Kestävien puubiomassojen ja metsäenergian avoimet kysymykset, hiilitase ja riittävyys liikenteen biopolttoaineisiin

Transkriptio

1 Kestävien puubiomassojen ja metsäenergian avoimet kysymykset, hiilitase ja riittävyys liikenteen biopolttoaineisiin Antti Asikainen, professori, METLA VTT 2G 2020 Biofuels -loppuseminaari Hilton Helsinki Kalastajatorppa Storyline Metsä, vedet ja biomassan intensiivinen korjuu Metsien ja metsäenergian hiilitaseet Mihin metsävarat riittävät Suomessa ja EU:ssa? 1

2 Tausta EU:n metsäenergiavarat (hakkuutähteet, kannot, pienpuu) n. 400 TWh (200 milj. m 3 /a) Suomi ja Ruotsi ovat suurimmat metsähakkeen käyttäjät Suomi: 8.3 milj. m 3 /a (2012) Ruotsi: 7.6 milj. m 3 /a (2011) EU:ssa metsähaketta käytetään milj. m 3 /a Vertailun vuoksi Teollisuuspuun hakkuut: 340 milj. m 3 Polttopuun käyttö: 90 milj. m 3 Bioenergia ja metsäluonto Muutos metsien käsittelyssä: Enemmän ravinteita poistuu metsistä, kun oksia ja neulasia korjataan energiaksi Enemmän mikrobien ja muiden eliöiden käyttämää energiaa poistuu maaperästä Maaperän rakenne muuttuu Maan kasvillisuus (peittävyys ja lajisuhteet muuttuvat) Hakkuutähteet korjataan 30% ja kannot 10 % avohakkuualoista 2

3 Energiapuun korjuun vaikutukset maaperäeliöstöön (Ilvesniemi 2013) Hajotukseen osallistuvat eliöryhmät: mikrobit (bakteerit ja sienet) hajottajaeläimet: mikrofauna (< 200 m; esim. alkueläimet ja sukkulamadot) mesofauna (100 m - 2 mm; hyppyhäntäiset, punkit, änkyrimadot) makrofauna (> 2 mm; lierot, maasiirat, etanat) Hakkuutähteiden korjuu ja kantojen nosto Vaikuttavat maaperän lämpö- ja kosteusoloihin, happamuuteen ja ravintolähteenä käytettävissä olevan biomassan määrään Vaikutukset eri maaperäeliöryhmiin vaihtelevia ja usein samaa suuruusluokkaa kuin lajiston vuosien välinen vaihtelu vuotta seuratuissa kokopuukorjuukokeissa kuitenkin useiden maaperäeliöryhmien runsaudet laskivat alentaa mahdollisesti kasvipaikan pitkän aikavälin tuottokykyä 3

4 Energiapuun korjuun vaikutukset aluskasvillisuuteen Avohakkuun vaikutus kasvilajistoon suuri; hakkuutähteiden poiston lisävaikutus marginaalinen Hakkuutähteen pääasiallinen vaikutus liittyy neulasten mukana tulevaan ravinnelisäykseen Hakkuutähteen poisto vähentää tiettyjen kasvilajien runsauksia, mutta toisaalta lisää toisten lajien runsauksia typensuosijat (maitohorsma, vadelma) vähenevät puolukka, kanerva, poronjäkälä runsastuvat Vaikutukset sammallajistoon suurempia: peitto väheni 50 %; noin 1/3 maksasammallajeista hävisi hakkuutähteen poiston seurauksena (Åström ym. 2005) Kannonnostosta kärsivät useimmat kasvullisesti lisääntyvät kloonikasvit kuten mustikka Energiapuun korjuun vaikutuksia harvinaisten kasvilajien säilymiseen ei ole tutkittu Pohjavesi Metsäluonto ja vedet Maaperän muokkaantuminen voi vaikuttaa veden laatuun Poistuvat ravinteet voivat vaikuttaa veden laatuun Valumavedet Hienoaineksen huutoutuminen pohjavesivaikutusten lisäksi 4

