Uudenmaan metsäenergiaselvitys

Transkriptio

1 Uudenmaan metsäenergiaselvitys 2012 Häme-Uusimaa

2 Toimittajat: Olli-Pekka Koisti Ulkoasu: Pohjolan Mylly Taitto: Jonna Nurminen Kannen kuva: Olli-Pekka Koisti Painatus: Esa Print Oy

3 Metsäenergiaselvitys 2013 Metsäenergiaselvitys sisältö Metsäenergiaselvityksen sisältö: 1. Tiivistelmä 2. Menetelmäkuvaus 3. Johdanto 4. Puu energian lähteenä 5. Puupolttoaineet 6. Puuenergian käyttökohdeselvitys Uudellamaalla 7. Metsäenergiapotentiaali Uudellamaalla 8. Uudenmaan metsät puuenergian lähteenä 9. Energiapuun korjuun ympäristövaikutuksista 10. Työllisyysvaikutukset ja aluetaloudelliset näkökohdat. 11. Lähdeaineisto Selvityksessä käytettyä terminologiaa Energiapuulaskelmien perusteista Bioenergi Kusten/Uusimaa -hanke

4 Sisällys 1. Tiivistelmä Menetelmäkuvaus Tavoitteet Selvityksen toteutus Käyttökohdeselvitys Energiapuupotentiaalilaskelmat Johdanto Puu energian lähteenä Puupolttoaineet Metsähake Teollisuuden hukkapuu Puupelletit ja puubriketit Halko ja pilke Käyttökohdeselvitys: Puupolttoaineiden nykykäyttö Uudellamaalla Lämpöyrittäjätoiminta Polttopuun pienkäyttö Metsäenergiapotentiaali Uudellamaalla Uudenmaan metsät puuenergian lähteenä Hakkuumäärät Uudellamaalla Uudenmaan parhaat alueet energiapuun saatavuudelle Energiapuutoimijoista Uudellamaalla Energiapuun korjuun ympäristövaikutuksista Energiapuun korjuun ympäristövaikutukset nuorissa kasvatusmetsissä Energiapuun korjuun ympäristövaikutukset uudistusaloilla Puun polton ympäristövaikutukset Työllisyysvaikutukset ja aluetaloudelliset näkökohdat...52 Selvityksessa käytettyä terminologiaa...55 Lähdeaineisto...56 Energiapuulaskelmien perusteista...57

5 Olli-Pekka Koisti Suomen metsäkeskus julkiset palvelut Häme-Uusimaa 2012 Metsäenergiaselvitys 2013

6 6 1. Tiivistelmä Uudenmaan alue on energiankäytöltään hyvin merkittävä alue Suomessa. Alueella asuu lähes 30 % Suomen väestöstä, vaikka sen pinta-ala on vain alle 3 % Suomen pinta-alasta. Uudenmaan asutus on vahvasti keskittynyt pääkaupunkiseudulle. Uudenmaan energiatuotanto on myös pääosin varsin keskitettyä. Erityisesti pääkaupunkiseudulla on useita suuria kaukolämpövoimaloita, joissa yhteiskunnan tarvitsemaa energiaa tuotetaan enimmäkseen fossiilisilla polttoaineilla. Suomelle on asetettu vaateita kansainvälisissä ilmastosopimuksissa päästöjen vähentämisestä ilmakehään. Suomi on energiastrategioissaan myös sitoutunut niihin. Niissä edellytetään lisäämään uusiutuvan energian käytön ja tuotannon osuutta suhteessa uusiutumattomiin energialähteisiin. Puu on merkittävin uusiutuva energialähde Suomessa. Uudellamalla on pääkaupunkiseudun ulkopuolella jo useita varsin suuria biokäyttöisiä voimalaitoksia sekä myös pienempiä lämpölaitoksia, joiden pääpolttoaine on energiapuu. Ne tuottavat alueillansa merkittävän määrän kaukolämmöstä ja voimalaitokset myös huomattavan määrän sähköä valtakunnan sähköverkkoon mutta Uudenmaan energiankäytön ja -tuotannon kokonaiskuvassa niiden merkitys on vielä melko vähäinen. Uudenmaan metsävarat ovat alueen pintaalaan nähden kohtuullisen suuret. Uudenmaan talousmetsien hyödyntäminen ei kuitenkaan ole ollut läheskään täysmääräistä vaan hakkuumahdollisuuksista on jäänyt jatkuvasti vuosittain paljon hyödyntämättä. Uudenmaan metsien puuvaranto on lisääntynyt jo vuosia ja lisääntyy nykykäytöllä näin ollen jatkuvasti. Ainespuuhakkuiden (tukkipuu ja kuitupuu) ohessa syntyy puun käsittelyssä aina runsaasti myös hukkapuuta (oksat, latvukset, kannot), jota pääasiallisesti hyödynnetään lähinnä energiapuuna. Myös ainespuun jatkokäsittelyssä sahoilla ja paperi- ym. teollisuudessa syntyy sivutuotteena hukkapuuta. Pääosa kaikesta energiapuusta kertyykin nimenomaan noista ainespuun käsittelyn hukkapuueristä. Pieniläpimittainen puu, joka ei täytä ainespuun mittavaatimuksia, on myös yksi merkittävä metsäenergiapuun lähde ja sitä saadaan lähinnä nuorten metsien hoidon yhteydessä. Energiapuun saatavuus on vahvasti sidoksissa ainespuun korjuumääriin eli hakkuisiin. Niitä Uudenmaan talousmetsistä voisi siis lisätä huomattavasti metsätalouden kestävyyden siitä vaarantumatta. Puun tarjonnan huomattava lisääminen markkinoille asettaa kuitenkin haasteita muun muassa sen hankintaan. Puun vilkkaampi osto- ja korjuutoiminta sekä metsänomistajien aktiivisempi puunmyyntikäyttäytyminen edellyttävät lisäpanostuksia toteutuakseen. Talousmetsien vajaakäytöstä kärsivät taloudellisesti ensisijaisesti metsänomistajat mutta myös muu aluetalous ja teollisuus saa siitä osansa. Mikäli Uudenmaan talousmetsien hyödyntäminen tehostuisi nykytilanteesta esimerkiksi puuston nykykasvua vastaavaksi myös energiapuun tuotantoa ja sen myötä myös käyttöä olisi mahdollisuus lisätä.

