Vanhaa ja uutta energiapuun mittauksesta

Transkriptio

1 Vanhaa ja uutta energiapuun mittauksesta Bioenergiaa metsistä tutkimusohjelman loppuseminaari Helsinki Jari Lindblad Metsäntutkimuslaitos, Itä-Suomen alueyksikkö, Joensuu

2 SISÄLTÖ 1. Energiapuun määränarviointi 2. Energiapuun määrän mittaus tällä hetkellä 3. Energiapuun määrän mittauksen kehittäminen 4. Energiapuun mittauksen järjestäminen ja sisällyttäminen puutavaran mittauslainsäädäntöön

3 1. ENERGIAPUUN MÄÄRÄNARVIOINTI

4 Latvusmassan ja kantopuun määrän arviointi hakkuukonemittauksessa Perustana Repolan ym. (2007) runkokohtaiset biomassamallit männylle, kuuselle ja koivulle. Biomassamallien lähtöarvoja ovat rungon rinnankorkeusläpimitta ja pituus (suppeat mallit). Lisäksi selittäjänä voidaan käyttää latvusrajaa (laajat mallit). Mallit tuottavat kuivamassan (kg) seuraaville ositteille: Runkopuu Rungon kuori Elävät ja kuolleet oksat Neulaset ja lehdet Kanto Juuret Julkaisu: Repola, J., Lindblad, J. & Laitila, J Latvusmassan ja kantopuun määrän arviointi hakkuukonemittauksessa. Metlan työraportteja 215.

5 Biomassamallien lähtöarvojen määritys Manuaalisen mittauksen ja hakkuukonemittauksen vastaavuus

6 Ositteiden biomassat koepuittain Eron keskiarvo (hakkuukonemittaus pystymittaus): runko -5,0 % latvus +3,6 % kantopuu + 1,0 %

7 2. ENERGIAPUUN MÄÄRÄN MITTAUS TÄLLÄ HETKELLÄ

8 Energiapuun mittausopas Energiapuun mittaus perustuu Energiapuun mittaustoimikunnan (EMT) hyväksymään Energiapuun mittausoppaaseen, joka on toimialalla yleisin ja levinnein. Uusin päivitys hyväksytty EMT:ssa , tuli voimaan Sijainti internetissä: tietopaketit/mittaus/mittausenergiapuu.htm

9 Mittausmenetelmät: mittaus pinossa Taulukko. Kokopuun kiintotilavuusprosentit (Energiapuun mittausopas) Pinon etukorkeus, m Keskiläpimitta*, cm 2,0 3,0 4,0 5, Kuva: Juha Metros

10 Mittausmenetelmät: metsähakkeen mittaus Kuorman tilavuuden mittaus kuljetuskontissa Muunto kiintotilavuudeksi (i-m³ m³) kertoimella 0,40. Kerroin sisältää satunnaisvaihtelua Kuva: Metsähakkeen tiiviys Metlan (1987) aineistossa Kuva: Jari Lindblad Taulukko: Metsähakkeen tiiviys, Lindblad 2010 Tavaralaji Kuormia *) Tiiviyden keskiarvo, m 3 /i-m 3 Tiiviyden keskihajonta, m 3 /i-m 3 Tiiviyden variaatiokerr oin, % Kuitupuu 14 0,43 0,019 4,5 Kokopuu 14 0,44 0,027 6,1 Kaikki 28 0,43 0,024 5,4 *) Täysperävaunukuormat konttien määrä x 2

11 Energiapuun massan mittaus ja muunto tilavuudeksi Energiapuuerän massan mittaus kuormainvaa alla (kg) Tuoretiheysluku (kg/m³) Massan muuntaminen kiintotilavuudeksi (m³) Kuva: Juha Laitila Kuva: Jari Lindblad Kuva: Juha Laitila Harvennusenergiapuun tuoretiheysluvut Energiapuun mittausoppaassa (havupuut, koivu, muut lehtipuut, sekapuusto) Latvusmassan tuoretiheysluvut Energiapuun mittausoppaassa Tuoretiheyslukuja ei Energiapuun mittausoppaassa. Käytössä EMT:n hyväksymä koekäyttömenetelmä Tuoretiheyslukuja käytetään ainoastaan metsäkuljetuksessa tehtävissä mittauksissa

