Suomen metsäenergiapotentiaalit

Transkriptio

1 Suomen metsäenergiapotentiaalit Kalle Kärhä, Metsäteho Oy Metsätehon iltapäiväseminaari: Logistiikan näkymät ja bioenergian mahdollisuudet , Tapahtumatalo Bankin auditorio, Helsinki

2 Puupolttoaineet Suomen energiantuotannossa

3 Energian kokonaiskulutus energialähteittäin Suomessa 2007 (407 TWh = 35,0 milj. toe = PJ) Lähde: Energy Review Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 3

4 Energian kokonaiskulutus energialähteittäin Suomessa Lähde: Energy Review Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 4

5 Puupolttoaineiden käyttö Suomessa 2007 (82 TWh = 7,1 milj. toe = 295 PJ) Nestemäinen Kiinteä Lähde: Energy Review Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 5

6 Puupolttoaineiden käyttö Suomessa Lähde: Energy Review Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 6

7 Kiinteiden puupolttoaineiden käyttö energialaitoksissa 2007 (24,8 TWh 13,0 milj. m 3 ) Lähde: Ylitalo Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 7

8 Hakkuutähteet Pienpuu Kannot Järeä, (laho) runkopuu Kalle Kalle Kalle Kärhä Kärhä: / Metsäteollisuuden / Puubiomassan / Suomen Bioenergia metsäenergiapotentiaalit hyödyntäminen puuperäiset missä mennään jätteet energian tällä & Metsäenergiapuu hetkellä? tuotannossa Kalle Kärhä 8

9 Metsähakkeen käyttö Suomessa *) *) Energialaitosten eli lämpö- ja voimalaitosten käyttö. Lähteet: Ylitalo Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 9

10 Uusiutuvan energian käyttö energialähteittäin ja loppukulutuksena tavoiteurassa, TWh Perusura Teollisuuden tuotannosta riippuvat polttoaineet Jäteliemet 36,7 43, Teollisuuden tähdepuu 23,1 26, Yhteensä 59,8 70, Politiikkatoimien kohteena olevat A. Ei tukitarvetta Vesivoima 13,6 11, Tavoiteura Kierrätyspolttoaineet ja halvimmat 1,7 1,9 2 3 biokaasut B. Pieni tukitarve Metsähake (1 5,8 7, Puun pienkäyttö 13,4 13, Puupelletit ja peltobiomassat 0,1 0,1 0,7 3 Lämpöpumput 1,8 2,4 3 5 C. Korkea tukitarve Muu biokaasu 0 0 0,1 0,5 Nestemäiset biopolttoaineet (2 0,0 0,0 6 6 Tuulivoima ja aurinkoenergia 0,2 0,1 1 6 Yhteensä 94,9 102, josta puupolttoaineet yhteensä (3 19,4 19, Uusiutuvan energian loppukulutus Kärhä: Suomen Metsähakkeen metsäenergiapotentiaalit tarjonta 10

11 Metsähakkeen käyttötavoitteita Lähteet: Ylitalo 2008, KMO 2010, KMO 2015, Kansallinen ilmasto- ja energiastrategia Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 11

12

13

14 Metsähakepotentiaalit laskettiin Hakkuutähteille Kannoille Pienpuulle Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 14

15 Metsähakepotentiaalit laskettiin Laskelmien pohjalla kaksi kotimaisen puun (ainespuun) hakkuuskenaariota: Skenaario I (Perusskenaario): 56,6 milj. m 3 /v Skenaario II (Maksimiskenaario): 67,9 milj. m 3 /v Puun kokonaistarjonta, milj. m 3 - Kotimaan markkinahakkuut, milj. m 3 - Puun tuonti, milj. m Perusskenaario Maksimiskenaario 75,6 59,4 73,7 57,7 56,6 67,9 17,9 2,8 5, Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 15

16 Ainespuuhakkuut skenaarioissa I ja II Metsäkeskus Hakkuut Skenaario I Skenaario II 0 Ahvenanmaa 1 Rannikko Etelärannikko Pohjanmaa 2 Lounais-Suomi 3 Häme-Uusimaa 4 Kaakkois-Suomi 5 Pirkanmaa 6 Etelä-Savo 7 Etelä-Pohjanmaa 8 Keski-Suomi 9 Pohjois-Savo 10 Pohjois-Karjala 11 Kainuu 12 Pohjois-Pohjanmaa 13 Lappi Ainespuuhakkuut, m 3 /v YHTEENSÄ Sevola & Suihkonen Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 16

