ja kommentoinnissa korostuu ja toistuu väite, että tutkimus osoittaa kaupunkirakenteen tuottavan suuremmat päästöt kuin hajarakenne. Tämä on täysin väärin ymmärretty johtopäätös, kuten itse tutkimuksessakin todetaan:

"CONCLUSION
The urban structure of an area as such seems to have little effect on the carbon emissions of an average consumer of the area compared to the impact of overall consumption volume. Thus, the key factor is the consumption, which affects the carbon consumption so strongly that a higher consumption volume indicates higher carbon consumption regardless of the type of the urban structure.”

Todellinen löydetty korrelaatio ja kausaliteetti on siis kulutuksen (tulojen) suhteessa päästöihin, ei kaupunkilaisuudessa.

“The carbon consumption is defined largely by the overall consumption and only to a very limited extent by the urban structure. Throughout the research the results indicated that the urban structure has a consistent direct impact only on the emissions from private driving, whereas the emissions from other consumption activities follow closely the overall consumption."

Tutkimus ei siis esitä, että kaupunkirakenteella on päästöjä suurentava vaikutus, vaan että kaupungissa asuu parempituloista väkeä, joiden suurempi yleiskulutus (tulotaso) kompensoi kaupunkirakenteen tuomat positiiviset ilmastovaikutukset liikennesektorilla. Kaupunkirakenteella on siis tutkimuksen mukaan liikenteen osalta ilmastopäästöjä vähentävä vaikutus, ei suurentava (tästä lisää kohdassa 4.).

Tämä tuo kuitenkin esiin kysymyksen siitä luoko tiiviskaupunkirakenne hyvätuloisuutta ja näin myös päästöjä vai ovatko hyvätuloisilla tapana vain asua kaupungeissa. Tämä on nähdäkseni vaikea muna-kana-dilemma, johon on vaikea antaa vastausta, eikä tutkimuksessakaan yritetä väittää asiasta vahvasti suuntaan tai toiseen.

2. Käytetyn laskentamallin ongelma
Väitöskirjan kaikissa viidessä tutkimuksessa on käytetty Economic Input-Output Life Cycle Assessment (EIO-LCA) elinkaarianalyysilaskentamallia (katso miten EIO LCA toimii: http://www.eiolca.net/Method/eio-lca-method.html).

Kuten kaikilla todellisuutta yksinkertaistavat laskentatavoilla on tälläkin metodilla ongelmansa. Alla olevasta kuvaajasta voimme havaita, että esimerkiksi sähkönkulutuksen päästöistä metodilla saadaan kohtuullisen paikkaansa pitävä tulos, koska jokaisella eurolla hankittu sähkö tuottaa saman määrän päästöjä. Muissa kategorioissa, kuten ruuassa ja vaatteissa, kuitenkin metodi toimii huonommin. Helmasyntinä tietysti on se että esimerkiksi 200 euron housuilla on tämän laskentatavan mukaan kymmenen kertaa suuremmat päästöt kuin 20 euron housuilla. Laskentatapa ei siis kykene kuvaamaan laadullisia eroja tutkimussektoreiden sisällä.

Tämä vääristää tulosta siten, että suurituloisten päästöt näyttäytyvät todellista suurempana. Tämän lisäksi laskentatapa, joka pohjautuu kulutuksen (tulojen) suuruuteen antaa kohtuullisen varmasti tuloksia, joissa suuremmilla tuloilla (kulutuksella) päädytään suurempiin päästöihin, joten tulos ei varmaankaan onnistu yllättämään ketään laskentamalliin tutustunutta. On hyvin vaikeaa sanoa miten paljon tämä vääristää tulosta, mutta se koska tämä ongelma sijoittuu juuri niille sektoreille, joista hyvätuloisten suuret päästöt tutkimuksen mukaan muodostuvat, asettaa se koko tutkimuksen johtopäätöksen kyseenalaiseksi.

