Puuenergian teknologiaohjelma

Transkriptio

1 Puuenergian teknologiaohjelma Teknologiaohjelmaraportti 5/2004 Loppuraportti

2 Puuenergian teknologiaohjelma Metsähakkeen tuotantoteknologia Loppuraportti Pentti Hakkila VTT Prosessit Teknologiaohjelmaraportti 5/2004 Helsinki 2004

3 Kilpailukykyä teknologiasta Tekes tarjoaa rahoitusta ja asiantuntijapalveluja kansainvälisesti kilpailukykyisten tuotteiden ja tuotantomenetelmien kehittämiseen. Tekesillä on vuosittain käytettävissä avustuksina ja lainoina noin 390 miljoonaa euroa teknologian kehityshankkeisiin. Teknologiaohjelmien avulla maahamme luodaan uutta teknologiaosaamista yritysten, tutkimuslaitosten ja korkeakoulujen yhteistyönä. Ohjelmien tavoitteena on nostaa teknologista kilpailukykyämme tulevaisuuden keskeisillä teollisuuden toimialoilla. Tällä hetkellä Tekesillä on käynnissä noin 35 teknologiaohjelmaa. Copyright Tekes Kaikki oikeudet pidätetään. Tämä julkaisu sisältää tekijänoikeudella suojattua aineistoa, jonka tekijänoikeus kuuluu Tekesille tai kolmansille osapuolille. Aineistoa ei saa käyttää kaupallisiin tarkoituksiin. Julkaisun sisältö on tekijöiden näkemys, eikä edusta Tekesin virallista kantaa. Tekes ei vastaa mistään aineiston käytön mahdollisesti aiheuttamista vahingoista. Lainattaessa on lähde mainittava. ISSN ISBN Kansi: Oddball Graphics Oy Sisäsivut: DTPage Oy Paino: Paino-Center Oy, Sipoo 2004

4 Esipuhe Suomi on puuenergia-alan teknologiajohtaja maailmassa. Puuenergian merkitys on meillä suurempi kuin missään muussa teollistuneessa maassa, kun 20 % primaarienergian kokonaiskulutuksesta tyydytetään puuperäisillä polttoaineilla. Taistelu kasvihuoneilmiötä ja ilmaston muutosta vastaan edellyttää uusiutuvien energialähteitten käytön lisäämistä, ja Suomessa se tapahtuu ensisijaisesti puuenergian avulla. Sekä energia- että ilmastostrategioittemme yksi konkreettinen tavoite on, että pienpuusta ja metsätähteistä valmistetun metsähakkeen käyttö nousee vuonna 2010 yhteensä 5 milj. m 3 :iin (0,9 Mtoe). Tavoite on haastava, ja se edellyttää vahvaa panostusta metsähakkeen tuotantoteknologiaan. Teknologian kehittämiskeskus Tekes käynnisti vuonna 1999 viisivuotisen Puuenergian teknologiaohjelman, jonka tavoitteena oli kehittää teknologiaa metsähakkeen suurimittaiseen tuotantoon lämpö- ja voimalaitosten polttoaineeksi. Vuonna 2002 ohjelmaan lisättiin erillinen puupolttoaineiden pientuotannon ja käytön panostusalue, joka jatkuu vuoden 2004 loppuun. Muulta osin ohjelma päättyy keväällä 2004, ja sen keskeiset tulokset on koottu tähän loppuraporttiin. Vuoden 2003 loppuun mennessä ohjelmaan oli hyväksytty 44 tutkimushanketta, 46 yrityshanketta sekä 29 demonstraatiohanketta. Osallistuvia yrityksiä oli 53 ja tutkimusyksiköitä 27. Hankkeille oli ominaista tutkijain ja alan yritysten tiivis kanssakäyminen. Se auttoi kohdistamaan kehitystyön oleellisiin kysymyksiin, nopeutti tutkimustiedon kulkua käytäntöön ja edisti myös osanottajain verkottumista. Tutkimuskapasiteetti vahvistui ja osaaminen syventyi. Muutos metsähakkeen tuotantokentässä oli ohjelmakauden aikana huikea. Kaikki kansalaispiirit, päätöksentekijät ja yritysmaailma antavat tukensa asetetuille tavoitteille. Metsätalous on löytämässä energiapuun tuotannosta uuden kasvualan, metsäteollisuus on omaksunut suorastaan veturin roolin metsäpolttoaineitten tuotannossa, konepajateollisuus on tuonut alalle uutta huipputeknologiaa, ja lämpö- ja voimalaitokset ovat mukauttaneet tekniikkansa puupolttoaineille soveltuvaksi, ja ne ovat valmiit käyttämään kaiken tarjolle tulevan metsähakkeen, jos se on hinnaltaan kilpailukykyistä. Metsähakkeelle syntyi luotettavia toimitusorganisaatioita, ja sen haitallinen laatuvaihtelu tasoittui. Tuotantokustannukset aluksi alenivat, mutta kysynnän ja kuljetusetäisyyksien kasvaessa ne kääntyivät vähitellen hienoiseen nousuun. Ohjelmakauden aikana metsähakkeen käyttö nelinkertaistui muttei kuitenkaan viisinkertaistunut, kuten haasteeksi oli asetettu. Suomi on edelleen vahvistanut asemaansa puuenergiateknologian edelläkävijänä maailmalla. Suopea kehitys on monen tekijän tulos. Puuenergian teknologiaohjelma on ollut tärkeä lenkki siinä pitkässä toimijain ja toimenpiteitten ketjussa, joilla yhteistä asiaa on viety eteenpäin. Tekes haluaa lausua parhaat kiitoksensa kaikille

5 ohjelmaan ja sen hankkeisiin osallistuneille. Erityisesti Tekes kiittää ohjelman johtoryhmää sen ansiokkaasta toiminnasta tutkimus- ja kehitystyön suuntaajana ja kohdentajana sekä ohjelmapäällikkö Pentti Hakkilaa, tuotepäällikkö Eija Alakangasta sekä tutkija Kati Veijosta, jotka VTT Prosesseista käsin vastasivat ohjelman koordinointitehtävästä. Helsinki, helmikuu 2004 Tekes