7 Metsäenergiaselvitys Nykyään osa Uudenmaan alueella sijaitsevista biovoimaloista joutuu tuomaan huomattavia määriä käyttämästään energiapuusta Uudenmaan alueen ulkopuolelta, koska alueen oma tarjonta ei ole riittävää. Lisääntyvällä puun energiakäytöllä on myös ympäristövaikutuksensa, jotka eivät kaikki ole aina myönteisiä. Mm. ympäristöhaittojen minimoimiseksi on energiapuun kasvatus- ja korjuutoimintaa varten tehty toimintaohjeet ja suositukset, joiden noudattaminen on tärkeää. Myös koko energiapuuketjussa toimivien yritysten tulee toimia vastuullisesti toiminnasta aiheutuvien haittojen minimoimiseksi. Puun käytön lisääminen energiantuotannossa on merkittävä asia niin Uudellamaalla kuin koko Suomessa. Sen aluetaloudelliset hyödyt ovat huomattavat. Puu on raaka-aineena pääosin kotimaista ja sen työllistävä vaikutus erityisesti puun korjuussa ja kuljetuksissa on suuri. Lisäksi koko energiapuutoiminnan välilliset kerrannaisvaikutukset kansantaloudessa ovat huomattavia. Uusiutuva kotimainen puupolttoaine on myös Uudellamaalla kilpailukykyinen vaihtoehto ulkomaisille fossiilisille polttoaineille ja hyvät mahdollisuudet energiapuun käytön lisäämiselle ovat olemassa. Puun kasvava energiakäyttö tarjoaa mahdollisuuden lisätä kestävän kehityksen energiantuotantoa. Samalla se parantaa osaltaan alueen energiaomavaraisuutta ja huoltovarmuutta sekä edesauttaa päästövähennystavoitteiden saavuttamisessa. Kuva 1. Uusimaa Suomen kartalla

8 8 2 Menetelmäkuvaus Selvityksen sisällön perusteita 2.1 Tavoitteet Tämän raportin tavoitteena on käydä läpi Uudenmaan maakunnan alueen puun käyttöä ja saatavuutta energian tuotannossa. Raportissa käydään läpi energiapuun käyttöä, energiapuun hankintaa ja mahdollisuuksia sekä käytön ympäristö- ym. vaikutuksia. Lisäksi tarkastellaan energiapuun käytön ja saatavuuden lähiajan tulevaisuuden näkymiä. Vastaavaa selvitystä ei ole aiemmin Uudeltamaalta tehty. 2.2 Selvityksen toteutus Tämän selvityksen toteutus on tehty Rannikon bioenergiahankkeen (Bioenergi Kusten) toimeksiannosta yhteistyönä eri toimijoiden kesken. Tämän raportin koostamisesta vastaa Suomen metsäkeskuksen bioenergianeuvoja Olli-Pekka Koisti. Potentiaaliset energiapuumäärälaskelmat on tehnyt AMK Noviassa Staffan Henriksson. 2.3 Käyttökohdeselvitys Käyttökohdeselvityksessä on hyödynnetty Metsäntutkimuslaitoksen eli Metlan keräämää tietoa puuenergian käyttökohteista. Metlan aineisto on ollut perusaineistona käyttökohdeselvitykselle ja sitä on täydennetty bioenergiahankkeen toimihenkilöiden paikallistuntemusta hyödyntäen. Metlan aineisto puuenergian käyttökohteista on melko kattava ja muutamin täydennyksin se antaa varsin hyvän kuvan energiapuun merkittävimmistä käyttökohteista ja -määristä Uudellamaalla. Puun pienkäyttö eli lähinnä polttopuun käyttö kotitalouksissa ja vastaavissa käyttökohteissa ei ole mukana noissa luvuissa. Puun pienkäytöstä Metla on viimeksi v. 2007/2008 tehnyt valtakunnallisen erillisselvityksen ja niitä tietoja on hyödynnetty myös tässä selvityksessä. Nykyisten käyttökohteiden lisäksi Uudellamaalla on tällä hetkellä (2013 kevät) rakenteilla ja valmistumassa joitakin uusia merkittäviä energiapuun käyttökohteita. Ne tulevat jo lähiaikoina lisäämään huomattavasti alueen bioenergian tuotantoa sekä energiapuun kysyntää ja käyttöä. Puupolttoaineiden käyttökohteiden puumäärät eri energiajakeineen on saatu osittain laitoksilta itseltään sekä osittain maakunnallisena yhdistelmänä Metlalta, joka tilastoi vuosittain niin valtakunnallisesti kuin alueellisesti puun energiakäyttöä koko Suomessa. Metlan tilastot ovat vuodelta 2011.