3. Kaupunkilaisuus luo kulutusta
Monissa teemaa käsittelevissä uutisissa esitetään väite, että ”kaupunkilainen elämäntapa” tai kauppojen (kulutusmahdollisuuksien) läsnäolo johtaa suurempaan kulutukseen. Tämä yksinkertaisesti virheellinen väite, sillä tutkimuksessa käy selkeästi ilmi, että kulutukseen käytettävä osuus tuloista on itseasiassa kaupungeissa pienempi. Tässäkin kausaliteetti löytyy todennäköisesti tulojen suuruudesta, eikä yhdyskuntarakenteesta.



Jotta kaupunkilaisuus voisi luoda kuluttamista, pitäisi kauppojen läsnäolon luoda lisää rahaa kulutettavaksi. Yllä oleva kuvaaja osoittaa, ettei kaupunkilainen elämäntapa johda suurempaan kulutusintoon, vaan kaupungeissa käytetään saman verran tai hieman vähemmän tuloista kulutukseen. Näin ollen kulutusmahdollisuuksien (esim. kaupat) läheisyys tai kaukaisuus ei vaikuta kokonaiskulutuksen suuruuteen. Sen sijaan kulutusmahdollisuuksien saavutettavuus vaikuttaa kulutuksen rakenteeseen, eli siihen ostaako penneillään vaikkapa petroolia vai soijalattea. Kaupunkilaisuus ei siis luo kulutusta, vaan tulot luovat.

4. Yhdyskuntarakenne selittää kaiken
Sen lisäksi että monissa uutisoinneissa on vedetty kohdassa yksi esiteltyjen korrelaation ja kausaliteetin mutkat suoriksi on myös kokonaiskulutus päätelty virheellisesti johtuvan yhdyskuntarakenteesta. Tutkimuksessa ei esitetä tällaista väitettä, vaan tämä on uutisoinnissa ja kommentoinnissa esiintyvä virheellinen johtopäätös. Itse asiassa tutkimuksen johtopäätös on lähes käänteinen.

Tutkimuksessa todetaan, että yhdyskuntarakenteella on selkeä vaikutus lähinnä liikenteen päästöihin, ja muiden kategorioiden muutokset liittyvät kohdassa yksi esitettyyn korrelaatioon varallisuuden kanssa:

"The overall emissions were found to increase (rather than decrease) following an increase in the density. However, the possible causality between the density and the emissions was not studied. The observations describe the current state of the issue, which is that the consumption volume tends to increase towards denser structures, and this causes the emissions to increase in all but the category of Private driving."


"Furthermore, the share of the carbon consumption of the goods and services categories outside of housing energy and transport was found to be significant enough to create an increase in the consumption in these categories to result in emissions large enough to easily hinder the potentially positive effect of urban density."

Väärinymmärretty tulkinta tutkimuksen tuloksista johtaa päätelmiin, joiden mukaan esimerkiksi vaatteiden ja ruuan kulutuksen päästöt liittyisivät vahvasti tai nimenomaan yhdyskuntarakenteeseen, vaikka tutkimuksessa todettu että kausaliteetti on nimenomaan varallisuuden ja päästöjen välillä. Kokonaiskulutuksesta ei siis voi tehdä suoria johtopäätöksiä siitä miten rakenne vaikuttaa päästöihin, vaan tätä varten on tutkittava niitä tekijöitä, jotka liittyvät vahvasti yhdyskuntarakenteeseen.
'
Myös tutkijan mukaan kiinteästi yhdyskuntarakenteeseen liittyviä päästöjä ovat lähinnä seuraavien tekijöiden aiheuttamat päästöt:

1. liikenne: rakenne vaikuttaa vahvasti etäisyyksiin ja liikennetarpeeseen sekä liikenteen kulkumuotojakaumaa
2. asumisen lämmitys: lämmitysmuodot sekä lämmitysmuotomahdollisuudet vaihtelevat erilaisissa rakenteissa
3. rakennusmateriaalit: esimerkiksi puurakentaminen on hyvin ekologista, ja betonirakentaminen hyvin epäekologista ja kaupungissa on paljon betoni kerrostaloja ja hajarakenteessa paljon puuomakotitaloja
4. hiilinielupoistuman: jos rakennusten tieltä joutuu kaatamaan metsää, katoaa luonnollinen hiilinielu ja käänteisesti aiheuttaa päästön 

Näistä löytyviin korrelaatioihin tulee suhtautua vakavasti ja ne ovat yhdyskuntarakenteen tutkimisen kannalta mielekkäitä tutkimuskohteita. Väitöskirja ei kuitenkaan keskity näihin muuttujiin, vaan kokonaiskulutukseen, jonka perusteella ei voi tehdä suoria johtopäätöksiä siitä millaista rakennetta tulisi suosia tai välttää.