17 Metsähakepotentiaalit laskettiin Hakkuutähteiden ja kantojen korjuu päätehakkuualoilta. Pienpuun korjuupotentiaali: Nuoret kasvatusmetsät, joihin ehdotettu taimikonhoito (myöhässä) tai harvennushakkuu (ensimmäinen 5-vuotiskausi) Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 17

18 Aineistot tarjonta-laskennoissa Valtakunnan metsien inventoinnin (VMI10) suurimman kestävän hakkuumahdollisuuksien MELA -laskelma. Metsäteho Oy:n isoimpien osakkaiden (Metsäliitto Osuuskunta, Stora Enso Oyj, UPM-Kymmene Oyj ja Metsähallitus) korjaamat päätehakkuut ja harvennukset vuosilta 2006 ja Yhteensä: leimikkoa (päätehakkuita: , harvennusleimikoita: ). Yhteensä: 68,6 milj. m 3 (päätehakkuut: 46,7 milj. m 3, harvennushakkuut: 21,9 milj. m 3 ). VMI10:n koeala-aineistosta laskettu pienpuuaineisto (Antti Ihalainen / Metla) Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 18

19 Määritetyt metsähakepotentiaalit Talteensaanto < 100 % Energiapuun korjuuohjeet Metsähakkeen tuotantokustannukset Tuotantotuet (mm. Kemera) TEOREETTINEN POTENTIAALI TEKNIS-EKOLOGINEN POTENTIAALI TEKNIS-TALOUDELLINEN POTENTIAALI Integroitu korjuu nuorissa metsissä Metsänomistajien tarjontahaluttomuus Energialaitosten tekninen käyttöpotentiaali Energialaitosten maksukyky 1 2 biojalostamoa Vaihtoehtoisten polttoaineiden hinta Päästöoikeuden hinta Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 19

20 Hakkuutähteet Metek14 / Puubiomassan hyödyntäminen energiantuotannossa / Kärhä Kalle Kärhä Kärhä: Puubiomassan Suomen Metsähakkeen metsäenergiapotentiaalit hyödyntäminen tarjonta energian tuotannossa 20

21 Teoreettinen hankintapotentiaali KUUSI MÄNTY KOIVU Hakkuutähdettä/ainespuu-m 3 Etelä-Suomi 0,42 0,23 0,20 Pohjois-Suomi 0,62 0,32 0,39 Lähteet: Hakkila 1991, Hakkila ym Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 21

22 Teoreettinen hankintapotentiaali Metsäkeskus Skenaario I Skenaario II 0 Ahvenanmaa 1 Rannikko Etelärannikko Pohjanmaa 2 Lounais-Suomi 3 Häme-Uusimaa 4 Kaakkois-Suomi 5 Pirkanmaa 6 Etelä-Savo 7 Etelä-Pohjanmaa 8 Keski-Suomi 9 Pohjois-Savo 10 Pohjois-Karjala 11 Kainuu 12 Pohjois-Pohjanmaa 13 Lappi Hakkuutähdettä, GWh/v YHTEENSÄ Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 22

23 Teknis-ekologinen hankintapotentiaali KUUSI MÄNTY KOIVU Talteensaanto-% Tapion suositukset (Koistinen & Äijälä 2005) korjuuoloista = EI korjuuta: kuivahkot kankaat kuivat kankaat karukkokankaat + puolukkaturvekankaat ja sitä karummat kallioiset + runsaskiviset kasvupaikat ravinnehäiriöpuustot. + Metsänomistajien tarjontahalukkuus % metsäkeskuksittain. Korjuukelpoisuus metsäkeskuksittain 57 89%. 1 1 Lähdeaineistona Metsäntutkimuslaitoksen VMI Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 23

24 Teknis-ekologinen hankintapotentiaali Metsäkeskus Skenaario I Skenaario II 0 Ahvenanmaa 1 Rannikko Etelärannikko Pohjanmaa 2 Lounais-Suomi 3 Häme-Uusimaa 4 Kaakkois-Suomi 5 Pirkanmaa 6 Etelä-Savo 7 Etelä-Pohjanmaa 8 Keski-Suomi 9 Pohjois-Savo 10 Pohjois-Karjala 11 Kainuu 12 Pohjois-Pohjanmaa 13 Lappi Hakkuutähdettä, GWh/v YHTEENSÄ Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 24