9 Metsäenergiaselvitys Energiapuupotentiaalilaskelmat AMK Novia teki yhteistyössä Rannikon bioenergiahankkeen kanssa v projektityönä Uudenmaan alueen energiapuupotentiaaleista laskelmat käyttäen apuna Metlan Metsälaskenta-ohjelmaa (MELA2009) ja VMI 9 aineistoa. Laskentaohjelman avulla simuloitiin kuntakohtaisesta VMI 9 aineistoon perustuvasta metsävaratiedosta toimintamalleja, joilla saadaan energiapuuta ainespuun kasvatuksen sivutuotteena. Laskentaohjelma tuotti eri tavoitteisiin perustuvia potentiaalisia energiapuun kertymäarvioita. Nykytason hakkuisiin perustuva toimintamalli ja VMI:ssä esitetyt hakkuu- ja metsänhoitotarpeisiin perustuva toimintamalli olivat vaihtoehtoisina malleina. Energiapuuta kertyy MELA2009-laskelman mukaan seuraavista hakkuista: Uudistushakkuiden seurauksena, ensiharvennushakkuilta sekä nuorten metsien hoidosta. Todellisuudessa myös muilta hakkuilta kertyy jonkin verran energiapuuta, mutta määrät näiltä jäävät yleensä vähäisiksi eikä toiminta esimerkiksi muiden harvennushakkuiden energiapuun talteenotossa ole kovin vakiintunutta toimintaa. Metsätuhojen seurauksena (esim. hyönteis-, sieni- ja myrskytuhot) voi sen sijaan kertyä huomattaviakin määriä ainespuumittaista energiapuuta, jonka määrää on vaikea ennakoida. Uudistushakkuilta kerätään hakkuutähteitä eli latvuksia ja oksia sekä kannon nostoista kantopuuta. Ensisijaisesti ne kerätään kuusikoista tai kuusivaltaisilta alueilta mutta jonkin verran myös mäntyvaltaisilta alueilta. Lehtipuuvaltaisilta alueilta keräysmäärät ovat pienten kertymien takia vähäisiä eivätkä ne ole uudistushakkuukertymissä mukana. Kokonaispotentiaalia eli teknistä potentiaalia määritettäessä hakkuutähteet ja kannot kerätään kuusivaltaisten alueiden lisäksi kaikilta uudistushakkuilta. Ensiharvennushakkuilta kertyy lähinnä integroidussa hakkuumenetelmässä 4 11 cm:n läpimittaista energiapuurankaa kuitupuuksi menevän ainespuun lisäksi. Nuoren metsän hoidossa kertyy energiapuuksi soveltuvaa energiapuurankaa. Uudistushakkuilta kertyy usein myös vaihteleva määrä järeää tyvilahoista runkopuuta tai muuta ainespuuksi kelpaamatonta puuta, jota ei ole otettu huomioon näissä laskelmissa sen vaikean arvioitavuuden takia. Laskelmien avulla on tuotettu arviot alueen potentiaalisista energiapuukertymistä kuntakohtaisesti skenaariotarkasteluina. Selvityksessä on lisäksi apuna käytetty metsäkeskuksen metsänkäyttöilmoituksista saatuja tilastoja, joissa on kuntakohtaisesti toteutuneet vuotuiset hakkuupintaalat 6 viime vuoden ajalta. Kunnittaiset tilastot metsänkäyttöilmoitusten mukaisista hakkuista antavat arviointipohjaa myös lähitulevaisuuden hakkuupinta-aloille ja -määrille sekä energiapuun kertymäpotentiaalin arvioinnille. Laskelmissa on huomioitu metsien monimuotoisuuden turvaamiseksi energiapuun korjuu- ja kasvatussuosituksissa asetetut vaatimukset ja rajoitteet. Puun kysynnässä mahdollisesti tapahtuvia muutoksia ei ole huomioitu laskelmissa. Ainespuun hakkuumäärät ovat keskeinen selittäjä energiapuun saatavuudelle. Pääosa energiapuustahan saadaan ainespuuhakkuiden sivuvirtoina kertyvästä hukka- ja ylijäämäpuusta. Nykytason hakkuumääriin perustuva laskelma kertoo energiapuupotentiaalin, mikä on saatavissa nykytason hakkuilla ja metsien hoitotyömäärillä. Nykytason hakkuu- ja hoitomäärät ovat Uudellamaalla kuten pääosin muuallakin Suomessa selvästi alle kestävän hakkuumäärätason. Nykytason hakkuumääriin perustuvat ennusteet energiapuumääristä ovat todelliseen potentiaaliin nähden alimittaiset mutta kertovat nykytoiminnan tason. Vaihtoehto nykyhakkuisiin perustuvalle laskentamallille on VMI:ssa esitettyjen metsien hakkuu- ja hoitoehdotusten perusteella saatava kertymäpotentiaali. VMI-aineistosta on kuntakohtaisten yleistysten mukaan voitu MELA-ohjelmalla laskea energiapuupotentiaali ainespuun kertymäpotentiaalista. Lähtökohtana on tällöin nykyisiin metsänhoitosuosituksiin ja kasvatusmalleihin perustuva metsän käsittelytarve, jotka on VMI 9:n yhteydessä otantakoealoilla määritelty ja niistä yleistetty. Kun lähtökohtana on kestävä metsätalous ja kestävät hakkuumäärät, tulevaisuuden hakkuumah-