6 Tiivistelmä Tekes toteutti vuosina Puuenergian teknologiaohjelman, jonka tehtävänä oli kehittää tehokasta teknologiaa metsähakkeen tuottamiseksi päätehakkuualojen biomassatähteistä ja nuorten harvennusmetsien pienpuusta. Painopiste oli suurimittaisessa tuotannossa, mutta ohjelmaan lisättiin vuonna 2002 erillinen puupolttoaineitten pientuotannon ja -käytön panostusalue, joka ohjelman muutoin päättyessä jatkuu vielä vuoden 2004 ajan eikä niin ollen sisälly tähän loppuraporttiin. Ohjelma koostui 44 tutkimushankkeesta, 46 yritys- eli tuotekehityshankkeesta sekä 29 demonstraatiohankkeesta, joilla edistettiin uuden teknologian käyttöönottoa. Ohjelmaan osallistui 27 tutkimusyksikköä ja 53 yritystä. Koordinoinnista vastasi VTT Prosessit. Ohjelman kokonaislaajuus oli 42 M, josta Tekesin rahoitusosuus oli 13 M. Kauppa- ja teollisuusministeriö myönsi investointitukea demonstraatiohankkeisiin. Metsähakkeen käyttöä ovat aikaisemmin rajoittaneet lähinnä korkeat tuotantokustannukset, toimitusorganisaatioitten puute sekä tuotteen laadun ennalta-arvaamaton vaihtelu. Puuenergiaohjelma kohdistettiin ensisijaisesti näihin ongelmiin. Erillisenä aiheena oli mukana myös kuorintatähteen polttoaineominaisuuksien parantaminen. Metsähakkeen tuotanto on sovitettava toimintaympäristöönsä, jota Suomessa luonnehtivat runsaat metsäbiomassavarat, tehokkaaksi viritetty ainespuun korjuujärjestelmä, suuri puupolttoaineitten käyttövalmius lämpö- ja voimalaitoksissa, mahdollisuus puun ja turpeen yhteiskäyttöön sekä koko yhteiskunnan varaukseton hyväksyntä puun energiakäytön laajentamiselle. Suomen energia- ja ilmastostrategioissa metsähakkeelle on asetettu 5 milj. m 3 :n (0,9 Mtoe) käyttötavoite vuodelle Viiden vuoden ajan Puuenergiaohjelma on ollut yksi lenkki siinä toimenpiteitten ketjussa, jolla metsähakkeen tuotanto ja käyttö on käännetty Suomessa ennennäkemättömään nousuun. Ohjelman tehtävänä on ollut luoda puitteet ja yhteinen foorumi tutkimus- ja kehitystyölle, mutta keskeinen rooli on kuitenkin ollut alan yrityksillä, jotka edustavat ensisijassa metsäteollisuutta, polttoaineitten ja energian tuotantoa ja koneenrakennusta. Unohtaa ei sovi metsäkone- ja kuljetusyrittäjien ratkaisevan tärkeätä panosta, jota ilman metsähakkeen tuotanto ei ole mahdollista. Niin monta osapuolta on ollut viemässä kehitystä eteenpäin, että on mahdotonta eritellä yksityisen toimijan osuutta kehityskulkuun. Tämä koskee mitä suurimmassa määrin myös Puuenergiaohjelmaa. Metsähakkeen tuotantoteknologia on kehittynyt ja alkanut löytää uomansa. Päätehakkuualojen hakkuutähde on edelleen kustannuksiltaan edullisin ja määrällisesti riittoisin metsähakkeen lähde. Vuonna 2002 sen osuus kaikesta laitosten käyttämästä metsähakkeesta oli 63 %. Puupolttoaineitten kysynnän kasvu on kuitenkin saanut aikaan sen, että raaka-ainepohjaa on ryhdytty laajentamaan entistä määrätietoisemmin myös pienpuuhun ja uutena aluevaltauksena päätehakkuualojen kanto- ja juuripuuhun. Erityistä huomiota kiinnitettiin järjestelmäosaamiseen. Ohjelmakauden aikana tapahtui läpimurto hakkuutähteen paalaustekniikassa. Se avasi mahdollisuuden hakettamattoman biomassan autokuljetukselle ja käyttöpaikkahaketusjärjestelmälle. Useat suuret voimalaitokset hankkivat kiinteän murskaimen, joka puolestaan mahdollisti kanto- ja juuripuunkin vastaanoton. Vuoden 2004 alussa Suomessa työskenteli jo 24 risutukkipaalainta, joitten kapasiteetti riittää käsittelemään 0,6 milj. m 3 hakkuutähdettä vuodessa. Risutukkitekniikka on osoittautunut suurimittaisessa toiminnassa edulliseksi erityisesti tehokkaan prosessinhallinnan välineenä, ja sen osuus on kasvussa. Metsähakkeen tuotannon perusratkaisu, välivarastohaketusjärjestelmä, säilytti kuitenkin johtavan asemansa. Erityisesti hakkuriautot, joitten avulla

7 voidaan välttää välivarastohaketukseen usein liittyvät odotusongelmat, kehittyivät ja yleistyivät. Välivarastohaketus soveltuu hakkuutähteen lisäksi myös pienpuulle, jota ei vielä pystytä taloudellisesti paalaamaan. Pienpuuhakkeen tuotannon merkittävin kehitystapahtuma oli keräilevällä kouralla varustettujen kaato-kasauskoneitten kehittyminen ja käyttöönotto. Niitten kautta pienpuuhakkeen tuotanto voidaan koneellistaa koko ketjun osalta, ja ne soveltuvat hyvin myös itsenäisesti toimivien hakeyrittäjien käyttöön ainespuun korjuusta riippumattomissa energiapuuharvennuksissa. Uusi teknologia, logistiikan hioutuminen ja kokemuksen tuoma oppi vaikuttivat tuotantokustannuksia alentavasti, mutta tuotannon moninkertaistaminen pakotti toisaalta ulottamaan hankintatoiminnan entistä hankalampiin leimikoihin ja entistä etäämmälle laitoksesta. Tämä söi saavutetut edut, ja metsähakkeen hinta kääntyi teknologian kehittymisestä huolimatta vuonna 2001 nousuun. Vuonna 2003 se oli noin 10 /MWh, ja nousupaineet jatkuvat, kun koneyritykset edellyttävät kannattavuutensa kohentuvan ja ainakin osa metsänomistajista odottaa saavansa metsäbiomassasta kantorahaa. Metsähakkeen toimitusorganisaatiot ovat kehittyneet nopeasti. Sekä Biowatti että UPM Metsä tuottivat vuonna 2003 metsähaketta jo 1 TWh:n edestä, ja niitten toimitukset ovat edelleen hyvässä kasvussa. Suuret toimittajat antavat alalle sen uskottavuuden, joka siltä vielä viime vuosikymmenen puolella ehkä puuttui. Rinnalle kaivataan kuitenkin pieniä paikallisia toimijoita, joitten verkottumista koneyrittäjät ovat ryhtyneet kehittämään. Lämpö- ja voimalaitokset ovat rakentaneet vastaanotto- ja käsittelyjärjestelmiään puupolttoaineille soveltuviksi. Murskaimien käyttöönotto on vaikuttanut myönteisesti koko tuotantojärjestelmän kehittymiseen ja raaka-ainepohjan laajenemiseen, mutta monilla laitoksilla käsittelyjärjestelmässä on edelleen käytettävyyttä rasittavia kapeikkoja. Energiapuun tuotanto on integroitumassa metsätalouden arkipäivään. Sen merkitys kasvualana, vihreän imagon luojana, työllistäjänä ja metsänhoidon edistäjänä on oivallettu, ja metsäalan organisaatiot ovat ryhtyneet edistämään metsähakkeen tuotantoa. Kehityksen seurantaa helpottaakseen Puuenergiaohjelma asetti epävirallisen tavoitteen: metsähakkeen käytön kasvu viidessä vuodessa viisinkertaiseksi, mikä merkitsee 2,5 milj. m 3 vuonna Tätä kirjoitettaessa käyttökyselyn tulos ei ole vielä tiedossa, mutta ennakkoarvion mukaan käyttö lienee ollut 2,1 milj. m 3. Se ei siis kasvanut viisinkertaiseksi mutta kylläkin nelinkertaiseksi, ja asetettu tavoite saavutettaneen vuoden viipeellä. Kasvu on ollut muihin maihin nähden vertaansa vailla, ja vallinnut kasvun ilmapiiri on ollut se keskeinen tekijä, joka on luonut edellytykset uuden teknologian kehittämiselle ja käyttöönotolle, motivoinut yritykset mukaan laajalla rintamalla ja vahvistanut Suomen asemaa puuenergian teknologiajohtajana maailmalla. Mahdollisuudet vuoden 2010 käyttötavoitteen (5 milj. m 3 ) saavuttamiseksi ovat hyvät, mutta tavoitteen toteuttaminen edellyttää valtiovallan, yritysten ja tutkimuslaitosten ponnistusten ja yhteistyön jatkuvan herpaantumatta.

