Tehometsänhoito ilmastonmuutoksen hillinnän keinona? Henvi Science Day Lauri Valsta

Transkriptio

1 Tehometsänhoito ilmastonmuutoksen hillinnän keinona? Henvi Science Day Metsätieteiden laitos /

2 Ilmastolliset tavoitteet metsänkasvatuksessa Metsän hiilivarasto Tuotteiden hiilivarasto Vältetyt päästöt Metsänhoitotoimien hiilipäästöjen minimointi Metsikön albedo Metsikön aerosolit

3 Tehometsätalouden piirteet Metsätalouden tavoite: tuottojen nykyarvo Pääoman tuottoprosentti suhteellisen korkea Tavoitteena tuottaa sitä, mistä saa tuloja Tukkipuu (ei välttämättä paras laatu) Tulot riittävän nopeasti Investoinnit tuotantoon korkealla tasolla Pääomien puute ei ole rajoittava tekijä Maapohjan tuotto korkea Mahdollinen lannoitus

4 Tukkipuun tuotannon ilmastovaikutukset Nykyteknologian olosuhteissa tukkipuuhun pohjautuvilla tuotteilla on suurimmat vältetyt päästöt CLT-rakenteilla saavutetaan vielä hieman suuremmat päästövähennykset (Ruuska ja Häkkinen 2012) Päästötietoisuus ei välttämättä ole suuri, joskin energian säästö kustannussyistä on luontaista Päätuote tehometsätaloudessa

5 Kuitupakkausten ilmastovaikutukset Pääasiallinen vaihtoehto on muovipohjainen tuote Muovi kilpailee raakaöljyn polttamisen kanssa ja muovin käyttö vähentää raakaöljyn energiakäyttöä Muovin valmistus aiheuttaa fossiilisia päästöjä Muovia voidaan kierrättää samoin kuin kuitupakkauksia Kuitupakkausten raaka-aine voi olla kemiallista sellua (pienemmät khk-päästöt) tai mekaanista sellua (suuremmat khk-päästöt) Salmisen (2011) mukaan kuitupakkausten käytön vähentäminen vaikuttaisi lisäävän hiilipäästöjä (tulos riippuu taustalla olevasta metsänhoidon muutoksesta)

6 Hiilivarasto Suurimmillaan koskemattomassa metsässä Tehometsätalous johtaa edelliseen verrattuna huononpaan tulokseen hiilivaraston kannalta, koska tuotteiden varasto on pieni verrattuna metsästä poistuvaan hiileen

7 Douglas-kuusi, US NW Hiilivarasto metsässä Hiilivaraston kehittyminen ja keskimääräinen hiilivarasto kolmella eri kiertoajalla: 40, 80, 120 ja 160 v. (Manriquez 2002) 7

8 Douglas-kuusi, US NW Hiilivarasto metsässä ja tuotteissa 4/17/2013 8

9 Hiilivaraston ja vältettyjen päästöjen yhdistäminen Suhteet hiilivaraston, metsän kasvun, vältettyjen päästöjen ja hakkuutulojen välillä Puuston kasvu Varasto Optimi Hakkuutulot Substituutio Varaston arvo Substituution arvo 9

10 Vältetyt päästöt esimerkkinä materiaalikorvaavuus Puunkäytön ilmastovaikutuksia voidaan laskea, kun oletetaan yhteiskunnan materiaalitarve vakioksi Materiaalitarve voidaan tyydyttää puutuotteilla tai vaihtoehtoisilla tuotteilla Materiaalien korvaavuuden avulla voidaan laskea suhteellinen päästövähennyskerroin, R Puun käytön aih. vältetyt päästöt CO2 R Käytetyn puumäärän sisältämä CO

11 Vältetyt päästöt eri puutuotteilla, kerroin R Bioenergia, suurimittakaavainen (suhteessa fossiiliseen hiileen) Mekaaninen massa paperia varten * ) Kemiallinen massa paperia varten * ) Kuitupohjaiset pakkaukset (2) Sahatavara 1 2 Huom! On tärkeää tiedostaa, onko päästövähennykset laskettu valmiin puutuotteen hiilisisältöä vai raaka-aineena käytetyn puun hiilisisältöä kohden (yllä olevat ovat raaka-aineen hiilimäärään) * ) Lisää päästöjä

12 Douglas-kuusi, vältetyt päästöt lisätty Years Years Metric Tons per Hectare Years 0-80 Years NA NA NA NA Rotation Length in Years Forest Products, Emissions, and Displacement Sustitution 12

