Metsätuotannon elinkaariarviointi

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "Metsätuotannon elinkaariarviointi"

Juho Karvonen
8 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 Metsätuotannon elinkaariarviointi Antti Kilpeläinen Metsätieteiden seminaari Metsäntutkimus tänään ja tulevaisuudessa , Joensuu

2 Miksi elinkaaritarkasteluja metsätuotannolle? Voidaan tarkastella kokonaisvaltaisesti energiabiomassaa, ainespuuta, hiilen sitoutumista ja hiilen varastoja samanaikaisesti. Metsäbioenergian vertailu muihin energialähteisiin (kgco 2 /MWh) Metsäbioenergian/metsien rooli energian tuotannossa, fossiilisten polttoaineiden korvaajana ja ilmastonmuutoksen hillinnässä => Tarkasteluissa tarvitaan ekosysteemin dynamiikan huomioimista. Pelkän tuotoksen tunteminen ei mahdollista nettoilmastovaikutuksien laskentaa. Muutokset metsänhoidossa, ympäristötekijöissä ja maankäytössä vaikuttavat vuotuiseen tuotokseen ja hiilen virtoihin ja näiden vaikutukset ovat näkyvissä pidemmällä aikavälillä (kiertoaika tai esim. v. 2020/2050). Elinkaarimenetelmät ja -mallinnus mahdollistavat tällaiset tarkastelut koko metsätuotannon ajalta.

Tarkasteluissa tarvitaan ekosysteemin dynamiikan huomioimista. Pelkän tuotoksen tunteminen ei mahdollista nettoilmastovaikutuksien laskentaa.

3 Metsätuotannon elinkaaritarkastelut Kokonaisvaltainen tarkastelu sisältää: Biomassa (m 3, MWh) Hiilen virrat Hiilen sitoutuminen Maaperähajotus Teknosysteemin päästöt esim. puunkorjuu, kuljetukset, lannoitteiden valmistus Biomassan poltto (hiili vapautuu heti) Ainespuun hajoaminen (erilaiset elinkaaret) Substituutiovaikutukset Tulee tarkastella ekosysteemin ja teknosysteemin netto CO 2 vaihtoa. Metsätuotantovaihe ja biomassan käytön vaihe tarkastelussa samanaikaisesti.

puunkorjuu, kuljetukset, lannoitteiden valmistus Biomassan poltto (hiili vapautuu heti) Ainespuun hajoaminen

4 Metsätuotannon hiilen virrat ja tuotteiden elinkaaret Bioenergy Wood products Kilpeläinen et al. 2011

5 Metsätuotannon elinkaarityökalu Net exchange of CO 2 Metsäekosysteemimalli yhdistetty päästölaskentatyökaluun Mahdollistaa netto CO 2 vaihto laskelmat metsätuotannolle kehdosta hautaan + E n e r g y i n p u t Timber in pulp and saw mill Working paths + Nursery production Site preparation Planting Thinnings/ Harvesting operations Short distance transportation Long distance transportation Chipping Energy wood in power plant Energy and carbon balance C a r b o n e m i s s i o n Kilpeläinen et al

paths + Nursery production Site preparation Planting Thinnings/ Harvesting operations Short distance transportation Long

6 Bioenergian elinkaaritarkastelu (vuosittain) Perinteinen puuntuotanto (ylhäällä) ja integroitu bioenergian tuotanto (alhaalla) Teknosysteemin (esim. korjuu ja kuljetus) päästöt pieniä verrattuna ekosysteemin virtoihin Ekosysteemin tase negatiivinen (sitoo hiiltä) kiertoajan yli laskettuna Suurimpana erona poltossa vapautuva hiili Kilpeläinen et al. 2011

korjuu ja kuljetus) päästöt pieniä verrattuna ekosysteemin virtoihin Ekosysteemin tase