10 10 dollisuudet eivät kärsi nykyhetken toiminnasta. Ehdotetut hakkuumäärät ovat kestävässä metsätaloudessa pitkällä aikavälillä enimmillään likimain yhtä kuin puuston kasvu. Kestävä hakkuumäärä on siten pidemmän aikavälin suurin mahdollinen kertymäarvio. Se ei ole suoraan johdettavissa kummastakaan ennusteesta. Potentiaalinen kestävä hakkuumäärä ja sen seurauksena saatava kestävä energiapuupotentiaali asettunee ilmeisesti hyvin lähelle VMI:ssä esitettyjä hakkuu- ja hoitomäärien seurauksena saatavia energiapuumääriä. Teoreettista energiapuun maksimipotentiaalia eli teknistä maksimipotentiaalia on myös arvioitu, mutta sen käytettävyys todellisena energiapuupotentiaalin mittarina on reilusti yliarvioiva. Tällöin hakkuutähteitä ja kantoja kerättäisiin kaikilta uudistushakkuualoilta ja esimerkiksi tekniset ja taloudelliset rajoitteet jätettäisiin huomioitta. Kuva 2. Kantopuu haketetaan järeillä murskaimilla useimmiten energiapuuterminaaleissa.kuva: Ville Tervo.

11 Metsäenergiaselvitys Johdanto Uudenmaan maakunta on asukasmäärältään Suomen väkirikkainta aluetta. Siellä asui vuoden 2011 lopussa yli 1,5 milj. ihmistä eli lähes 30 % Suomen väestöstä. Asutus on Uudellamaalla vahvasti keskittynyt pääkaupunkiseudun alueelle. Uudenmaan alueella on runsaan asutuksen lisäksi myös runsaasti teollisuutta. Lähes ¼ koko maan teollisuustuotannon jalostusarvosta tehdään Uudellamaalla. Asuinrakennusten ja muiden rakennusten lämmitys ja teollisuuden energiatarpeet edustavat suurta osaa koko Suomen ja niin myös Uudenmaan energian käytöstä. Rakennusten lämmityksen osuus koko Suomessa oli vuonna 2010 noin 26 % ja teollisuuden osuus noin 45 % energian loppukäytöstä Myös liikenne on merkittävä energian käyttäjä (17 % loppukäytöstä) kaikkialla Suomessa ja eritoten Uudellamaalla (lähde Motiva). Käytännössä em. luvut tarkoittavat sitä, että Uudenmaan alueella energian tarve ja sen käyttö ovat huomattavasti suurempia, kuin Uudenmaan pinta-alaosuus edellyttäisi suhteessa muuhun Suomeen. Uudenmaan asukkaista noin miljoona asuu kaukolämmön piirissä (Uudenmaan liiton tilastot). Rakennusten lämmitysmuodoista on kaukolämmitys Uudellamaalla selvästi yleisin. 2/3 rakennuksista lämmitetään kaukolämmöllä. Loput 1/3 rakennuksista lämpiävät erillislämmityksellä, joko kevyellä polttoöljyllä tai sähköllä. Vaikka asutusta ja teollisuutta on Uudellamaalla paljon, näiden lisäksi maakuntaan mahtuu paljon maaseutua, josta suuri osa on metsää. Metsien osuus koko maakunnan maapintaalasta on noin 64 %, kun se koko Suomessa Kuva 3 Länsi-Uusmaalaista maaseutumaisemaa

12 12 on n. 86 % (Lähde VMI10). Maatalousalueiden osuus Uudenmaan maapinta-alasta on n. 25 %. Uudenmaan metsien pinta-ala on noin 2,2 % Suomen metsien pinta-alasta. Puuston kokonaismäärä (runkopuuston osalta) vastaavasti on n. 82 milj. k-m 3. Se on n. 4 % koko Suomen metsien runkopuuston puumäärästä. Puulajikoostumukseltaan männyn osuus Uudenmaan puumäärän tilavuudesta on noin 34 % ja kuusen noin 45 %. Koivun osuus on vastaavasti noin 16 % ja muiden lehtipuiden osuus on noin 5 %. Suurin osa Uudenmaan metsistä on metsätalouskäytössä, mutta metsien virkistyskäytön osuus on merkittävämpi kuin monin paikoin muualla Suomessa. Energiantuotanto perustuu Uudenmaan maakunnassa nykyään keskeisesti fossiilisten polttoaineiden käyttöön. Kivihiili ja maakaasu ovat Uudenmaan merkittävimmät energianlähteet Kuva 4. Uudenmaan maakunta koostui 28 kunnasta vuonna Näistä on 15 kuntaa Häme-Uusimaa metsäkeskusalueella (vihreä alue) ja 13 kuntaa Rannikon metsäkeskusalueella (ruskea). Vuoden 2013 alusta Lohja, Karjalohja ja Nummi-Pusula ovat yksi kunta. Tässä selvityksessä ne käsitellään vielä erillisinä kuntina. Uusimaa lukuina Maapinta-ala ha = n. 2,7% Suomen pinta-alasta Metsämaata ha = n.2,2 % Suomen metsien pinta-alasta Peltoa ha = n.1,0 % Suomen maatalousmaasta Asukasmäärä >1,5 milj asukasta = n. 30 % Suomen väestöstä Asukastiheys 170 asukasta /km2; vrt. koko Suomi 17,7 as / km2 Kuntia v alusta 26 kpl Uudellamaalla vakituisia asuntoja , joista on pientaloja Puuston määrä (puun runkojen tilavuus) n. 82 milj. m³ = n. 3,7% Suomen puuston määrästä lisäksi kannot + oksat yhteensä n. 50 milj. m³ => n. 87 m³/ha (oksat ja kannot) Uudenmaan metsien puuston keskitil. n. 144 m³/ha (ei sisällä kantoja eikä oksia) Puulajiosuudet puuston tilavuudesta Kuusi 45%; Mänty 34%; Koivu 16%; muut lehtipuut 5% Puuston vuotuinen kasvu n. 5 milj. m³ = n. 4,8% Suomen puuston vuosikasvusta Vuotuinen hakkuumäärä n. 3 milj. m³ = n. 5,7% Suomen markkinahakkuista Vuotuinen hakkuupinta-ala keskimäärin n ha