25 Teknis-taloudellinen hankintapotentiaali Hakkuutähdehakkeen tuotantokustannusten laskennassa: + Kantohinta + Hakkuu kasoille + kasojen varominen metsäkuljetuksessa + Metsäkuljetus + Varastointi (peittäminen) + Haketus/murskaus (tienvarsivarastolla) + Kaukokuljetus + Yleiskustannukset = TUOTANTOKUSTANNUKSET ( /MWh) Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 25

26 Kannot Kärhä: Suomen Metsähakkeen metsäenergiapotentiaalit tarjonta 26 26

27 Teoreettinen hankintapotentiaali KUUSI MÄNTY KOIVU Kantoja/ainespuu-m 3 Etelä-Suomi 0,31 0,28 0,31 Pohjois-Suomi 0,40 0,32 0,35 Lähteet: Hakkila 1972, Hakkila ym. 1978, Repola ym Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 27

28 Teoreettinen hankintapotentiaali Metsäkeskus Skenaario I Skenaario II 0 Ahvenanmaa 1 Rannikko Etelärannikko Pohjanmaa 2 Lounais-Suomi 3 Häme-Uusimaa 4 Kaakkois-Suomi 5 Pirkanmaa 6 Etelä-Savo 7 Etelä-Pohjanmaa 8 Keski-Suomi 9 Pohjois-Savo 10 Pohjois-Karjala 11 Kainuu 12 Pohjois-Pohjanmaa 13 Lappi Kantoja, GWh/v YHTEENSÄ Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 28

29 Teknis-ekologinen hankintapotentiaali KUUSI MÄNTY KOIVU Talteensaanto-% Tapion suositukset (Koistinen & Äijälä 2005) korjuuoloista = EI korjuuta: kuivat kankaat karukkokankaat + puolukkaturvekankaat ja sitä karummat kallioiset + runsaskiviset kasvupaikat ravinnehäiriöpuustot pohjavesialueet. + Metsänomistajien tarjontahalukkuus % metsäkeskuksittain. Korjuukelpoisuus metsäkeskuksittain 82 88%. 1 1 Lähdeaineistona Metsäntutkimuslaitoksen VMI Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 29

30 Teknis-ekologinen hankintapotentiaali Metsäkeskus Skenaario I Skenaario II 0 Ahvenanmaa 1 Rannikko Etelärannikko Pohjanmaa 2 Lounais-Suomi 3 Häme-Uusimaa 4 Kaakkois-Suomi 5 Pirkanmaa 6 Etelä-Savo 7 Etelä-Pohjanmaa 8 Keski-Suomi 9 Pohjois-Savo 10 Pohjois-Karjala 11 Kainuu 12 Pohjois-Pohjanmaa 13 Lappi Kantoja, GWh/v YHTEENSÄ Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 30

31 Teknis-taloudellinen hankintapotentiaali Kantomurskeen tuotantokustannusten laskennassa: + Kantohinta + Kantojen nosto + Metsäkuljetus + Kaukokuljetus + Murskaus (käyttöpaikalla) + Yleiskustannukset = TUOTANTOKUSTANNUKSET ( /MWh) Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 31

32 Pienpuu Metek14 / Puubiomassan hyödyntäminen energiantuotannossa / Kärhä Kalle Kärhä Kärhä: Puubiomassan Suomen Metsähakkeen metsäenergiapotentiaalit hyödyntäminen tarjonta energian tuotannossa 32

33 Teoreettinen hankintapotentiaali Nuoret kasvatusmetsät, joihin ehdotettu taimikonhoito (myöhässä) tai harvennushakkuu (ensimmäinen 5-vuotiskausi). Laskelmat tehtiin vuositasolle. Oletettiin, että tehdään kokopuun korjuu (mahdollinen kuitupuu myös energiapuukasaan ja polttoon) Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 33

34 Teoreettinen hankintapotentiaali Metsäkeskus Teoreettinen 1 Teknis-ekologinen 0 Ahvenanmaa 1 Rannikko Etelärannikko Pohjanmaa 2 Lounais-Suomi 3 Häme-Uusimaa 4 Kaakkois-Suomi 5 Pirkanmaa 6 Etelä-Savo 7 Etelä-Pohjanmaa 8 Keski-Suomi 9 Pohjois-Savo 10 Pohjois-Karjala 11 Kainuu 12 Pohjois-Pohjanmaa 13 Lappi Pienpuuta, GWh/v YHTEENSÄ Lähdeaineistona Metsäntutkimuslaitoksen VMI Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 34