8 Sisällysluettelo Esipuhe Tiivistelmä 1 Puuenergia Suomessa Puun energiakäytön kehitystausta Puun energiakäytön nykytila Puu Suomen energiastrategiassa EU:n asettamat reunaehdot Puuenergian teknologiaohjelma Ohjelman tavoitteet Ohjelman organisaatio Ohjelman hankkeet Pientuotannon ja -käytön panostusalue Ohjelman kansainvälinen ulottuvuus Metsähakkeen tuotantoympäristö Metsätalous toimintaympäristönä Ainespuun hankintajärjestelmä Metsähakkeen käyttökapasiteetti Puun ja turpeen seospoltto Metsähakkeen raaka-ainepohja Ainespuuleimikoitten hukkarunkopuu Päätehakkuualojen hakkuutähdehake Nuorten metsien pienpuuhake Päätehakkuualojen kantomurske Metsiemme metsähakepotentiaali Metsähakkeen tuotantoteknologia Tuotantojärjestelmät Tuotanto-organisaatiot Tuotantologistiikka Tuotantokalusto Puskuri- ja varmuusvarastot Vastaanotto ja käsittely laitoksella Tuotantokustannukset Metsähakkeen laadun hallinta Kosteus Muut polttoaineominaisuudet Metsähakkeen käyttö polttoaineena Käytön kantovoimat Käytön kehittyminen...76

9 8 Kuoren käyttö polttoaineena Kuorintatähde polttoainelähteenä Kuoren käytön tehostaminen Metsähakkeen tuotannon seurannaisvaikutukset Ympäristövaikutukset Vaikutukset metsän kasvuun Vaikutukset metsätöihin Sosioekonomiset vaikutukset Metsähakkeen tuotannon nykytila ja kehitysnäkymät...99 Kirjallisuus Liite 1. Ohjelman johtoryhmä Liite 2. Ohjelman hankkeet Liite 3. Ohjelman julkaisut Tekesin teknologiaohjelmaraportteja

10 1 Puuenergian asema Suomessa Ankara ilmasto, pitkät etäisyydet ja perusteollisuuden rakenne nostavat Suomen energian käyttäjänä asukasta kohti laskien maailman kärkimaitten joukkoon. Kun fossiilisia polttoainevaroja ei Suomesta löydy mutta metsävarat ovat runsaat, riippuvuus puuenergiasta on jatkunut pitempään kuin muissa teollistuneissa maissa. Puun arvostus energialähteenä on vaihdellut: milloin polttopuu on noussut elintärkeään asemaan, milloin sen käyttö on liitetty takapajuisuuteen, ja nyt se etenee uusiutuvuutensa ansiosta suosion aallonharjalla. Kun tässä Puuenergian teknologiaohjelman loppuraportissa tarkastellaan viimeisen hyödyntämättömän puubiomassareservimme, metsätähteen, käyttöönottoa uusiutuvana energialähteenä, on paikallaan aluksi arvioida puun energiakäytön kehitystaustaa ja nykytilaa yleisellä tasolla Suomessa. Nehän muodostavat sen perinteen ja ponnistuspohjan, joitten voimin metsähakkeen tuotantoa ja käyttöä tällä vuosikymmenellä moninkertaistetaan. 1.1 Puun energiakäytön kehitystausta Teollistumattomassa Suomessa metsien puusato käytettiin pääasiassa lämmitykseen. Puuta kului, sillä muita polttoaineita ei juurikaan ollut, rakennusten lämpöeristys oli puutteellinen ja lämmitystekniikka alkeellinen. Puuta paloi kaskenpoltossakin, jolloin hyötytuotteena oli tuhka eikä energia. Tehtiin myös tervaa ja puuhiiltä (kuva 1). Käyttömäärissä ainespuu ohitti polttopuun viime vuosisadan toisella neljänneksellä, mutta puu säilyi edelleen keskeisenä energialähteenä. Vielä Talvisodan kynnyksellä puun osuus oli 70 % kaikista polttoaineista. Puun ylivertaista asemaa heijastaa ajan tapa yhteismitallistaa polttoaineet halon pinokuutiometreiksi (p-m 3 ), kun vertailu nykyään tapahtuu ekvivalenttisina raakaöljytonneina (kuva 2). Poistuman rakenne, % Luonnonpoistuma ja hakkuutähde Polttopuu ja maatalouden rakennuspuu Kuitupuu Vientipuu 20 Kaskenpoltto, terva ja puuhiili Tukkipuu Poistuma, milj. m /a Väestö, milj. 50 1,6 50 2,7 53 4,0 70 5,2 Kuva 1. Runkopuun poistuma Suomen metsistä 1800-luvun puolivälistä lähtien (46, kuvaa jatkettu vuoteen 2000). 1