Tämäkin tutkimus kuitenkin osoittaa, että tiiviillä kaupunkirakenteella on päästöjä vähentävä vaikutus yhdyskuntarakenteeseen vahvasti liittyvissä sektoreissa, kuten liikenteessä. 

“Similarly, if a person were to move from a rural area to a city center, into a smaller apartment and close to divergent public transportation opportunities, carbon consumption would likely decrease, assuming that the other consumption patterns would remain."

Eli jos palkkatasot tasattaisiin, niin kaupungissa on ekologisempaa juuri vanhojen tuttujen syiden vuoksi.

5. Suurimmat päästöt ovat yhä nurmijärviläisillä
Uutisoinnissa on keskitytty eheän rakenteen mustamaalaamiseen virheellisin perustein. Näin on unohdettu näppärästi tutkimuksen yksi selkeimmistä tuloksista. Suurimmat päästöt kaikista suomalaisista on nurmijärviläisillä ja muilla hyvätuloisilla kehyskuntalaisilla. Tämä selittyy tutkimuksen mukaan juuri liikenteen päästöjen suuremmalla osuudella. Tutkimuksen mukaan siis kehyskuntien hajarakenne on pahin mahdollinen ratkaisu, jota tulisi välttää.

Kehyskuntien autoliikenteeseen perustuva rakenne, josta käydään kovatuloisissa töissä kaupungissa, on yhä kaikkein huonoin vaihtoehto, ja rakenne jossa on eniten kehitettävää. Kaupunkiseutuja on siis päästöjä vähentääksemme tiivistettävä. Tätä ei kuitenkaan tule sotkea maaseutupolitiikkaan ja "oikeaan" maaseutuun, jossa ei tiivistämisellä ole varmaan kovasti potentiaalia.

6. Helsinki, kivihiili ja muut keskusta-alueet
Neljässä väitöskirjan viidestä tutkimuksesta tiivistä kaupunkia edusti Helsinki. Vaikuttaa siltä, että tämä on kärjistänyt tai jopa vääristänyt tuloksia, sillä Helsingin kaukolämpö on monia muita kaupunkeja hiili-intensiivisemmin tuotettu (kivihiilellä). Kun kolmannessa tutkimuksessa Tampereen alueen urbaaneja ja ruraaleja alueita, kaupunkikeskusta pärjäsikin keskiarvoa ja hajarakenteen alueita paremmin, vaikka keskusta tässäkin esimerkissä on varakkaampi alue.

Sen lisäksi, että tämä korostaa lämmitysmuotojen tärkeyttä, osoittaa se myös, että kaupunki kykenee olemaan kokonaistarkastelussakin ekologisempi, kunhan lämmitys on hoidettu ekologisesti.


Johtopäätöksiä
Edellä esitettyjen argumenttien valossa voimme siis tehdä seuraavan yhteenvedon:

1. Tutkimus osoittaa, että suuremmat tulot johtavat suurempaan kulutukseen. Se ei osoita, että tiivis kaupunkirakenne johtaa suurempiin päästöihin.
2. Tutkimus osoittaa, että eheämpi kaupunkirakenne vähentää päästöjä liikennesektorilla, jonka päästöt liittyvät tiiviimmin yhdyskuntarakenteeseen ja että pahin mahdollinen yhdyskuntarakenne on kehyskuntien omakotitalomatto.
3. Tutkimus mielestäni esittää hyvätuloisten kaupunkilaisten päästöt selkeästi todellisuutta suurempina. Tähän johtaa laskentamallin kyvyttömyys ottaa huomioon sektoriryhmän sisäisiä muuttujia sekä kivihiilellä lämpiävän Helsingin käyttö tiiviin kaupunkirakenteen esimerkkinä. Tämä huomio kyseenalaistaa koko tutkimuksen johtopäätöksen tulojen ja päästöjen vahvasta suhteesta.

