PROJEKTIRAPORTTI PRO2/P2061/06 31.12.2005. JAHTAVISNEVAN TUOTTAJARENKAAN TOIMINNAN KEHITTÄMINEN RUOKOHELVEN TUOTANNOSSA, LOPPURAPORTTI Kirjoittajat Teuvo Paappanen, Arvo Leinonen, Esa Kallio, Timo Kirjalainen ja Tuulikki Lindh Julkisuus: Julkinen VTT PROSESSIT
TIIVISTELMÄ Pohjolan Voiman Ylivieskan voimalaitos on aloittamassa ruokohelven käyttöä polttoaineena, jonka toimituksista vastaa Merijärven ja Pyhäkosken alueella toimiva tuottajarengas. Toimitus tehdään turpeeseen sekoitettuna. Tuottajarenkaaseen kuuluu 6 jäsentä, joiden tämänhetkinen ruokohelpiala on noin 40 ha ja tulevaisuudessa maksimissaan noin 240 ha. Tämän projektin tavoitteena on ollut määrittää toimintatapoja, joilla tuottajat voivat tuottaa ruokohelven mahdollisimman tehokkaasti ja taloudellisesti. Raportissa on tarkasteltu tuotantomenetelmän valintaa, työvaiheohjeita, korjuun kustannuksia ja tuottajakohtaisen tuotantomäärän selvittämistä. Johtopäätösten tueksi on tehty kenttäkokeita sekä käytetty alihankintana Peltosellu Oy:n tekemää selvitystä. Lisäksi on käytetty MTT:n ja Työtehoseura ry:n tuloksia ja VTT:n omaa tietämystä. Projektissa selvitettiin Jahtavisnevan tuottajarenkaan toimintamahdollisuuksia ruokohelven tuotannossa. Useimmilla tuottajilla on maatalouden peruskalustoa ja traktoreita. Avaintyövaiheiden koneita, silppureita ja paalaimia ei ole, mutta urakoitsijoilla on hyviä kontakteja alueen muihin viljelijöihin, jotka ovat urakoineet korjuun ja joilla on myös vaihtoehtoisia korjuukoneita. Lisäksi tuottajarenkan jäsenillä on pyöräkuormaaja, kaivinkoneita ja turverekka. Korjuuketjujen valintaan vaikuttaa lähinnä tuotannon kustannukset sekä muut korjuun ja varastoinnin aikaiset tekijät, koska oikeilla koneilla saadaan riittävän lyhyttä silppua tuotantomenetelmästä riippumatta. Jahtavisnevan tuottajarenkaassa ehdotetaan käytettäväksi pääasiassa irtokorjuuta tarkkuussilppureilla. Useat, eri aikoina ja eri toimijoiden tekemät kustannuslaskelmat osoittavat, että korjuun pellonreunakustannus on irtokorjuulle ja paalaukselle likimäärin sama, kun kustannuksiin ei lueta paalien murskausta. Kustannus on noin 550 /ha. Nykytilanteessa paalien murskauksen kustannukset (75 125 /ha) ovat suuret, jolloin irtohelven kalliimpi siirtokustannus viljelmiltä Jahtavisnevalle on pienempi kuin paalien Jahtavisnevalle kuljetuksen ja murskauksen yhteiskustannus. Irtokorjuun ei tarvitse pois sulkea paaleina korjuuta, koska korjuutavalla ei ole merkittävää vaikutusta voimalaitoksen kannalta. Paaleina korjuu antaa joustavuutta helven sekoittamiseen turpeeseen, kun ensimmäisenä sekoitetaan irtohelpi ja myöhemmin paalit, jotka säilyvät vähemmällä peittämisellä kuin irtohelpi. Työvaiheohjeiden oleellisia kohtia ovat kenttien urautumisen pitäminen mahdollisimman vähäisenä korjuuajankohdan valinnalla ja levikepyörien käytöllä, korjuutappioiden hallinta niitossa konetyypin valinnalla sekä oikeilla säädöillä