11 3 Milj. p-m / a Tuontipolttoaineet 1,6 Mtoe, 29 % 20,4 Kotimaiset polttoaineet 4,0 Mtoe, 71 % 15 11,5 10 8,1 5 1,9 5,1 0,1 Kivihiili ja koksi Öljy Maaseudun polttopuu Markkinahalko Teollisuuden puutähteet Turve Kuva 2. Polttoaineitten kulutus kaudella halkopinokuutiometreiksi (p-m 3 =0,65 m 3 ) muunnettuna (68). Sodan ja sitä seuranneen pulakauden aikana polttopuun merkitys korostui entisestään. Huollon turvaaminen oli yhtälailla elintärkeätä kuin peruselintarvikkeilla. Kansanhuoltoministeriöön perustettiin puu- ja polttoaineosasto hankintapiireineen, säädettiin laki polttopuun saannin turvaamiseksi eli halkolaki, asetettiin metsänomistajille halonhakkuuvelvoitteita, toteutettiin pakkohakkuita, takavarikoitiin ainespuuvarastoja, muunnettiin pääosa autokannasta puukaasukäyttöiseksi, valmistettiin voiteluöljyjä tervasta sekä perustettiin Rautatiehallituksen Puutavaratoimisto, josta ajan myötä kehittyi nykyinen Vapo Oy. Polttoaineitten tuonti vapautui 1950-luvulla, ja maahan alkoi virrata hiiltä ja öljyä. Polttopuun tarve ja arvostus kääntyivät laskuun. Pinotavarakoivulle, joka aikaisemmin oli kelvannut vain polttoaineeksi, löytyi 1960-luvulla uusi käyttökohde puumassateollisuuden raaka-aineena. Yleismaailmallisen energiakriisin koittaessa 1970-luvulla puun osuus oli enää 14 % energian kokonaiskulutuksesta. Suuntaus oli edelleen laskeva. Tässä tilanteessa valtiovalta havahtui ja ryhtyi energiahuollon turvaamiseksi edistämään puun ja turpeen polttoainekäyttöä. Terävöitynyt energiapolitiikka sekä toisaalta metsäteollisuuden laajenemiseen liittynyt puuperäisten prosessitähteitten tuotannon kasvu käänsivät kotimaiset polttoaineet uuteen nousuun. Vuosituhannen vaihtuessa jo 20 % energian kokonaiskulutuksesta tyydytettiin puuperäisillä polttoaineilla ja 6 % turpeella. Näin suuri osuus energian kulutuksesta ei ole enää saavutettavissa puun ensiasteisena käyttömuotona, sillä 90 % puusadosta ohjautuu ainespuuksi. Metsäteollisuudessa syntyy kuitenkin runsaasti puutähdettä, josta pääosa hyödynnetään polttoaineena. Hakkuissa metsiin jää lisäksi biomassatähdettä, joka soveltuu ainoastaan polttoaineeksi. Metsä- ja prosessitähteitä hyödyntämällä puuenergian mahdollisuudet ovat teollistuneessakin Suomessa suuret. Asukasta kohti laskettuna kotimaisen ja tuontipuun käyttö on Suomessa 20-kertainen muitten EU-maitten keskiarvoon verrattuna (kuva 3). Siihen perustuu myös puuperäisen energian ainutlaatuisen vankka asema kansantaloudessamme. 2

12 3 m / asukas 16 14, ,7 Nettotuonti Hakkuukertymä 4 2 2,5 0,6 0,4 0,4 0,1 0,1 0,8 Suomi Ruotsi Itävalta Ranska Saksa Tanska Iso- Britannia Hollanti EU keskim. Kuva 3. Raakapuun käyttö asukasta kohti eräissä EU-maissa vuonna 1999 (53). 1.2 Puun energiakäytön nykytila Vuosittain yli 5 milj. m 3 eli 8 % Suomen metsien hakkuukertymästä tehdään polttopuuksi, joka käytetään lähinnä pientaloissa ja maatiloilla. Pienkäyttöön ohjautuu lisäksi noin 1 milj. m 3 erilaista jätepuuta (80). Muu runkopuu käytetään metsäteollisuuden raaka-aineeksi. Puuta säästävästä jalostustekniikasta huolimatta merkittävä osa teollisuuden raakapuusta jää kuitenkin prosessitähteeksi, joka toisasteisessa käytössään hyödynnetään paljolta energian tuotannossa: Sahateollisuudessa yli puolet raaka-aineesta jää tähteiksi, joista pääosa käytetään puumassa- ja levyteollisuudessa. Polttoaineeksi joutavat kuorintatähde, osa sahanpurusta sekä sahauspinnoista tehdyn kuituhakkeen seulontatähde, joitten osuus on % raaka-aineesta. Vaneriteollisuudessa prosessitähteen osuus on enemmän kuin kaksi kolmannesta raaka-aineesta. Tähde pyritään hyödyntämään puumassateollisuudessa, mutta kuorinta- ja seulontatähteen, vanerin reunasahaustähteen, purun ja hiontapölyn muodostamaan energiaositteeseen jää jopa % raaka-aineesta. Mekaanisessa puumassateollisuudessa kuorinta- ja seulontatähteestä muodostuvaan energiaositteeseen joutuu % raaka-aineesta. Puuta jää energiakäyttöön vähemmän mutta prosessienergiaa kuluu enemmän kuin muilla metsäteollisuuden aloilla. Kemiallisessa puumassateollisuudessa energiaosite muodostuu kuorinta- ja seulontatähteestä sekä erityisesti mustalipeästä, joka on peräisin puusta sellunkeitossa liuenneista ligniineistä, hiilihydraateista ja uuteaineista. Yhdestä kuorellisen raakapuun kuutiometristä jäävän mustalipeän lämpöarvo on noin 1,3 MWh. Mustalipeä poltetaan soodakattilassa osana sellutehtaan kemikaalikiertoa, jolloin siinä oleva puuperäinen energia otetaan talteen. Mustalipeä on erityisen merkittävä energian lähde Suomessa ja Ruotsissa, joihin puolet koko Euroopan selluntuotannosta keskittyy. Jopa 60 % selluteollisuuden puuraaka-aineen lämpöarvosta käytetään polttoaineeksi. Prosessitähteet mukaan lukien lähes puolet kaikesta Suomessa käytetystä koti- ja ulkomaisesta puubiomassasta päätyi vuonna 2002 energian tuotantoon. Siitä viidennes joutui polttoaineeksi jo ensiasteisessa mutta neljä viidennestä vasta toisasteisessa käytössään (kuva 4). Suomen primaarienergian käyttö vastasi KTM:n tilastojen mukaan vuonna 2002 lämpöarvoltaan 33,5 milj. ekvivalenttista öljytonnia (Mtoe), josta puuperäisen energian osuus oli 6,7 Mtoe. Puupe- 3