35 Teknis-ekologinen hankintapotentiaali Kun ainespuukertymä alle 20 m 3 /ha leimikossa TAI poistuman keskikoko alle 30 dm 3 (kokopuuta), kokopuun korjuu (= leimikon kaikki hakattavat puut energiapuuksi). Kun ainespuukertymä yli 20 m 3 /ha leimikossa JA poistuman keskikoko yli 30 dm 3 (kokopuuta), integroitu korjuu (= käytetään ns. kahden kasan menetelmää, eli kuitupuu omaan kasaan ja latvat ja pienpuusto toiseen kasaan energiapuuksi). = PYRITÄÄN OHJAAMAAN KUITUPUU SELLUTEOLLISUUTEEN! Kokopuun korjuu Integroitu korjuu Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 35

36 Teknis-ekologinen hankintapotentiaali Oletettiin, että pieniläpimittaisen energiapuun talteensaanto-% on 95 % teoreettisesta potentiaalista. Kun nuoren kasvatusmetsän korjuukohde seuraavissa korjuuoloissa, se rajautui ulos teoreettisesta hankinta-potentiaalista. = EI kokopuun korjuuta (Koistinen & Äijälä 2005): kuusikot (rulusta > 75 % kuusta) kaskikuusikot + metsitetyt pellot turv la kuivahkot kankaat kuivat kankaat puolukkaturvekankaat + sitä karummat metsiköt, joissa tehty aiemmin kokopuu- tai hakkuutähteiden korjuu. + Metsänomistajien tarjontahalukkuus % metsäkeskuksittain. Korjuukelpoisuus metsäkeskuksittain 57 89%. 1 1 Lähdeaineistona Metsäntutkimuslaitoksen VMI Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 36

37 Teknis-ekologinen hankintapotentiaali Metsäkeskus Teoreettinen 1 Teknis-ekologinen 1 0 Ahvenanmaa 1 Rannikko Etelärannikko Pohjanmaa 2 Lounais-Suomi 3 Häme-Uusimaa 4 Kaakkois-Suomi 5 Pirkanmaa 6 Etelä-Savo 7 Etelä-Pohjanmaa 8 Keski-Suomi 9 Pohjois-Savo 10 Pohjois-Karjala 11 Kainuu 12 Pohjois-Pohjanmaa 13 Lappi Pienpuuta, GWh/v YHTEENSÄ Lähdeaineistona Metsäntutkimuslaitoksen VMI Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 37

38 Teknis-taloudellinen hankintapotentiaali Pienpuuhakkeen tuotantokustannusten laskennassa: + Kantohinta + Hakkuu + Metsäkuljetus - Kemera-tuki + Varastointi (peittäminen) + Haketus/murskaus (tienvarsivarastolla) + Kaukokuljetus + Yleiskustannukset = TUOTANTOKUSTANNUKSET ( /MWh) Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 38

39 Uutta tutkimuksessa: Korkeat kotimaisen puun hakkuut skenaariona. Ei korjuuololeikkureita (esim. meku < 300 m) Kustannukset hoitivat heikot korjuuolot pois teknistaloudellisesta potentiaalista Tarjonnan hintajousto Ei tienvarsikönttähinta Mäntykannoista + koivukannoista polttohaketta Aiemmin vain kuusikannot Nuorten metsien pienpuu tehokkaammin talteen (= integroitu hakkuu niihin leimikoihin, joista kuitupuuta korjattavissa > 20 m 3 /ha) Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 39

40 Verrattuna aiempiin tutkimuksiin I 120 Teoreettinen potentiaali, TWh/v ,2 30,3 26,3 31,5 53,0 53,0 Skenaario I Skenaario II 17,0 18,6 17,0 16,8 30,0 40,0 17,0 17,2 20,0 Vasara 2006 Leino ym Hakkila 2004 Kannot Hakkuutähteet Pienpuu Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 40

41 Verrattuna aiempiin tutkimuksiin II Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 41

42 Verrattuna aiempiin tutkimuksiin III Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 42

43 Kiitokset! Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 43