13 Douglas-kuusiesimerkki Metsän hiilivarasto oli suurin hakkaamattomassa metsikössä Hakkaamattoman metsikön hiilivarasto oli myös suurempi kuin hakatun metsän ja puutuotteiden hiilivarasto Kun vältetyt päästöt otettiin huomioon, lyhin kiertoaika antoi suurimmat ilmastohyödyt

14 Liski ym. (2001) Which rotation length is favourable to carbon sequestration. Can J. Forest Research

15 Liski ym. (2001) Which rotation length is favourable to carbon sequestration. Can J. Forest Research. Metsämaan hiilimäärien muutoksella huomattava merkitys Mikä kiertoajoista vastaa parhaiten tehometsätaloutta?

16 Pingoud, K., Pohjola, J. & Valsta, L Assessing the integrated climatic impacts of forestry and wood products. Silva Fennica 44(1): Perusvaihtoehtona olivat Tapion metsänhoitosuositukset (2006) Niille luotiin 4 lisävaihtoehtoa Kiertoaika +20 v Kiertoaika +40 v Kiertoaika +20 v ja pohjapinta-ala +4 m 2 /ha Kiertoaika +40 v ja pohjapinta-ala +4 m 2 /ha Tukkipuun tuotoksen muutos ohjattiin puukerrostalojen rakentamiseen (oli aina lisäys) Kuitupuun tuotoksen muutos vaikutti sellun ja energiapuun tuotantoon

17 Pingoud, K., Pohjola, J. & Valsta, L (jatkoa)

18 Pingoud, K., Pohjola, J. & Valsta, L (jatkoa)

19 Pingoud, K., Pohjola, J. & Valsta, L (jatkoa)

20 Pingoud, K., Pohjola, J. & Valsta, L Yhteenveto Kiertoajan pidentäminen ja kasvatustiheyden nosto Lisäsivät tukkipuun tuotosta ja vähensivät kuitupuun tuotosta (paitsi männyllä +40 v) Lisäsivät metsän ja tuotteiden hiilivarastoja Lisäsivät vältettyjä päästöjä ennen muuta puurakentamisen lisääntymisen vuoksi Oliko käsittelyn muutos kohti tehometsätaloutta? Kasvatustiheyden nosto, kyllä Kiertoajan pidentäminen, ei

21 Vältettyjen päästöjen herkkyysanalyysi Edellisissä tuloksissa oli kussakin yhdet arvot puun käyttöketjujen synnyttämille vältetyille päästöille Kun vältetyt päästöt kilpailevat hiilivaraston kanssa, on mielekästä testata eri tasoja

22 Puunmyyntitulojen ja hiilensidontapalveluiden yhteistuotannon malli (Pohjola & Valsta 2007) Hakkuisiin liittyvät Kasvuun liittyvät max jossa h t l t T T t t ( ht lt ect )(1 r) w crt (1 r) T t 0 t 0 1 (1 r ) = puunmyyntitulot tienvarsihintana, = korjuukustannukset, ec t = hakkuun aiheuttamat päästömenot (vähennettynä vältettyjen päästöjen arvolla), w = uudistamiskustannukset, cr t = hiilensidontatulot Kaikki diskontattuna korkokannalla r, kiertoajalla T 1 22

23 Optimaalinen männikön kasvatus eri vältettyjen päästöjen arvoilla Stand volume, m3/ha C B 0.85 C B 1.0 C B 2.0 C B 3.0 C B 4.0 Timber only Stand age, yrs Jos R < 0.8, kiertoaika > 175 v Metsätieteiden laitos /

24 Hiilen hinnan vaikutus alkutiheyteen ja harvennuksiin männikössä Puuston tilavuus, m3/ha Metsikön ikä Metsätieteiden laitos /

25 Yhteenveto: tehometsätalouden edullisuus ilmastonmuutoksen torjunnan kannalta Tavoiteltavia piirteitä Suuri tukkipuun tuotos vuotta kohden Korkea puuston tiheys alusta alkaen ja biomassan nopea kasvu Vältettäviä piirteitä Lyhyt kiertoaika Hidas alkukehitys Epävarmaa Lannoitus (ruotsalainen tutkimus tukee lannoitusta) Koivun albedon merkitys Tärkeä tutkimuskohde on selvittää eri puulajien ja kasvupaikkatyyppien erot