13 3 Milj. m / vuosi 30 Teollisuuden lopputuotteet 53 % Energian tuotanto 47 % 25, ,7 Toisasteinen käyttö Ensiasteinen käyttö 15 13,3 10 8,6 5 1,9 0,3 3,1 0,05 5,4 1,7 Muut tuotteet Puumassa Sahatavara Puulevyt Mustalipeä Sahanpuru ym. Halko ja pilke Puupuristeet Kuoritähde Metsähake Kuva 4. Puun loppukäyttö Suomessa vuosina 2001 tai Ei sisällä kierrätyspuuta (53, 80 ja 103). Mtoe / vuosi 10 8,7 8 Kokonaiskulutus 33,5 Mtoe / ,6 4,5 3,7 1,6 1,0 2,1 0,9 0,3 5,1 1,1 1,6 2,4 Halko ja pilke Kuori, puru ja hake Mustalipeä Öljy Ydinvoima Kivihiili Maakaasu Tuontipuun tähteet Turve Muut Tuontienergia 75 % Kotimainen energia 25 % Tuontisähkö Vesivoima Puuperäinen Kuva 5. Suomen energialähteet vuonna räinenkään energia ei ole enää kokonaisuudessaan kotimaista, vaan merkittävä osa siitä on tuontipuusta syntynyttä kuorinta- ja mustalipeätähdettä, ja kuorta ja polttohaketta myös tuodaan Suomeen. Ulkomaisen, lähinnä venäläisen puuraaka-aineen prosessitähde on energialähteenä itse asiassa määrällisesti merkittävämpi kuin tuontisähkö (kuva 5). Öljyn käyttö on supistunut, ja riippuvuus öljystä on nykyisin pienempi kuin useimmissa muissa teollistuneissa maissa. Puuperäisiä polttoaineita saadaan siis monista lähteistä, joista mittavin on mustalipeä. Kiinteistä puupolttoaineista tärkeimmät ovat kuorintatähde sekä pientalojen halko- ja pilkemuotoinen polttopuu. Metsähakkeen osuus on niihin verrattuna vie- 4

14 TWh / vuosi 16 15, Kokonaiskäyttö laitoksissa 25 TWh / 2002 Tavoite / ,5 2,5 1,6 0,7 0,1 0,1 Kuori Puru Metsähake Teollinen hake Kierrätyspuu Puupuristeet Muu puu Kuva 6. Kiinteitten puupolttoaineitten käyttö laitoksissa vuonna 2002 (103). lä vaatimaton, mutta metsähakkeen kasvumahdollisuudet ja -tavoitteet ovat muita suuremmat (kuva 6), ja sen osuus markkinoille tulevista puupolttoaineista on kovassa kasvussa. 1.3 Puu Suomen energiastrategiassa Suomen energiastrategian tavoitteena on turvata energian saatavuus kilpailukykyiseen hintaan ja samalla rajoittaa kasvihuonekaasu- ja muut ympäristöpäästöt kansainvälisten sitoumusten edellyttämälle tasolle (42). EU:n langettaman velvoitteen mukaan Suomen tulee palauttaa kasvihuonekaasujen päästöt vuosiin mennessä vuoden 1990 tasolle. Hiilidioksidiksi muunnettuna tuo tavoitetaso on 76,5 Mt/a. Se ylitettiin 2000-luvun alussa säästä ja teollisuuden käyttöasteesta riippuen noin 5 Mt:lla vuodessa, vähävetisenä vuonna 2003 jopa 13 Mt:lla. Kauppa- ja teollisuusministeriö laati vuonna 1999 energiastrategian toimeenpanoa palvelemaan uusiutuvien energialähteiden edistämisohjelman (43). Tavoitteeksi asetettiin uusiutuvan energian käytön nostaminen vuonna 1995 vallinneelta 6,1 Mtoen tasolta vuoteen 2010 mennessä tasolle 9,2 Mtoe. Lisäyksestä peräti 2,8 Mtoe arvioitiin saavutettavan biopolttoaineitten, ensisijaisesti puuperäisten polttoaineitten avulla seuraavasti: teollisuuden puuperäiset prosessitähteet 50 %, metsäpolttoaineet 30 % ja lajitelluista jätteistä valmistettavat kierrätyspolttoaineet 20 % kasvutavoitteesta. Metsäpolttoaineilla lisäystavoite tukeutuu lähinnä metsähakkeeseen, jonka osalta tähtäimessä jo alunperin oli käytön nostaminen 5 milj. m 3 :iin vuoteen 2010 mennessä. Lähes yhdenmukainen tavoite asetettiin vuonna 1999 kansallisessa metsäohjelmassa (54) ja vuonna 2001 kansallisessa ilmastostrategiassa (94). Kauppa- ja teollisuusministeriön asettama työryhmä arvioi ja täsmensi uusiutuvien energialähteiden edistämisohjelman vuonna Tarkistaminen nähtiin tarpeelliseksi, vaikka ohjelman laatimisesta oli kulunut vasta kolme vuotta, sillä toimintaympäristö oli muuttumassa: EU:n lainsäädännössä oli tapahtunut ja tapahtumassa monia energian tuotantoon kohdistuvia muutoksia, tärkeimpänä direktiivi kasvihuonekaasujen päästöoikeuksien kaupan järjestelmästä yhteisössä. Kun päästökauppa käynnistyy EU:ssa vuoden 2005 alkaessa, energiaverotus ja tukipolitiikka on arvioitava uudelleen ja mukautettava päästökaupan olosuhteisiin. Eduskunnan vuonna 2002 tekemä myönteinen periaatepäätös Teollisuuden Voima Oy:n hakemukseen ydinvoimalaitoksen rakentamiseksi sekä samassa yhteydessä hyväksytty metsäpolttoaineitten käyttöä edistävä risupaketti. 5

15 Polttoaineitten maailmanmarkkinahintojen muutokset, muun muassa maakaasun ja sähkön hintojen merkittävä kohoaminen. Tarkistustyöryhmän ehdotus noudattaa pääpiirteissään aikaisempia linjauksia. Bioenergiaa koskevia tavoitteita on selkeytetty, ja vuodelle 2005 on seurannan helpottamiseksi asetettu välitavoite. Kasvu tulee olemaan nopeinta metsähakkeella, jolla alkuperäisen ohjelman mukaisesti tuotettaisiin vuonna 2010 pienkäyttö mukaan luettuna 0,9 Mtoe vastaava määrä energiaa (taulukko 1). Siihen tarvitaan 5 milj. m 3 metsäbiomassaa. Puupolttoaineitten käyttö laajeni viime vuosikymmenen jälkipuoliskolla ripeästi. Taustalla oli metsäteollisuuden kapasiteetin ja tuotannon kasvu. Sen seurauksena myös energian tuotanto mustalipeästä ja puusivutuotteista kasvoi. Kasvu, mukaan lukien puuperäinen energia, pohjautui paljolta tuontipuuhun. Kuluvalla vuosikymmenellä kasvun odotetaan hidastuvan, sillä kotimaisen ainespuun hakkuumahdollisuudet hyödynnetään jo tarkoin. Kun muittenkin uusiutuvan energian lähteitten kasvuvauhti jää ainakin vielä lähivuosina vaatimattomaksi, metsähake tulee olemaan avainasemassa seuraavista syistä: Tarkistetussa uusiutuvan energian edistämisohjelmassa metsähakkeen kasvutavoite on kuluvalla vuosikymmenellä suurempi kuin minkään muun yksittäisen energialähteen. Vuonna 2010 metsähakkeen käyttö on oleva 0,7 Mtoe suurempi kuin vuonna 2001, mikä kattaa 30 % uusiutuvan energian tuotannon kokonaiskasvusta tarkastelujakson aikana. Metsähakkeen tuotannossa energian panos-tuotossuhde on edullinen, noin 1:30. Metsähakkeella tuotettu energia voidaan aidosti käyttää korvaamaan fossiilipolttoaineita ja alentamaan hiilidioksidipäästöjä, kun taas metsäteollisuuden prosessitähteillä tuotettu energia kuluu kokonaan tai ainakin suureksi osaksi itse tuotantoprosessissa. Vain murto-osa siitä liikenee todellisuudessa ulkopuolisten hiilidioksidipäästöjen alentamiseen. Taulukko 1. Uusiutuvien energialähteitten käyttötavoitteet KTM:n työryhmän ehdotuksen mukaan (44). Energialähde Käyttö Mtoe/vuosi Puun ensiasteinen käyttö Pienkäyttö kiinteistöissä (ilman haketta) 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 Metsähake (myös pienkäyttö) 0,1 0,2 0,5 0,9 1,5 Puun toisasteinen käyttö: Selluteollisuuden mustalipeä 2,6 3,2 3,4 3,7 4,0 Teollisuuden kiinteät puutähteet 1,2 1,8 1,9 2,0 2,2 Puuperäiset yhteensä 4,9 6,3 7,0 7,9 9,1 Kierrätyspolttoaineet 0,0 0,0 0,1 0,2 0,2 Biokaasu, peltobiomassa, biopolttonesteet 0,0 0,0 0,1 0,2 0,5 Vesivoima 1,1 1,1 1,2 1,2 1,4 Tuulivoima 0,0 0,0 0,0 0,1 0,4 Lämpöpumput, aurinkoenergia 0,0 0,1 0,1 0,2 0,5 Uusiutuvat yhteensä 6,1 7,6 8,6 9,8 12,1 6