13 Metsäenergiaselvitys Kuva 5. Metsätalousmaan jakautuminen Uudellamaalla Metsäkeskusalueittain. Rannikon alueella maaperä on karumpaa ja sen myötä puuston kasvu on selvästi pienempää kuin sisämaan Häme-Uusimaa alueen kunnissa. kaukolämmöntuotannossa. Sähköntuotannossa myös ydinvoima on merkittävä. Uudenmaan koko kaukolämpövoimaloiden tuotannosta (polttoainekäyttö kok. noin 25 TWh) lähes 96 % eli n. 24 TWh tuotettiin v fossiilisilla polttoaineilla joko maakaasulla, kivihiilellä tai öljytuotteilla. Biopolttoaineilla eli lähinnä puulla on kuitenkin merkittävä ja kaiken aikaa kasvava rooli energiantuotannossa useissa pienemmissä kunnissa pääkaupunkiseudun ulkopuolella. Pääkaupunkiseutualue (Helsinki, Espoo, Vantaa, Kauniainen) on Uudellamaalla erittäin merkittävä energiankäyttäjä. Pääkaupunkiseudun ja joidenkin sen kehyskuntien kaukolämpö tuotetaan fossiilisten polttoaineiden avulla pääosin hyvin energiatehokkaasti yhteistuotantona sähkön kanssa CHP-laitoksissa (Combined Heat and Power). Muualla Uudellamaalla kaukolämpö tuotettiin vuonna 2010 pääosin fossiilisilla polttoaineilla erillisissä kaukolämpölaitoksissa ns. erillistuotantona mutta biopolttoainekäyttöiset laitokset ovat huomattavasti lisäämässä osuuttaan. Biopolttoaineilla tuotettiin Uudenmaan alueen kaukolämmön tuotannosta noin 4 %. Määrä on ollut tasaisessa kasvussa, mutta on edelleen vielä varsin vähäistä. Turpeen osuus tuotannosta on noin 0,2 % ja muu noin 3,8 % on lähinnä puupolttoaineilla tuotettua energiaa. Biokaasulla tuotettu osuus oli noin 0,1 %:n luokkaa. Muu- Kuva 6. Uudennaan alueen kaukolämmöntuotannon polttoaineiden käyttöä 2010.

14 14 alla maassa biopolttoaineilla tuotettu osuus kaukolämmön tuotannosta on huomattavasti suurempi kuin Uudellamaalla. Koko maan kaukolämmöntuotannosta noin 61 % tuotetaan fossiilisilla polttoaineilla ja noin 34 % biopolttoaineilla. Biopolttoaineista turve ja puu ovat merkittävimmät. Puupolttoaineiden osuus koko maan kaukolämmöntuotannosta oli noin 16 % v.2010 (lähde: kaukolämpötilasto v www. energia.fi). Kioton kansainvälisen ilmastosopimuksen mukaisesti Suomi on sitoutunut vähentämään kasvihuonekaasupäästöjään muiden kehittyneiden teollisuusmaiden tavoin merkittävästi lähivuosina. Käytännössä se tarkoittaa vähitellen luopumista fossiilisten polttoaineiden käytöstä ja niiden korvaamista enenevässä määrin uusiutuvilla, vähäpäästöisillä polttoaineilla tai energialähteillä. EY-direktiivin 2009/28 kansallisen tavoitteen mukaisesti uusiutuvalla energialähteillä tuotetun energian osuus tulisi olla Suomen energian kokonaisloppukulutuksesta vähintään 38 % vuoteen 2020 mennessä. Vuoden 2010 lopulla uusiutuvan energian osuus loppukulutuksesta oli Suomessa noin 27 %. Tavoite asettaa lähivuosina kovat haasteet niin energian käytön tehostamiselle, kuin myös uusiutuvien energiamuotojen lisäämiselle. Metsäteollisuuden ja erityisesti paperimassateollisuuden tuotantokapasiteetin vähentäminen kuluneiden lähivuosien aikana on vähentänyt metsäteollisuuden puun käyttöä sekä aiheuttanut vähennystä myös uusiutuvan energian tuotannossa. Paperimassateollisuudessa sivutuotteena muodostuva mustalipeä on ollut yksi keskeisistä uusiutuvan energian polttoaineista. Sen tuotanto on vähentynyt ja on edelleen vähenemässä paperiteollisuuden tuotannon vähenemisen myötä. On tosin huomattava, että metsäteollisuuden tuotantokapasiteetin pieneneminen on vähentänyt myös sen energian kulutusta. Metsäteollisuus on teollisuuden suurimpia sähkönkäyttäjä ja lisäksi merkittävin uusiutuvan energian käyttäjätoimiala Suomessa. Lähes puolet Suomen uusiutuvan energian tuotannosta on viime vuosina perustunut mustalipeän polttoon metsäteollisuuden laitoksissa. Uudenmaan alueella ei ole sellaista metsäteollisuutta, jossa tuotetaan mustalipeän avulla energiaa. Bioenergian ja erityisesti puun käytön lisääminen energiantuotannossa on ollut viime aikoina vahvassa myötätuulessa monissa kunnissa lähitulevaisuuden energiaratkaisuja kaavailtaessa. Uudellamaalla on tehty useita suuria puupolttoaineisiin perustuvia energiaratkaisuja viime vuosina. Hiilineutraaliksi luokitellun puun lisääntyvä käyttö energiantuotannossa fossiilisten polttoaineiden sijasta tarjoaa myös muita etuja, kuin kasvihuonepäästöjen vähenemisen. Energiatuotantomuotojen valinnassa painavat energiaomavaraisuuden paraneminen, raakaaineen kotimaisuus ja sen myönteiset työllisyysvaikutukset. Myös huoltovarmuus mahdollisten kriisiaikojen varalle paranee. Puupolttoaineiden hinnan parantunut kilpailukyky energiantuotannossa on lisännyt laajaa kiinnostusta puun energiakäyttöä kohtaan. Fossiilisten polttoaineiden (erityisesti öljyn ja maakaasun) huomattavasti noussut maailman markkinahinta ja erilaiset haittaverot ja maksut ovat nostaneet niillä tuotetun energian hintaa huomattavasti. Se on osaltaan heikentänyt niiden kilpailukykyä eri energiantuotantovaihtoehtojen joukossa. Huoli puupolttoaineen riittävästä saatavuudesta myös lähivuosina ja vuosikymmeninä on hillinnyt suurinta innostusta lisääntyvää puun energiakäyttöä kohtaan. Lämpölaitosinvestoinnit tehdään usein vuosikymmeniksi tulevaisuuteen, joten huoli puun riittävästä saatavuudesta on aiheellinen. Perinteisesti puun teollinen käyttö mekaanisen ja kemiallisen metsäteollisuuden raaka-aineena on asettunut puun energiakäytön edelle. Siksi ainespuuksi soveltuvaa puuainesta ei ole laajassa mitassa käytetty energiapuuna. Suuri osa eteläisen Suomen suurista asutuskeskuksista sijaitsee rannikon läheisyydessä. Näillä alueilla on myös suuri osa energiapuun käyttökohteita. Maanteitse ja rautateitse toimitetun puun hankinta-alue ulottuu siten huomattasti kauemmaksi kuin keskemmällä Suomea. Energiapuun kuljetusmatkat kasvavat helposti pitkiksi moniin Uudenmaan rannikkoseudun käyttökohteisiin, mikä nostaa energiapuun hintaa käyttöpaikalla huomattavasti.