5 Metsän ja ilmakehän hiili Kuva: Richardson el al. 2006, IEA) Systeemirajaus 5

6 Metsien hiilitase, MtCO 2 ekv./vuosi Kasvu 128 Luonnonpoistuma 4 Tase 33 Hakkuut 87 Turvemaat 3 Mineraalimaat 3 Metsähakkeen käyttö Suomessa

7 Suomen metsien nettohiilimäärän kasvu milj. tco 2 ekv metsähake nettokertymä Suomen metsien nettohiilensidonta kasvaa (Kallio et al. 2012, Metla) 2007 harvest level 25 TWh bio CHP 25 TWh bio CHP + 7 TWh traffic fuels 7

8 Metsien käytön ja luonnonpoistuma (Asikainen ym. 2012) Metsien käytön ja luonnonpoistuma (Asikainen ym. 2012) 8

9 Hakkuutähteen käytön tase Anttila ym. 2013, Metla Hakkuutähdehakkeen siirtotarve Anttila ym. 2013, Metla 9

10 Metsähakkeen riittävyys milj. m 3 /vuosi kannot hakkuutähteet pienpuu max avg min sähkö+lämpö 2020 Anttila ym. 2013, Metla sähkö, lämpö, liikenne 2020 Metsähakkeen voittomarginaali on ohut ( /MWh, käyttöpaikalle toimitettuna) Hakkeesta maksetaan Kivihiili sähköntuotannossa Turve 10

11 Hakkuutähteiden Ruotsi ja pienpuun Suomi EU:n metsien kasvu vs. poistuma, m 3 /ha 5 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 kasvu poistuma Metsätilastollinen vuosikirja

12 4000 EU:n metsävaranto kasvaa nopeasti (metsien puuvarat, milj. m 3 ) Suomi Saksa Latvia Metsätilastollinen vuosikirja 2004, 2012 EU:n puuston hiilivarasto kasvoi 30% ( , Global Resource Assessment 2010) Million tonnes C in growing stock Finland France Germany Sweden Latvia Global forest resource assessment, 2010, FAO 12

13 Boreaalisen metsän hakkuut laskevat (milj. m 3 ) Suomi Kanada USA Metsätilastollinen vuosikirja 2003, 2012 Metsä puu- ja hiili-investointikohteena Metsä (t=0) Poistuma (m 3 ja ) Metsänhoito, suojelu ja investoinnit Metsä (t=t+1) 13

14 Mitä jos olisi jatkettu 60 luvun malliin? Pohdintoja Metsiemme kasvu kiihtyy edelleen Hiilitase pysyy positiivisena Suomessa Biomassaa riittää 25TWh sähkön- ja lämmöntuotantoon ja 7 TWh muuhunkin käyttöön EU:n metsätase vahvasti positiivinen ja käytön lisäysvara energiantuotantoon TWh/a Myös EU:n metsien hiilitase pysyy positiivisena 14

15 Kuitupuun käyttö erityisesti nestemäisten biopolttoaineiden tuotannossa tulee lisääntymään Sivutuotevirtojen kautta Suorana runkopuun käyttönä Biomassatoimitusten hintakilpailukyky määrää käyttömäärien kasvunopeuden Fossiilisen polttoaineen tuotantopanoksia vähennettävä biomassaketjussa Työn tuottavuutta kyettävä edelleen parantamaan Ohjelman tavoite ForestEnergy2020 tähtää uuden teknologian, liiketoiminnan ja palvelukonseptien kehittämisellä 30 % alhaisempaan energiabiomassan tuotantokustannukseen 30 % pienempiin fossiilisen polttoaineen panoksiin metsäenergian hankintaketjussa 30 % korkeampaan arvonlisäykseen metsähakepohjaiselle energiaportfoliolle sekä 30 TWh nykyistä suurempaan metsähakkeen energiakäyttöön Suomessa (kokonaiskäyttö 45 TWh vuonna 2020) ja 15

16 16