16 Hinta, / MWh 30 28,9 Valmistevero Veroton hinta 20 19,8 16, ,7 11,7 9,6 10,2 Kevyt polttoöljy Raskas polttoöljy Hiili sisämaa Hiili rannikko Maakaasu Jyrsinturve Metsähake Kuva 7. Polttoaineitten kuluttajahinnat lämmön tuotannossa ilman liikevaihtoveroa elokuussa 2003 (8). Valtio jouduttaa energiaa säästävän ja uusiutuvia energialähteitä hyödyntävän teknologian kehittymistä ja kaupallistumista. Vero- ja tukitoimenpiteitten ohella ohjausmekanismeihin kuuluu pitkäjänteinen tutkimus- ja kehitystoiminta erityisten kehitysohjelmien tukemana: Ympäristöverot lämmön tuotannossa. Koska puuperäiset polttoaineet luokitellaan hiilineutraaleiksi, ne on vapautettu hiiliperusteisista veroista, jotka rasittavat kaikkia muita polttoaineita lämmön tuotannossa. Vuoden 2004 alkaessa energiatuotteista kannettava valmistevero, veroluonteiset huoltovarmuus- ja öljysuojamaksu mukaan luettuna, oli yhteensä seuraava: kivihiili 6,3, kevyt polttoöljy 6,0, raskas polttoöljy 5,3, maakaasu 1,9 ja turve 1,6 /MWh. Verotusmenettely muuttaa polttoaineitten hintasuhteita puuta suosien (kuva 7). Sähköveron palautus. Sähkön tuotannossa energiaveroja ei aseteta millekään polttoaineelle, vaan vero kannetaan sähkön kuluttajalta riippumatta siitä, miten sähkö on tuotettu. Puun kilpailuasemaa pönkitetään palauttamalla osa verosta sähkön tuottajalle. Metsähakkeen samoin kuin tuulivoiman osalta palautus on 6,9 /MWh e. Tuotantotuki. Jos metsähake korjataan tietyt metsänhoidolliset kriteerit täyttävästä nuoresta harvennusmetsästä, metsänomistajalle maksetaan metsikön puustotunnuksista, sijaintialueesta ja työn toteuttajasta riippuen pinta-alaperusteista kunnostustukea /ha, kun työ teetetään ulkopuolisella työvoimalla. Sen lisäksi maksetaan korjuutukea 3,3 /MWh sekä haketustukea 2,1 /MWh. Tuotantotukea maksetaan myös juurakoitten korjuuseen päätehakkuissa, jos nosto tapahtuu touko-lokakuussa. Tuki on 0,44 runkopuun kuutiometriä kohti, mikä kanto- ja juuripuulle siirrettynä merkitsee noin 0,9 /MWh. Investointituki. Uuden teknologian käyttöönoton ja kaupallistamisen kynnystä madalletaan erikoislaitteitten investointituella. Hakkureille, murskaimille, paalaimille ja pienpuuston kaatokasauslaitteille investointituki on tyypillisesti 25 % ostohinnasta. Teknologian tutkimusta ja kehittämistä tuetaan valtion varoin. Metsähakkeen tuotantoteknologian osalta keskeinen rahoituskanava vuosina oli Tekesin Puuenergian teknologiaohjelma. 7