15 1 Metsäenergiaselvitys Merkittävin energian käyttöalue Uudellamaalla on pääkaupunkiseutu. Se on toistaiseksi jättäytynyt energiaratkaisuissaan vielä pääosin puuenergiakäytön ulkopuolelle. Muutoksia lienee tältä osin tulossa, sillä suurta kiinnostusta puuperäisiin biopolttoaineisiin kuten myös muuhun uusiutuvaan energiaan on myös pääkaupunkiseudulla. Voimalaitospolttoaineiden hinnat lämmöntuotannossa Kuva 7. Kaukolämmön ja lämmön tuotannon polttaineiden hintojen kehittyminen vuodesta 2004 lähtien. Kuvan lähde: ja julkaisut. Kuva 7 a. Voimalaitospolttoaineiden hinnat lämmöntuotannossa v (alv 0%). Kuvan lähde : Tilastokeskus/energian hinnat 3/2012. Fossiilisten polttoaineiden hinta on ollut voimakkaassa nousussa. Erityisesti vuoden 2011 alussa tulleet veronkorotukset nostivat niiden hintoja.

16 16 4. Puu energian lähteenä Potentiaalinen energiapuu Puuta on käytetty energianlähteenä jo pitkään ensisijaisesti polttamalla puuta sellaisenaan erilaisissa tulipesissä. Tämä lienee yksinkertaisin, helpoin ja yleisin tapa hyödyntää puun sisältämää energiaa. Toinen keskeinen tapa hyödyntää puun sisältämää energiaa teollisuudessa erityisesti Suomessa on puun hajottaminen kemiallisesti selluteollisuuden tarpeita varten. Kemiallisen metsäteollisuuden massanvalmistusprosessissa syntyy sivutuotteena jäteliemiä, joita pystytään hyödyntämään energiantuotannossa. Tärkeimpänä näistä on mustalipeä, jolla tuotetaan lähes puolet puuperäisestä energiasta Suomessa. Puusta voidaan polton sijaan saada energiaa talteen myös kaasuttamalla, jolloin puun energiasisältö saadaan ehkä tehokkaimmin talteen. Ainespuun sivuvirroista kertyvästä puusta tehty biomassa soveltuu erityisesti puun kaasutukseen. Teollisesti puuta kaasuttamalla saadaan biokaasuna miltein puhdasta metaania, jolloin se vastaa koostumukseltaan lähes maakaasuna tunnettua luonnonkaasua. Tätä biokaasua voidaan hyödyntää maakaasun tapaan. Puusta tehtyä biokaasua voidaan hyödyntää myös esimerkiksi liikennepolttoaineena, mikäli siitä poistetaan haitalliset epäpuhtaudet. Puun kaasutuksessa puusta voidaan jalostaa mm. puupohjaista bioöljyä esim. pyrolyysiöljyä, jolla voidaan korvata raskasta polttoöljyä (POR). Puuaines koostuu pääosin selluloosasta, hemiselluloosasta ja ligniinistä. Puussa oleva selluloosa ja hemiselluloosa voidaan hydrolyysireaktion avulla hajottaa sokereiksi, jotka voidaan käymisen avulla muuntaa edelleen etanoliksi. Siitä voidaan valmistaa sellaisenaan liikenne- Kuva 8. Puu koostuu pääasiassa haihtuvista aineista. Tuhkan ja jäännöshiilen osuus polttokuivasta puusta on n. 15%:n luokkaa. Lähde: Alakangas.