12 Energiapuun mittauksessa käytettävät tuoretiheysluvut Energiapuun tuoretiheysluvut otettiin käyttöön Taulukot kahdelle maantieteelliselle suuralueelle (kuivumisolosuhteiden alueellinen vaihtelu) Taulukot harvennusenergiapuulle (eri puulajit) ja latvusmassalle Yhteensä kymmenen taulukkoa Taulukoissa määritetään kosteuden mukainen painoluokka. Kosteus määritetään varastoinnin keston ja varastoinnin ajankohdan (kuivumisolosuhteet) mukaan. Esimerkki mittausoppaasta: Taulukko 1. Harvennusenergiapuun tuoretiheysluvut havupuilla Etelä-Suomessa ja Pohjanmaalla. Painoluokat Kosteus Ajankohta Tuoretiheys % kg/m³ 1 > 60 Tuore, jossa lunta tai jäätä Tuore, 30 vrk Tuore, 10 vrk Tuore, 30 vrk Tuore vrk 20 vrk 30 vrk 30 vrk vrk 30 vrk 30 vrk vrk 30 vrk 30 vrk < vrk 30 vrk

13 Kuva: Potentiaalihaihdunta alueittain ja viikoittain , Lindblad 2010

14 Energiapuun mittaus käyttöpaikalla Käyttöpaikalla tehtävässä energiapuun mittauksessa voidaan käyttää toimialalla vakiintuneita laatuohjeita tai standardeja ja näihin perustuvia mittausohjeita. Laatuohje: Puupolttoaineiden laatuohje: FINBIOn julkaisu nro 5/1998 Eurooppalaisia standardeja: Kosteuden määritys SFS-EN Lämpöarvon määritys SFS-EN Tuhkapitoisuus SFS-EN Irto- ja kiintotiheys SFS-EN Palakokojakauman määritys SFS-EN Käyttöpaikalla tehtävät mittaukset eivät ole puutavaran mittauslain piirissä Päästökauppaa ja tuotantotukia koskevat säädökset vaikuttavat ja velvoittavat osaltaan myös mittausta.

15 3. ENERGIAPUUN MÄÄRÄN MITTAUKSEN KEHITTÄMINEN

16 Mittauksen kehittämistarpeet massan ja tilavuuden muuntoluvut aines- ja energiapuulla ENERGIAPUU AINESPUU METSÄ Punnitus ja muunto metsäkuljetuksessa OK käyttöönotetut muuntoluvut, mutta vasta vähän käyttökokemuksia OK-. Uudet, mutta puutteelliset luvut. Osin ristiriitaiset energiapuun lukuihin nähden. TIENVARSI Punnitus ja muunto kaukokuljetuksessa Ei OK. Ei lukuja käytössä. KÄYTTÖPAIKKA OK käyttöönotetut luvut. Tarkempi luokitus tavaralajien ja olosuhteiden mukaan tarpeellinen.

17 Harvennusenergiapuun kuivumisen ennustaminen palstakasoissa Tavoitetila: Varastointiajan paikallisten sääolosuhteiden huomioon ottaminen energiapuun kosteuden ennustamisessa tarkemmat, maantieteen ja vuosien välisen olosuhdevaihtelun huomioon ottava kosteuden ennustaminen. Hyödyntäminen: Kuormainvaakamittauksessa käytettävien muuntolukujen tarkentaminen.

