Perinteitä ja uusia avauksia metsäenergian korjuussa

Transkriptio

1 Perinteitä ja uusia avauksia metsäenergian korjuussa Juha Laitila Metsäenergiasta uutta liiketoimintaa kestävästi ja kannattavasti ForestEnergy2020- tutkimus- ja innovaatio-ohjelman vuosiseminaari Joensuun Tiedepuisto

2 Sisältö: - Avohakkuuta harvennusten sijaan hieskoivikoissa - Kaivukone ensi- ja energiapuuharvennusten hakkuukoneena - Puunkorjuuta juurineen, eli kannot ylös hakkuun yhteydessä turvemaalla - Murskaamalla metsähaketta tienvarsivarastoilta - Yhteenveto

3 Hieskoivuvarat ja käyttö Runsaimmin hieskoivikoita on Pohjois-Pohjanmaan eteläosan ojitusalueilla ja Länsi-Lapissa, missä niiden osuus metsämaasta on noin 20 %* Vuonna 2011 koivukuitupuuta hakattiin Suomessa 7,3 milj. m 3 Eniten koivukuitupuuta hakattiin Pohjois- Savon (0,98 milj.m 3 ) ja Pohjois-Pohjanmaan (0,94 milj.m 3 ) metsäkeskusten alueilla (Metinfo 2013). Koivun %-osuus puuston tilavuudesta metsämaalla* * Niemistö, P. & Korhonen, K.T Koivuvarat ja kasvu. Julkaisussa: Niemistö, P., Viherä-Aarnio, A., Velling, P., Heräjärvi, H. & Verkasalo, E. (toim.). Koivun kasvatus ja käyttö. Metla & Metsäkustannus, s ISBN

4 Hieskoivun kasvatus Tuoreimpien tutkimustulosten mukaan hieskoivikoiden harvennuksilla turv la tai muilla kosteilla mailla ei ole useinkaan taloudellisia perusteita (Niemistö 2012*) Hieskoivikot eivät järeydy vaneritukin mittoihin, harventamattomuus ei vähennä kuitupuun kertymää, huono laatu & energiapuun lisääntynyt tarve Harventaminen kannattaa kun sekapuuna on kasvatuskelpoisia havupuita, tukkilaatuinen hieskoivikko kasvaa rehevällä kasvupaikalla tai kuusialikasvosta voidaan hyödyntää metsänuudistamisessa Harventamattomien hieskoivikoiden edullisin kiertoaika on noin vuotta: yhdistetty aines- ja energiapuun korjuu Kannattavuus- ja vertailulaskelmien sekä metsänhoitosuositusten tueksi puuttuu vertailutietoa hakkuun tuottavuudesta hieskoivikoiden harvennuksilla ja avohakkuilla * Niemistö, P Harventamaton hieskoivikko - edullinen energiapuureservi. Esitelmä Bioenergia-tutkimusohjelman loppuseminaarissa Helsingissä

5

6 Hakkuukokeet Kuitupuu korjattiin 5 m pitkänä ja energiaosite korjattiin 5-7 m pitkänä kokopuuna Hakkuut suoritti Pyhännän hakkuupalvelu Ay Metsä- Groupin työmailla Vaalassa 2013 Komatsu hakkuukone & hakkuulaite Kuormainvaakamittaus hakkuukoealoittain metsäkuljetuksen yhteydessä (Ponsse Wisent)

7 Aineiston keruu on vielä osittain kesken

8 Aineiston keruu on vielä osittain kesken

9 Puunhankinnan ja kaukolämmön tuotannon kausivaihtelu

10 Kaivukone hakkuukoneena Tavoitteena oli selvittää hakkuutyön tuottavuus aines- ja energiapuun integroidussa korjuussa, kun peruskoneena on hakkuulaittein varustettu kaivukone New Holland Kobelco E 135 B SR kaivukone + Naarva EF28 hakkuulaite Aineisto Hakkuukoe Punkaharjulla & hakattujen puiden metsäkuljetus ja kuormainvaakamittaus Hakkuupoistuma 2267 runkoa eli 71 m 3 kuitupuuta ja 53 m 3 polttorankaa 37 hakkuukoealaa, joiden yhteenlaskettu pinta-ala oli 1,8 ha Rungon tilavuus vaihteli välillä dm 3 (keskiarvo 57 dm 3 ) ja hakkuupoistuman tiheys välillä runkoa hehtaarilta (keskiarvo 1309) Hakattu puusto oli pääsääntöisesti mäntyä

11 Kuormainvaakamittaus kaksivaiheisena: aluksi koealoittainen punnitus, jonka jälkeen kuormakohtainen tarkistuspunnitus varastopaikalla tavaralajeittain

12 Hakkuun tehotuntituottavuus, m 3 /h Hakkuun tehotuntituottavuus, runkoja/h Tehotuntituottavuus kiintokuutiometreinä ja runkoina: Tehotuntituottavuus, m3/h Tehotuntituottavuus, runkoja/h Keskiarvo ,8 m 3 ja 233 runkoa tehotunnissa Rungon käyttöosan tilavuus, dm 3 12

13 Ajouran leveys, cm Ajouran leveys hakkuutyömaalla: Mittaushavainto Keskiarvo 417 cm Mittausten lukumäärä

14 Hakkuun tehotuntituottavuus, m 3 /h Vertailu aiempiin tuloksiin Kokopuu joukkokäsittelynä keskikokoisella harvesterilla*** Naarva28EF & New Holland Kobelco E 135 B SR kaivukone Pieni harvesteri yksinpuin* Keskikokoinen harvesteri yksinpuin ** Rungon keskikoko, dm 3 * Ryynänen S. & Rönkkö, E Harvennusharvestereiden tuottavuus ja kustannus. Työtehoseuran julkaisuja s. ** Kärhä K., Keskinen S., Kallio T., Liikkanen R. & Lindroos J Ennakkoraivaus osana ensiharvennuspuun korjuuta. Metsätehon raportti s. *** Kärhä, K., Keskinen, S., Liikkanen, R. & Lindroos, J Kokopuun korjuu nuorista metsistä. Metsätehon raportti s.