17 1 Metsäenergiaselvitys polttoainetta tai sitä voidaan sekoittaa esim. bensiiniin biovelvoiteosuuden täyttämiseksi. Metsäbiomassasta osataan jo nyt nykytekniikkaan soveltuvia biopolttoaineita, mutta niiden laajamittaiseen teolliseen tuotantoon siirrytään lähivuosina vähitellen Suomessa. Suomalaisen mänty- ja kuusipuubiomassan sisältö on pääpiirteissään seuraava: % ligniiniä, % hemiselluloosaa, n.40 % selluloosaa sekä n.5 % muita aineita (lähde: Vanninen 2009). Kuva 9. Nurmijärven hakelämpölaitos on tyypillinen biolämpölaitos alueella. Kuva O-P Koisti.

18 18 5. Puupolttoaineet Energiaa tuottavissa lämpövoimaloissa ja lämpölaitoksissa käytetyt puupolttoaineet ovat pääosin metsähakkeen eri jakeita. Metsähakkeen raaka-ainetta kertyy teollisen ainespuun sivuvirroista, sillä ainespuun talteenotossa syntyy aina myös paljon metsäteollisuuden jalostamattomaksi kelpaamatonta puuainesta. Tällaisen puun mitta- ja laatuvaatimukset eivät ole metsäteollisuuden jalostustarkoituksiin riittäviä. Tämä puuaines on suurelta osin jäänyt viime vuosiin asti metsään lahoamaan ns. luonnollisena poistumana. Sekä energian hinnan nousun myötä että päästövelvoitteiden vähentämisen takia tästä hukkapuusta on kehittynyt ja on edelleen kehittymässä suuri kiinnostuksen kohde ja entistä merkittävämpi energianlähde Suomessa. Lähes yhtä merkittävä puuperäinen energiapuuaines kuin metsähake on puun kuori. Sitä kertyy niin mekaanisen kuin kemiallisen metsäteollisuuden raakapuun esikäsittelynä tapahtuvan kuorinnan yhteydessä. Puun kuoriaines on käytetty jo pitkään lähes täysmääräisesti metsäteollisuuden omien lämpölaitosten polttoaineena. Kuoren lisäksi sahoilta ja puutuoteteollisuudesta kertyy puutähdettä ja purua, joilla on merkittävä osuus puupolttoainepaletissa. Teollisuuden puutähdettä ja purua voidaan käyttää suoraan polttoaineena tai niistä voidaan jalostaa esim. puupellettiä tai -brikettiä. Kotitalouksien eli pientalojen ja maatilojen lämmityksessä käytettävä polttopuu on pääosin pilkettä eli klapia. Pilkkeen raaka-aineena Kuva 10. Kuivaa koivupilkettä säkitettynä. Kuva: O-P Koisti.

19 1 Metsäenergiaselvitys on lähinnä pieniläpimittainen raakapuu. Jonkin verran pilkettä tehdään myös järeämmästä raakapuusta kuten koivukuitu- ja jopa koivutukkipuusta. Lisäksi jätepuu ja kierrätyspuu ovat nykyään merkittäviä puupolttoaineita. 5.1 Metsähake Metsähake on eri puulajeista tehtyä hakkurilla haketettua, puupolttoaineeksi soveltuvaa puuainesta. Metsähake tehdään pääasiassa ainespuuhakkuista kertyvästä hakkuutähde- tai kantopuusta tai vaihtoehtoisesti nuorten metsien hoidon yhteydessä kertyvästä pienpuusta. Myös muista hakkuista kertyvää teollisuuden puunjalostukseen kelpaamatonta puuainesta haketetaan metsähakkeeksi. Jonkun verran metsähaketta tehdään myös ainespuun mittaja laatuvaatimukset täyttävästä puuaineksesta. Erityisesti ensiharvennuspuuta haketetaan jonkun verran metsähakkeeksi tilanteessa, jossa kuitupuun kysynnän markkinatilanne on huono. Järeä runkopuu, joka ei täytä teollisuuden mitta- ja laatuvaatimuksia kuten esimerkiksi lahot kuusentyvet, soveltuvat hyvin metsähakkeen raaka-aineeksi. Pienpuuksi kutsutaan sellaista runkopuuna korjattavaa puutavaraa, joka ei täytä vielä läpimittansa puolesta metsäteollisuuden asettamia ainespuun mittavaatimuksia. Puun rungon läpimitta on tällöin alle 10 cm. Pienpuuta kertyy pääasiassa ylitiheiden nuorten metsien hoidossa mutta myös ensiharvennusten yhteydessä. Pienpuut voidaan karsia oksistaan rankapuiksi tai sitten ne voidaan kerätä oksineen ns. kokorunkoina ennen haketusta. Nuorten metsien hoidossa pienpuukertymät voivat kohteesta riippuen vaihdella huomattavasti. Tavallisimmin kertymät ovat k-m³ hehtaarilla. Pienpuuta korjataan pääosin koneellisesti. Metsätraktori ja sen kuormaimeen kytketty kaato-kasauslaite on osoittautunut käyttökelpoiseksi ja varsin tehokkaaksi puunkorjuulaitteeksi nuoren metsän pienpuun korjuussa. Tällaisessa laitteessa on usein niin sanottu joukkokäsittelykoura, joka pystyy usean puun rungon samanaikaiseen käsittelyyn. Sen avulla puun käsittely nopeutuu huomattavasti. Kuva 12. Runkojen joukkokäsittely nopeuttaa energiapuun tekoa nuorissa metsissä. Mikäli ensiharvennuksessa osa puusta tehdään teollisuuden ainespuuksi ja osa menee energiapuuksi, on integroitu korjuu osoittautunut käyttökelpoiseksi. Siinä puun korjuu tehdään metsätraktorin kuormaimeen kytketyllä kouraharvesterilla pääosin runko kerrallaan. Kasausvaiheessa teollisuudelle menevät ainespuut ja energiapuuksi menevä puutavara ohjataan omiin kasoihinsa. Joukkokäsittelyä voidaan soveltaa tarpeen mukaan myös tässä menetelmässä. Integroidun menetelmän käyttö on lisääntynyt erityisesti suurten puunhankintayhtiöiden puunkorjuussa, kun kuitupuuosuus halutaan ottaa tarkasti talteen. Joukkokäsittelyyn perustuvista menetelmistä on noussut esille ns. fixteri-korjuu, jossa karsitut puunrungot paalataan nipuiksi. Se nopeuttaa varsinkin energiapuun kuormaus- ja kuljetusvaiheen käsittelyä. Kuva 11. Hyvälaatuista, runkopuusta tehtyä metsähaketta Kuva O-P Koisti.