18 Palstakasojen kosteuden mallinnus Malli mäntykuitupuulle: w = b 0 + b 1 * alkukosteus b 2 * pot. haihduntasumma (0 mm ) + b 3 * sadesumma (10 mm) Selitysaste: 0,73 Ennusteen keskivirhe: 2,0 %-yksikköä

19 Palstakasojen kosteuden mallinnus Malli mäntyenergiarangalle: w = b 0 + b 1 * alkukosteus b 2 * pot. haihduntasumma (0 mm ) + b 3 * sadesumma (10 mm) Selitysaste: 0,75 Ennusteen keskivirhe: 2,5 %-yksikköä

20 Palstakasojen kosteuden mallinnus Malli mäntykuitupuulle ja -energiarangalle: w = b 0 + b 1 * alkukosteus b 2 * pot. haihduntasumma (0 mm ) + b 3 * sadesumma (10 mm) + b * lpm Selitysaste: 0,71 Ennusteen keskivirhe: 2,4 %-yksikköä

21 Kantopuun kuivuminen tienvarressa Pidäntä_0 haihduntasumma siten, että päivittäisestä sademäärästä 0 mm imeytyy varastoon (vesimäärä varaston läpi ) kosteus Selitysaste: pidäntä_0

22 Harvennusenergiapuun kuivuminen tienvarressa Pidäntä_6 haihduntasumma siten, että päivittäisestä sademäärästä 6 mm imeytyy varastoon kosteus Selitysaste: Mänty (punainen) 0,68 Koivu (sininen) 0, pidäntä_6

23 Latvusmassan kuivuminen tienvarressa Pidäntä_2 haihduntasumma siten, että päivittäisestä sademäärästä 2 mm imeytyy varastoon kosteus Selitysaste: pidäntä_2

24 Latvusmassan kuivuminen tienvarressa Pitkillä varastointiajoilla ennustaminen vaikuttaa haastavalta. Selitysaste: 0.15

25 Mittauksen kehittäminen - Energiapuun kosteuden mittaus metsäkuljetuksessa Kuormainvaakamittaus + otanta + kosteuden mittaus Mittauserän kuivamassa, energiasisältö (MWh), tarkempi tilavuuden määritys Haasteina kosteuden määritys ja näytteenotto Hake, painotettu keskiarvo Hake Sahanpuru, painotettu keskiarvo Sahanpuru KUVA: Tarvittava otoskoko (kourataakkoja, kpl) otantatarkkuuden suhteen latvusmassaerän kosteuden määrityksessä (Ronkainen 2010). Kuvat: Petri Ronkainen

26 Mittauksen kehittäminen kourasovitteinen näytteenottolaite kosteuden määrittämiseen Sakari Monosen suunnittelema ja tekemä prototyyppi lokakuussa 2011 Kosteuden mittauslaitteita Näytteenottolaitteen kuvat: Jari Lindblad

27 Kosteusmittareiden mittaustarkkuus Metsäteho Oy, Timo Melkas & Mikko Holopainen; Metla, Jari Lindblad

28 Kosteusmittareiden mittaustarkkuus Metsäteho Oy, Timo Melkas & Mikko Holopainen; Metla, Jari Lindblad

29 4. ENERGIAPUUN MITTAUKSEN JÄRJESTÄMINEN JA SISÄLLYTTÄMINEN PUUTAVARAN MITTAUSLAINSÄÄDÄNTÖÖN

30 Ainespuun ja energiapuun mittauksen järjestäminen Puutavaran mittaus (tukki- ja kuitupuu) perustuu lainsäädäntöön (1991). Vastaavasti energiapuun mittaus perustuu toimijoiden väliseen ns. energiapuun mittaussopimukseen (2008). Aines- ja energiapuun hankinta ja korjuu kohdistuvat usein samoihin leimikoihin ja rungonosiin Ulkoisesti ja mitattavuuden suhteen aines- ja energiapuun mittauserillä voi olla samat ominaisuudet Käytännössä kauppakohtaiset tavaralajimääreet määrittävät: a) Tehdäänkö mittaus laki- vai sopimusperusteisesti b) Tehdäänkö mittaus lain vai sopimuksen mukaisilla menetelmillä

31 Puutavaran mittauslain uudistaminen Puutavaran mittauslain kokonaisuudistuksen valmistelu aloitettiin vuoden 2011 alussa. Energiapuun sisällyttäminen lakiin on yksi tärkeimmistä lain uudistamisen perusteista Haasteena on energiapuun mittauksen vakiintumattomuus, kehittymättömyys ja heikohko tarkkuus verrattuna ainespuun mittaukseen. Uuden puutavaran mittauslain voimaantulo näillä näkymin vuoden 2013 aikana

32 LOPPU