15 Puunkorjuuta juurineen turvetuotantoalueen valmisteluhakkuussa Hakkuun tuottavuus määritettiin rinnankorkeusläpimitan mukaan juurineen hakkuussa ja perinteisellä hakkuutavalla. Puiden läpimitat mitattiin ja merkittiin pahvilapuille. Puiden läpimitta oli 5-28 cm, pituus 6,2 19,3 m ja poistuma runkoa hehtaarilta. Kokonaisbiomassa laskettiin Repola ym. (2007) malleilla.

16 Puubiomassan hakkuun tuottavuus

17 Perinteinen erilliskorjuu Integroitu korjuu Runkopuun hakkuu & latvusmassan kasaus, /m³ Runkopuun hakkuu juurineen ja latvusmassan kasaus, /m³ Runkopuun ja latvusmassan metsäkuljetus tienvarsivarastolle, /m³ Kantojen nosto kaivukoneella, /m³ Kantojen metsäkuljetus tienvarsivarastolle, /m³ Runkopuun, latvusmassan ja kantojen metsäkuljetus tienvarsivarastolle, /m³ Puubiomassan korjuukustannus tienvarsivarastolla, /m³

18 Puubiomassan korjuukustannus tienvarsivarastolla, /m³ Puubiomassan korjuukustannus tienvarsivarastolla Integroitu korjuu läpimittaan 20 cm, kun moton tuntikustannus on sama kuin normaalissa hakkuussa Integroitu korjuu läpimittaan 18 cm, kun moton tuntikustannus on +10% Integroitu korjuu läpimittaan 16 cm, kun moton tuntikustannus on +20% Integroidusti korjattu puubiomassa, /m³ Perinteinen erilliskorjuu on kannattavaa, kun läpimitta on suurempi kuin cm +10 % integroidusti korjattu puubiomassa, /m³ +20 % integroidusti korjattu puubiomassa, /m³ Hakkuupoistuman rinnankorkeusläpimitta, cm Erilliskorjattu puubiomassa, /m³

19 Murskauksen tehotuntituottavuus lämpöarvon mukaan Puhtaat kannot Kannot Latvusmassa Kokopuu Murskauksen tehotuntituottavuus, MWh/E 0 h

20 Palakokoluokan tehollinen lämpöarvo, MJ/kg Lämpöarvo eri palakokoluokissa 20 Kokopuu Latvusmassa Kannot , 3-8, Palakokoluokka, mm

21 Yhdistettyä kantojen murskausta & seulontaa tienvarsivarastolla Crambo 6000 murskaimella ja tähtiseulalla

22 Yhteenveto - Avohakkuulla on saatavissa tuottavuuden lisäys hieskoivikoiden puunkorjuussa - Mutkaisen hieskoivun joukkokäsittelyhakkuu on haastavaa - Avohakkuulla osa talvileimikoista on ehkä muutettavissa kesäleimikoiksi - Harvennuksia enemmän vapausasteita metsäkuljetuksen meno- ja paluureittien sijoittelussa palstalle - Maanrakennuksen ja metsähakkeentuotannon synergiat on selvitettävä - Kuljetus- ja kuormauskaluston työsyklien eriaikaisuus - Kausiurakointi parantaa erikoiskoneiden työllistymistä, kun kaluston määrää ei tarvitse mitoittaa kausihuippujen mukaan

23 Yhteenveto - Kaivukone on lupaava vaihtoehto tasaisten ja kivettömien maiden puunkorjuuseen ja kausiurakointiin - Giljotiikatkaisu vähentää tehontarvetta sahakatkaisuun verrattuna - Puunkorjuu juurineen oli mielenkiintoinen kokeilu - Murskaus on toimintavarma ja tehokas tapa tuottaa latvusmassa- ja kantohaketta - Haketus sopii erityisesti ranka-, runko- ja kokopuulle - Kantojen välivarastomurskaus tehostaa kaukokuljetuksen tuottavuutta - Murskaukseen yhdistetty hienoaineksen seulonta parantaa sekä tuottavuutta että hakkeen laatua

24 Yhteenveto - Varastointilogistiikassa ja laadunhallinnassa on vielä paljon työtä ja tehostamispotentiaalia: - Varastoihin sitoutunut pääoma, kuiva-ainetappiot, irtolumen aiheuttama laatuvaihtelu, kulutushuippujen ja toimitusten kausivaihtelun tasaus hakkeen tms. puskurivarastoinnin avulla jne. - Laatu syntyy tekemällä, eikä säitä surkuttelemalla. Haastavaa kuin heinän teko. ennen vanhaan Kuvat: Nivala-Seura ry, K.Holopainen & Virtuaalikylä

25 Kiitos! 25

26 Esitykseen liittyviä julkaisuja: Laitila, Juha, Väätäinen, Kari & Asikainen, Antti Kanto- ja juuripuun nosto hakkuutyön yhteydessä turvemaalla. Metlan työraportteja s. Laitila, Juha & Väätäinen, Kari Joukkokäsittelyhakkuun tuottavuus kaivukonealustaisella hakkuukoneella ja Naarva EF 28 hakkuulaitteella. Metlan työraportteja s. Laitila, Juha, Rytkönen, Esko & Nuutinen, Yrjö Kantojen, latvusmassan ja harvennuspuun murskaus tienvarsivarastolla kuorma-autoalustaisella CBI 5800 murskaimella. Metlan työraportteja s