17 1.4 EU:n asettamat reunaehdot Vuonna 1997 laadittiin Kiotossa YK:n ilmastosopimus, jonka tavoitteena on vähentää teollistuneitten maitten kasvihuonekaasupäästöjä vuosiin mennessä 5,2 %:lla vuoden 1990 tasolta. Tärkein kasvihuonekaasujen lähde on energian tuotannon hiilidioksidipäästöt. Sopimus astuu voimaan, kun vähintään 55 valtiota on sen allekirjoittanut ja kun allekirjoittajat edustavat vähintään 55 %:n osuutta sopimusvaltioitten kasvihuonekaasupäästöistä vuonna Osuuden saavuttaminen edellyttää, että Venäjäkin liittyy allekirjoittajavaltioihin. EU:n komissio on julkaissut Valkoisen kirjan uusiutuvista energialähteistä lähtökohtanaan Kioton sopimus. Se on omalta osaltaan asettanut vähennystavoitteeksi 8 % ja siihen tähdäten päättänyt kaksinkertaistaa uusiutuvien energialähteitten osuuden energiantuotannossa 12 %:iin. Keskeiseen asemaan on nostettu biomassan energiakäyttö, jonka tulisi kasvaa 45 Mtoen tasolta kolminkertaiseksi 135 Mtoen tasolle seuraavasti: Lisäkäyttö, Mtoe/vuosi Biokaasu 15 Energiakasvit 45 Maa- ja metsätalouden jätteet 30 Lisäys yhteensä 90 Tämän mukaisesti EU on säätänyt joukon direktiivejä, joilla pyritään torjumaan energian tuotannon haitallisia ympäristövaikutuksia, saavuttamaan Kioton sopimuksen tavoitteet kasvihuonekaasujen vähentämiseksi sekä pönkittämään energiahuollon omavaraisuutta. Kaikilla EU-mailla on kansallinen uusiutuvien energiamuotojen edistämisohjelma. Näissä ohjelmissa ja kansallisessa lainsäädännössä EU:n tavoitteet on joskus otettu huomioon jopa kovennettuina. Niissä asetetut velvoitteet ja kannusteet vaikuttavat vahvasti alan toimintaympäristöön ja vaihtoehtoisten energiamuotojen kilpailuasemaan. Seuraavassa EU:n toimenpiteitä tarkastellaan puupolttoaineitten ja puuperäisen energian kansallisten ja kansainvälisten markkinoitten näkökulmasta. Tietolähteenä on Puuenergiaohjelman teettämä selvitys bioenergian kilpailuaseman muutoksista Euroopassa (96). Sähködirektiivi eli direktiivi sähkön sisämarkkinoita koskevista yhteisistä säännöistä tähtää todellisten ja tehokkaitten sisämarkkinoitten luomiseen. Se määrittelee säännöt sähkön tuotannolle, siirrolle ja jakelulle sekä sähkömarkkinoitten organisoinnille ja toiminnalle. Se antaa jäsenmaille mahdollisuuden määrätä uusiutuvista energialähteistä ja jätteistä tuotetulle sähkölle sekä yhdistetylle sähkön ja lämmön tuotannolle etuoikeus verkkoon pääsylle. Etusija voidaan antaa myös polttoaineen kotimaisuuden perusteella, jopa hiilellekin. RES-E-direktiivi, eli direktiivi uusiutuvilla energialähteillä tuotetun sähkön edistämiseksi, luo puitteet uusiutuvan sähkön tuotannon lisäämiseksi keskipitkällä aikavälillä. Huoltovarmuuden, ympäristönsuojelun ja sosiaalisen ja taloudellisen yhtenäisyyden parantamiseksi sekä energiantuotannon monipuolistamiseksi tavoitteena on nostaa uusiutuvista energialähteistä tuotetun sähkön osuus vuonna 1997 vallinneelta 13,9 %:n tasolta 22 %:iin vuoteen 2010 mennessä. Direktiivissä määritetään jäsenvaltioille maakohtaiset tavoitteet, mutta ne eivät ole sitovia. Suomen ohjeelliseksi tavoitteeksi on asetettu osuuden nostaminen 24,7 %:sta 31,5 %:iin. Direktiivissä ei esitetä suosituksia yhtenäisiksi tukimuodoiksi tai edistämistoimenpiteiksi, vaan kukin jäsenmaa toteuttaa oman tukipakettinsa. Useimmissa maissa tuet tullevat suosimaan pienimuotoista sähköntuotantoa. CHP-direktiivi, eli direktiivi sähkön ja lämmön yhteistuotannon edistämiseksi, astunee voimaan vuonna Se tukee tavoitetta nostaa yhteistuotantosähkön osuus 9 %:sta vuonna 1994 kaksinkertaiseksi eli 18 %:iin vuonna Erityisesti halutaan edistää pienimuotoista (alle 1 MW e )ja toisaalta uusiutuviin energialähteisiin perustuvaa yhteistuotantoa. Ainakaan toistaiseksi ei ole tarkoituksena asettaa maakohtaisia tavoitteita. 8

18 Vihreät sertifikaatit eli uusiutuvan energian sertifikaatit tarjoavat mahdollisuuden tukea uusiutuvan energian tuotantoa. Järjestelmä perustuu yleensä vapaaehtoisuuteen, mutta joissakin maissa kuten Ruotsissa on jo käytössä sähkön toimittajaan tai loppukäyttäjään kohdistuvia määräosuusvelvoitteita. Velvoitetta täytettäessä voidaan käyttää vihreätä sertifikaattia, joka on alkuperätieto uusiutuvalla energialla tuotetusta sähköstä. RECS-järjestelmässä sertifikaatti myönnetään mukaan hyväksytylle tuottajalle jokaisesta megawattitunnista. Suomessa tuotantoyksikön hyväksyy Fingridin toimeksiannosta SFS Sertifiointi Oy. Sertifikaatit talletetaan tuottajan sertifikaattitilille, jolta niitä myydään asiakkaalle. Fingrid rekisteröi järjestelmään hyväksytyn sähköntuotannon, myöntää sertifikaatit ja ylläpitää sertifikaattikaupan tasetietoja. Kauppaa harjoittamaan on perustettu välittäjä- ja kokonaispalveluyrityksiä. Järjestelmään kuuluvaa sähköä ei voida enää myydä erikseen vihreänä sähkönä, koska sen ympäristöominaisuus on irrotettu ja kiinnitetty sertifikaattiin. Jos suomalainen sähkölaitos käyttää polttoaineenaan metsähaketta, sen saama kotimainen verohelpotus on 6,9 /MWh e. Jos sähkö myydäänkin ulkomaisille sertifikaattimarkkinoille, verohelpotusta ei myönnetä, mutta sen sijaan voidaan saada parempi korvaus sertifikaatin ostajalta. Hollannissa sertifikaatin hinta on /MWh e. GHG-direktiivi, eli direktiivi kasvihuonekaasujen päästöoikeuksien kaupan järjestelmän toteuttamiseksi yhteisössä, on keskeinen Kioton sopimuksen mekanismi. Sen kautta hiilidioksidin päästäminen ilmakehään tulee EU:n alueella maksulliseksi. Tavoitteena on toteuttaa kasvihuonekaasujen päästöjen vähennykset siellä, missä toimenpiteen kustannustehokkuus on paras. Päästökauppa käynnistyy EU:ssa vuoden 2005 alussa. Ensimmäisessä, vuodet kattavassa vaiheessa järjestelmän piirissä ovat vain hiilidioksidipäästöt, mutta myöhemmin mukaan liitettäneen muitakin kasvihuonekaasuja. Hiilidioksidin osuus kasvihuonekaasuista on EU:ssa 80 % ja Suomessa 84 %. Päästökauppasektori kattaa Suomessa noin puolet Kioton sopimuksessa tarkoitetuista kasvihuonekaasupäästöistä. Alkuvaiheessa päästökaupan piirissä ovat suuret teollisuuslaitokset seuraavilla tuotannonaloilla, joista energiantuotantolaitokset yksinään kattavat yli 40 % Suomen osuudesta: Polttoaineteholtaan yli 20 MW:n energiantuotantolaitokset Öljynjalostamot Koksaamot Rauta- ja terästehtaat Kalkin tuotanto Lasi- ja lasivillatehtaat Keraamisten tuotteitten kuten tiilen ja posliinin valmistus Puumassa-, paperi- ja kartonkitehtaat. Päästökauppadirektiivin soveltamisalaan kuuluvien laitosten on haettava jäsenvaltionsa viranomaiselta lupa kasvihuonekaasujen päästämiselle. Suomessa päästökaupan piiriin tulee alkuvaiheessa kuulumaan noin 300 toimijaa. Päästöoikeuksien maksuton alkujako luvan saajille tapahtuu komission hyväksymän kansallisen suunnitelman pohjalta. Jos luvan haltija ylittää myönnetyn päästöoikeuden, puuttuvat oikeudet tulee ostaa markkinoilta. Jos oikeuksia jää käyttämättä, ne voidaan myydä tai säästää tuleviin tarpeisiin. Päästöoikeuksille syntyy markkinahinta. Päästöoikeuksien hintaa ei vielä tiedetä. Arvioissa hintatasoksi oletetaan 5 20 /t CO 2. Yhdysvaltojen vetäytyminen Kioton sopimuksesta vaikuttanee päästöoikeuksien hintaa alentavasti. Päästökauppajärjestelmä otetaan käyttöön tilanteessa, jossa jo sovelletaan erilaisia ohjauskeinoja hiilidioksidipäästöjen vähentämiseksi. Energiaverotus ja päästökauppa on sovitettava yhteen, jolloin nykyisten ohjauskeinojen merkitys ehkä supistuu. Hallitusohjelman mukaan Suomen ilmastostrategia uusitaan, ja päästökauppa otetaan mukaan vero- ja tukikeinojen rinnalle uusiutuvan energian käyttöä edistämään. Ratkaisulla tulee olemaan suuri vaikutus metsähakkeen tuotannon kannattavuuteen ja toimintaedellytyksiin kuluvan vuosikymmenen jälkipuoliskolla. 9