Kaikki lainaukset sekä kuvaajat ja taulukot ovat väitöskirjasta, joka löytyy osoitteesta: (http://lib.tkk.fi/Diss/2012/isbn9789526045368/isbn9789526045368.pdf)

Jälkikäteen lisätty osio

7.    Sähkölämmityksen hiili-intensiteetin laskennasta
Yksi tutkimuksen tuloksen osittain kyseenalaistava tekijä on lämmityksen ja erityisesti suoran sähkölämmityksen hiilipäästöjen laskenta. Osmo Soininvaara kyseenalaisti blogissaan laskentavan ja esitti, että sähkölämmityksen päästöt on laskettu liian alhaisiksi, joka vääristää kokonaisuutta haja-asutukselle suotuisasti. Tässä olla teemaan liittyvät puheenvuorot:

Soininvaa esittää, että sähkölämmityksen hiilidioksidipäästöt on laskettu liian alhaisiksi: http://www.soininvaara.fi/2011/05/24/vaara-tutkimus-vai-vaara-uutinen/,

Seppo Junnilalta esittää että ”oikeita” tapoja on useita:  https://blogs.aalto.fi/hiilikulutuksesta/2011/05/26/hello-world/,

Teemu Pyyluoma taas argumentoi, että ainoa hyödyllinen laskutapa on marginaalipäästöjen laskeminen: http://tolkku.blogspot.com/2011/06/lehman-henkays.html=

Petteri Huuskan kirjoitus taas avaa kaukolämmön ja sähkö laskentatapoja: http://www.co2-raportti.fi/index.php?page=blogi&news_id=2568

Itse olen pitkälti samaa mieltä Pyyluoman kirjoituksen kanssa, koska mielestäni tärkein asia, johon tutkimusta voidaan soveltaa, on uuden rakentamisen co2-päästöjen arviointi. Siis se mihin kannattaisi rakentaa ja millaista, jos halutaan torjua ilmastonmuutosta. Tämä ei kuitenkaan ollut Heinosen ja Junnilan tutkimuksen tutkimuskysymys, joten nähdäkseni heidän käyttämänsä luku on kohtuullisen perusteltu.

Tästä huolimatta, kun todella aletaan pohtia millaista rakennetta tulisi suosia, tulisi mielestäni käyttää Soininvaaran esittämään derivaattaa, jotta kykenisimme arvioimaan erilaisien uusien alueiden päästöjä.

8.    Tutkitut ”kaupungit” eivät ole oikeita kaupunkeja
Uutisoinnissa erityisesti on esitetty hyvin kärkkäitä dikotomioita ”kaupungin” ja ”maaseudun” välillä. Tulee kuitenkin ottaa huomioon, että tutkimuksessa on tutkittu kuntia, joiden sisällä on monenlaisia tiiviimpiä ja hajanaisempia osia. Näin ollen kahtiajako on osittain virheellinen, sillä monissa tutkituista maaseutua edustavista kunnista on tiiviitä alueita ja kaupunkia edustavissa kunnissa on haja-asutusta.

Tämä johtuu pääasiassa Helsingin käyttämisestä ”kaupunkina”, vaikka Helsinki ei tietystikään kokonaisuutena ole tiivis taikka kaupunkimainen. Tiiviskaupunkirakenne, joka mahdollistaa kävelyn, pyöräilyn ja joukkoliikenteen liikkumisen muotoina rajoittuu vain osaan Helsingistä. Jotkin osat Helsingistä ovat selkeän autovaltaisia ja hajarakennetta edustavia.



Tutkimuksissa kolme ja viisi on tutkittu tarkemmin tiivistä kaupunkirakennetta. Näistäkin olisi toki mukava katsoa karttoja, jotta voisi hahmottaa, mitkä alueet Helsingistä ja Tampereen seudusta ovat edustaneet kaupunkia ja mitkä hajarakennetta. Voidaan myös mielestäni todeta, että erityisesti uutisoinnissa käytetty jyrkkä dikotomia on osittain virheellinen, mutta lopputulos Helsingin osalta ilmeisesti ei olisi muuttunut, vaikka kaupunkia olisi edustanut todellinen kaupunkikeskusta.