20 20 runkotilavuus asettaa rajoituksia työn tuottavuudelle. Metsän tulevan kehityksen kannalta nuoren metsän hoito ja oikea-aikainen ensiharvennus ovat kuitenkin erittäin tärkeitä toimenpiteitä. Kuva 13. Fixteri-paalaimella energiapuurungot niputetaan paaleiksi. Kuva: Ville Tervo. Vaihtoehtoisesti pienpuun korjuu voidaan toteuttaa myös metsurityönä ns. siirtelykaatona. Siinä metsurityönä puu kaadetaan moottorisahaan kytketyn lisälaitteen avulla suunnatusti ajouraa kohti ja yleensä runko katkotaan ilman karsintaa 1-2 kohdasta. Metsuri tekee lisäksi kevyen esikasauksen. Esikasatut puut kerätään sitten metsätraktorilla tienvarsivarastolle kuivumaan. Pienpuun korjuu on käsiteltävien runkojen pienen koon takia hidasta ja siten varsin kallista puun korjuuta. Sen takia pienpuukohteilta korjattu energiapuu on selvästi kalliimpaa kuin muu metsähakepuu. Vaikka korjuumenetelmiä on aktiivisesti kehitetty, puun pieni Kuva 14. Siirtelykaato on varsin tehokas menetelmä nuorten metsien hoidossa. Kuva: Arto Mutikainen TTS. Hakkuutähdepuu koostuu pääasiassa avohakkuualueiden puiden oksista ja pieniläpimittaisista latvuksista. Avohakatuista kuusikoista kertyy yleensä parhaiten hakkuutähteitä. Hakkuutähdepuun kertymä on yleensä sitä suurempi, mitä enemmän päätehakkuussa on saatu puuta talteen. Hakkuutähdepuun kertymä on karkeasti ottaen päätehakkuukuusikossa noin 0,25 m³ ja männiköissä noin 0,15 m³ ainespuukertymän kuutiometriä kohti. Mikäli kuusikon päätehakkuussa kertyy tukki- ja kuitupuuta yhteensä noin 300 m³ hehtaarilla, hakkuutähdekertymä tältä alalta on noin 75 m³ hehtaarilla ja männikössä vastaava luku on vajaa 40 m³ hehtaarilla. Osa hakkuutähteistä jätetään tietoisesti keräämättä biologisen monimuotoisuuden säilyttämiseksi ja osa pienemmistä oksista jää korjuuteknisistä syistä joka tapauksessa keräämättä. Hakkuutähteet kootaan metsätraktorilla yleensä joko palstalle pieniksi kasoiksi tai suoraan tienvarteen korkeiksi tuulettuviksi kasoiksi. Tienvarsivarasto saa kuivahtaa yleensä noin vuoden ajan, jolloin siitä kuivuessa pääosa neulasista varisee maahan. Usein tienvarsivarastokasa suojataan vielä esim. peitepaperilla päältä kastumisen estämiseksi. Hakkuutähteet haketetaan usein jo tienvarsivarastolla kuorma-autoalustaisella mobiilihakkurilla suoraan kuormalavalle kuljetettavaksi polttolaitoksille. Haketus voidaan tehdä vaihtoehtoisesti vasta energiapuun terminaalivarastolla järeämmällä hakkurilla. Energiapuuna käytettävä kantopuu on myös pääosin peräisin metsien avohakkuualueilta eli lähinnä havupuuvaltaisten metsien päätehakkuista. Kannot irrotetaan juurineen avohakkuun ja hakkuutähteiden keruun jälkeen maasta yleensä kaivinkoneella, johon on kauhan tilalle asennettu kannonnostolaite. Nostolaitteen avulla kannot useimmiten halkaistaan työn helpottamiseksi kuivumisen edistämiseksi. Nostetut kannot kootaan metsäpalstalla pieniksi kasoiksi kuivumaan. Palstakasat siirretään hakkuutähteiden tapaan jonkin ajan kuluttua