19 2 Puuenergian teknologiaohjelma Tekes on tärkein sovelletun tutkimuksen ja kehitystyön rahoittaja Suomessa. Uusiutuva energia on yksi Tekesin avainaloista. Viimeisten 15 vuoden aikana Tekes on rahoittanut lukuisia ohjelmia, jotka ovat kohdistuneet biopolttoaineitten tuotantoon, käyttöön, jalostukseen tai ympäristövaikutuksiin (kuva 8). Puupolttoaineitten tuotanto liitettiin tähän kokonaisuuteen ensimmäisen kerran vuosina toteutetussa Bioenergian tutkimusohjelmassa, jossa kehitettiin uutta tuotanto- ja käyttöteknologiaa sekä uusia polttoaineita puu- ja turvereservien energiapotentiaalin hyödyntämiseksi. Ohjelman kallistuessa kohti loppuaan voitiin todeta (98), että: Bioenergian mahdollisuudet Suomessa oli tiedostettu ja tunnustettu laajoissa kansalaispiireissä, yritysmaailmassa ja poliittisessa johdossa. Tuotanto- ja käyttöteknologiat olivat kehittyneet ja bioenergian käyttö oli lähtenyt kasvuun. Suomalainen bioenergiateknologia ja siihen liittyvä tutkimus olivat tulleet tunnetuiksi maailmalla, ja Suomi oli noussut alan edelläkävijämaaksi Ruotsin rinnalle. Tekes katsoi, että myönteisen kehityksen jatkuminen tulee turvata ja hankittu tutkimusosaaminen hyödyntää senkin jälkeen, kun Bioenergian tutkimusohjelma päättyy. Koska toimintaympäristössä oli tapahtumassa radikaaleja muutoksia muun muassa Kioton ilmastosopimuksen myötäjäisenä, kehitystyö päätettiin suunnata ja painottaa uudelleen. Erityisesti metsäteollisuus ja sitä lähellä toimivat yritykset olivat osoittaneet halukkuutensa lisätä puun energiakäyttöä. Myös energiayhtiöt olivat kiinnostuneet puupolttoaineitten lisäkäyttömahdollisuudesta. Keinotekoinen turpeen vedenpoisto Aurinkoenergiaan perustuva turvetuotanto SIHTI JALO Polttoaineen jalostus LIEKKI 1 Polttotekniikka Turve Puu BIOENERGIA Peltobiomassat - käyttö SIHTI II Energia- ja ympäristöteknologia LIEKKI 2 Poltto- ja kaasutustekniikka TULISIJA Puuenergia Puuenergia-klinikka Jätteiden energiakäyttö STREAMS Yhdyskuntien jätevirroista liiketoimintaa CLIMTECH CODE Palamisen prosessien mallinnus Puun pientuotannon ja -käytön ohjelma FINE Pienhiukkaset Ilmastonmuutoksen torjunta DENSY Hajautetut energiajärjestelmät Kuva 8. Tekesin bioenergiaohjelmat. Kuvion ala kuvastaa ohjelman laajuutta (Tekes). 11

20 Ainoa todella merkittävä puupolttoaineen reservi oli metsäbiomassa, mutta sen käyttöönoton ongelmana olivat yhä edelleen kalliit tuotantokustannukset. Tältä pohjalta Tekes päätti käynnistää vuonna 1999 uuden ohjelman, jossa voimavarat ja keihäänkärki kohdistettiin painokkaasti metsähakkeen tuotantoteknologian kehittämiseen. Ohjelman nimeksi annettiin Puuenergian teknologiaohjelma. Jäljempänä käytetään lyhyempää nimeä Puuenergiaohjelma. 2.1 Ohjelman tavoitteet Puuenergiaohjelma on yksi lenkki siinä ohjauskeinojen ketjussa, jolla valtiovalta edistää uusiutuvien energialähteitten käyttöönottoa. Ohjelman tehtävänä oli kehittää tehokasta teknologiaa metsähakkeen tuottamiseksi energiakäyttöön sellaisesta puubiomassasta, jolle ei ole kysyntää teollisuuden raaka-aineeksi. Tavoitetta asetettaessa tehokkuuden käsite ymmärrettiin laajassa merkityksessään: korkea tuottavuus, kilpailukykyiset tuotantokustannukset, toimitusten luotettavuus, laadukas tuote, sosiaalisesti kestävä toiminta, ympäristöystävällisyys ja joustava sopeutuminen olemassa olevaan infrastruktuuriin. Kehityskohteeksi rajattiin alkuvaiheessa metsähakkeen suurimittainen tuotanto nuorten metsien pienpuusta ja päätehakkuualojen biomassatähteistä (kuvat 9 11). Tällä sektorilla yritysten valmius ohjelmatyöhön oli korkea, ja selkeästi rajatun kompaktin kokonaisuuden katsottiin luovan otollisen ympäristön yhteistyölle. Vakavimmiksi metsähakkeen käytön esteiksi katsottiin muihin polttoaineisiin nähden korkea kustannustaso, toimitusjärjestelmien kehittymättömyys sekä polttoaineen laadun hallitsematon vaihtelu. Näistä haasteista lähtien ohjelmalle nimettiin seuraavat painoalat: Energiapuun tuotannon integroiminen metsätalouteen ja teollisuuden ainespuun hankintaan. Metsähakkeen tuotantojärjestelmien kehittäminen, mukaan lukien organisaatio, logistiikka, korjuu, kuljetukset, vastaanotto ja varastointi. Tavoitehierarkian huipulle asetettiin järjestelmäosaaminen. Kaukokuljetuksen kehittäminen hakettamattomalle ja haketetulle raaka-aineelle. Metsäkone- ja kuljetusyritysten valmiuden kehittäminen ja motivoiminen metsähakkeen tuotantoon. Kuva 9. Nuoren männikön harvennuksesta korjattua pienpuuta. Havupuuvaltaisesta leimikosta saatava raaka-aine on usein lehtipuuta (VTT). 12