Mihin metsäpolttoainevarat riittävät

Transkriptio

1 Mihin metsäpolttoainevarat riittävät Timo Karjalainen Metsäntutkimuslaitos ClimBus ohjelman päätösseminaari / Metsäntutkimuslaitos Skogsforskningsinstitutet Finnish Forest Research Institute

2 MAAILMANLAAJUISET METSÄENERGIAVARAT, HANKINNAN SERTIFIOINTI JA ENERGIATEKNOLOGIAN MARKKINAT John Deere Forestry Oy, Metso Power Oy, Neste Oil Oyj, Pentin Paja Oy, Stora Enso Oyj, Vapo Oy Hanke

3 Asiakokonaisuudet metsäbiomassan saatavuus energiantuotantoon ja suomalaisen energiateknologian markkinat kestävän kehityksen periaatteet bioenergian tuotannossa ja käytössä tapaustutkimukset metsäbiomassan saatavuudesta, korjuuteknologiasta ja biomassavoimalaitoksista osallistuminen IEA Bioenergy -yhteistyöhön Task 31 Biomass production for energy from sustainable forestry Task 40 Sustainable international bioenergy markets: securing supply and demand

4 Maantieteellinen kohdistuminen Pohjois- ja Etelä-Amerikkaan ja niiden nopeasti kehittyville markkinoille biomassan tuotannossa ja biomassaan perustuvan energiantuotannon teknologiassa Luoteis-Venäjälle, mistä voi tulla merkittävä metsäbiomassan tuottaja ja teknologian markkina-alue EU:n läheisyydessä Kaakkois-Aasiaan palmuöljyntuotantoprosessin tehostamismahdollisuuksiin, mistä voi avautua mahdollisuuksia ympäristö- ja energiateknologian toimituksille Kohdealueiden energiasektoreista, polttoraaka-ainevaroista, ja infrastruktuurista on koottu ja analysoitu tietoa suomalaisten teknologiantoimittajien käyttöön

5 Esityksen sisältö modernin energiapuun maailmanlaajuinen potentiaali energiapuun saatavuus Luoteis-Venäjällä tapaustutkimuksia metsäenergiapotentiaalista, korjuuteknologiasta, ja biovoimaloista johtopäätökset

6 Modernin energiapuun globaali potentiaali - kertymä nykyisiltä hakkuilta ja hakkuusäästöstä Lähde: Anttila P., Karjalainen, T. & Asikainen. A ,7-1,2 mrd m 3 / TWh / 4,7-8,8 EJ 1-2 % primäärienergian kysynnästä

7 Luoteis-Venäjän energiapuuvarat Hakkuilta 21,8 milj. m 3 Sahoilta ja vaneritehtailta 9,1 milj. m 3 Lähde: Gerasimov & Karjalainen % 13% 6% 6% 29%

8 Cumulative volume, million m3 per year Average cost, Euro per m3 Energiapuun tuonti Värtsilään hankintakustannusten ja rautatiekuljetusmatkan mukaan Volume Cost <35 /m milj. m Distance to Vjartsilia, km <550 km Lähde: Gerasimov & Karjalainen 2009

9 Tapaustutkimus: metsähakkeen saatavuus Varkauden biomassajalostamolle Metsähakkeen käyttö suhteessa korjuupotentiaaliin laskentaalueella raaka-ainelähteittäin Lähde: Laitila ym. 2008

10 2,8 milj. m 3 < 150 km Energiantuotannossa hyödyntämättömän metsähakkeen määrä kaukokuljetusmatkan mukaan Lähde: Laitila ym. 2008

11 /MWh Tapaustutkimus: biovoimala Kostamuksen kaupunkiin Teknistaloudellinen metsäenergiapotentiaali m 3 /v / 358 GWh/v, turvevarat 326 TWh Metsähakkeen keskim. kuljetusmatka 118 km, hankintakustannus noin 13 /MWh CHP-laitos: 40 MW lämpöä, 25 MW höyryä ja 40 MW sähköä kaupungin ja rautapellettitehtaan tarpeisiin 40 % polttoaineesta metsähaketta, 60 % hiiltä tai turvetta biovoimalan kannattavuus edellyttäisi raskaan polttoöljyn hinnan nousua Energy production costs Electricity purchase Other cost Electricity costs Fuel costs Maintenance costs Operational costs Capital costs Biomass+Coal CFB Mazut 15 /MWh Mazut 30 /MWh Lähde: Raitila ym. 2009

12 Electricity production costs Tapaustutkimus: biomassan saatavuus, korjuu ja energiantuotanto Uruguaissa Polttoaineena puuviljelmien hakkuutähteet, kuori, ylijäämäpuu ja energiakasvit tarkastelu 30 MW e, 50 MW e ja 70 MW e voimalaitos sähkön tuotantokustannus /MWh edullisimmalla kuorella ja hakkuutähteillä /MWh Breakdown of the electricity production costs in 30 MW power plant Lähde: Virkkunen ym Capital costs Operational costs Maintenance costs Fuel costs Electricity costs Other cost

13 Tapaustutkimus: puupellettien valmistus Kanadan Brittiläisessä Kolumbiassa Metsäteollisuuden tähteitä noin 1 milj. tonnia 2008 Korjaamatonta vuoriston mäntykuoriaisen tappamaa puuta milj. m 3 Käytettävissä 1,9 3,2 milj. tonnia/v Raaka-ainetta uuden pellettitehtaan tarpeisiin ( tonnia/v) Pellettitehtaan takaisinmaksuaika noin 3 v (15-18 % sis.korko) Lähde: Wiik ym. 2009

14 Johtopäätökset Metsäenergia voi tyydyttää vain pienen osan maailman energiantarpeesta paikallisesti metsävaroilla voi olla suuri merkitys energiantuotannossa Biopolttoaineiden markkinoiden kansainvälistyessä tulee entistä tärkeämmäksi varmistaa, että biomassan tuotanto ja hyödyntäminen energiana tapahtuu kestävästi Tapaustutkimuksista tärkeää kohdetietoa Tulosten avulla mahdollista suunnata teknologiaosaamista ja jatkotutkimuksia alueilla, joilla lupaavat metsäenergiavarat

15 Metsäntutkimuslaitos, Joensuun yksikkö Perttu Anttila, Antti Asikainen, Yuri Gerasimov, Timo Karjalainen (projektin vastuullinen johtaja) ja Juha Laitila Valtion teknillinen tutkimuskeskus Eija Alakangas, Martti Flyktman, Veli-Pekka Heiskanen, Arvo Leinonen (vastuullinen johtaja), Jyrki Raitila, Matti Virkkunen ja Camilla Wiik Lappeenrannan teknillinen yliopisto, Energia- ja ympäristötekniikan osasto Hankkeessa mukana Jussi Heinimö, Tuomas Helin, Anne Hämäläinen, Marjukka Kujanpää, Lassi Linnanen (vastuullinen johtaja), Mirja Mikkilä, Virgilio Panapanaan, Tapio Ranta ja Risto Soukka John Deere Forestry Oy, Metso Power Oy, Neste Oil Oyj, Pentin Paja Oy, Stora Enso Oyj, Vapo Oy