7 Bioenergian elinkaaritarkastelu (80-vuoden kiertoajan yli) C man C decomp C seq Nettovaihdosta (C net ) laskettu päästö allokoidaan kiertoaikana tuotettua bioenergiaa kohti. Nettovaihdon allokointi bioenergialle tehty biomassaperusteisesti. Päästöt eri tuotanto- ja käyttöketjuille (kgco 2 /MWh). kgco 2 MWh -1 C net 7

8 Bioenergiaketjuille laskettuja päästöarvoja (kiertoajan yli) Routa et al. 2011

9 Bioenergian elinkaaritarkastelu (tuotetaan vs. ei tuoteta) C net (bioenergia) C net (ei bioenergia)

10 Bioenergian tuotannon ja käytön ilmastovaikutus Metsikkö Suuralue

11 Bioenergian elinkaaritarkastelu, ilmastovaikutukset Netto CO 2 vaihto laskettuna Suomen yli. Bioenergiaa (metsähake) tuotetaan tai ei tuoteta ja tarkastellaan näiden nettovaihtojen erotusta. Olemassa oleva biomassapotentiaali ja metsien rakenne vaikuttaa laskentatulokseen. Aikadynamiikka tärkeä huomioida. BP=metsäbioenergian tuotanto ja käyttö TP=ainespuun tuotanto Kilpeläinen et al. 2012

Olemassa oleva biomassapotentiaali ja metsien rakenne vaikuttaa laskentatulokseen.

12 Metsäbioenergia vs. kivihiili Nettotaseiden (C net ) erotus muunnettu kumulatiiviseksi säteilypakotteeksi, W/m 2 Energiayksikköä kohti, PJ Koko Suomen yli Substituutiovaikutuksia ei ole huomioitu Kilpeläinen et al. 2012

13 Puutuotteiden elinkaaritarkastelu Puutuotteiden tuotantovaihe Puutuotteiden käyttövaihe (hajoaminen, turnover) Tuotteilla erilaiset elinkaaret

14 Puutuotteiden elinkaaritarkastelu Netto CO 2 vaihto -laskelmat ainespuun (tukki ja kuitu) eri tuotanto- ja käyttöskenaarioille Nettovaihtojen vertailu Vertailutilanteen valinta ja aikadynamiikka huomioitava. Päästään käsiksi puurakentamisen nettoilmastovaikutuksiin. Netto CO 2 vaihto, gco 2 m -2 a -1

vertailu Vertailutilanteen valinta ja aikadynamiikka huomioitava.

15 Lopuksi Ekosysteemimallinnuksen ja elinkaarimenetelmien yhdistäminen mahdollistaa metsätuotantovaiheen ja teknosysteemin päästöjen tarkastelut samanaikaisesti. Metsätuotannon elinkaaritarkastelut tuottavat tietoa biomassan tuotannon ja sen käytön ilmastovaikutuksista. Metsätuotannon elinkaaritarkasteluilla voidaan tehdä kestävyystarkasteluja (hiilitaseet) ja vertailla esimerkiksi metsäbioenergiaa muihin energialähteisiin tai puuta muihin rakennusaineisiin. Kokonaisvaltaiset tarkastelut mahdollistavat metsille asetettujen tavoitteiden (bioenergian ja ainespuun tuottaminen, ilmastonmuutoksen hillintä jne.) määrittelemisen. 15

Metsätuotannon elinkaaritarkasteluilla voidaan tehdä kestävyystarkasteluja (hiilitaseet) ja vertailla esimerkiksi metsäbioenergiaa muihin energialähteisiin

16 Kiitos! Antti Kilpeläinen Suomen ympäristökeskus (Joensuu)

Samankaltaiset tiedostot

elinkaarianalyysi Antti Kilpeläinen ENERWOODS-hankkeen teemapäivä Tehokas ja kestävä metsäenergian tuotanto nyt ja tulevaisuudessa 4.9.

Metsähakkeen tuotannon t elinkaarianalyysi Antti Kilpeläinen ENERWOODS-hankkeen teemapäivä Tehokas ja kestävä metsäenergian tuotanto nyt ja tulevaisuudessa 4.9.2012, Joensuu 12.9.2012 Metsäbioenergia;