ja työtavoilla, oikeankokoisen silpun teko, varastopaikat, jotka sijaitsevat mahdollisimman kuivassa paikassa ja tilavassa kohdassa sekä helven siirrot rekka-autolla Jahtavisnevalle. Tuottajilla oli tutkimusvuosina käytettävissään tuotannon kuhunkin työvaiheiseen tarkoituksen mukainen kone. Osa koneista on tuottajilla itsellään. Avaintyövaiheet, silppuaminen ja paalaus ostettaneen tulevaisuudessakin urakointina, koska pelkästään tuottajarenkaan käyttöön konetta ei kannata hankkia, ellei sillä urakoida myös rehua. Urakointikaluston soveltuvuus tuotantoon on hyvä, mutta urakoitsijat edellyttävät, että pelloilla ei ole kiviä tai puuainesta. Tuottajilla on käytettävissään turverekka, jossa on pe- 3
räpurku. Purkulaitteiston toiminta kevyellä helvellä tulisi vielä varmentaa. Kokeissa paalien kuljetukseen käytettiin noin 80 km päässä sijaitsevaa risurekkaa. Tuottajakohtaisen helpimäärän, kosteuden ja energian selvittämiseksi tehtiin tilastollinen tarkastelu, jonka perusteella ehdotetaan käytettäväksi irtokorjuussa seuraavaa menetelmää. Rehuperävaunun kuormat punnitaan punnitusanturilla pellonreunavarastolla. Kuormista otetaan tutkittavaksi 5 kuormaa tasavälein korjuun aikana, jos kuormia tulee vähemmän, kaikki tutkitaan. Kuormastaan otetaan 3 osanäytettä kokoomanäytteeseen, joka valmistumisen jälkeen analysoidaan lämpökaapissa. Energia lasketaan kosteuden ja massamäärän perusteella ja määrityksen tilastollinen tarkkuus on noin 10 %. Vaihtoehtoisesti punnitaan vain ne kuormat, joista kosteusnäytteet on otettu. Tällöin määrityksen tarkkuus on noin 13 %. 4
ALKUSANAT Pohjolan Voima Oy on käynnistänyt Etelä-Pohjanmaalla Ruokohelvestä Energiaa - hankkeen. Sen tavoitteena on lisätä ruokohelven viljelypinta-aloja alueella 4000 hehtaariin. Tämä projekti Ruokohelven tuotannon kehittäminen pohjanmaan alueella ajoittuu vuosille 2004 ja 2005 ja se on osa Pohjolan Voiman hankekokonaisuutta. Tämä on loppuraportti, jossa on koottu yhteen kahden väliraportin keskeiset tulokset (Paappanen, 2005, Paappanen, 2005b). Raportti ei ole kattava yhteenveto väliraporteista, vaan esittää johtopäätöksiä tärkeimmistä aihekokonaisuuksista. Projektin tutkimusosuudesta on vastannut VTT Prosessit. Projektipäällikkönä toimii tutkija Tuulikki Lindh. Projektin käytännön toteutuksesta ja raportoinnista on vastannut tutkija Teuvo Paappanen. Lisäksi projektiin on osallistunut VTT:ltä tutkimusinsinöörit Esa Kallio ja Heikki Kaipainen, tutkimusavustaja Timo Kirjalainen, teknikko Seppo Kovanen ja tutkija Lauri Nikala. Peltosellu Oy on tehnyt projektissa alihankintatyötä, vastuuhenkilönä Matti Myllylä. Projektin toteutusta ovat edesauttanut joukko MTT:n ja Työtehoseura ry:n työntekijöitä Projektin kenttäkokeita ovat avustaneet tuottajarenkaan jäsenet ja heidän urakoitsijansa. Tekijät 5
SISÄLTÖ TIIVISTELMÄ...3 ALKUSANAT...5 SISÄLTÖ...6 1 TAUSTA...7 2 TAVOITE...7 3 TOIMENPITEET...7 4 TULOKSET...8 4.1 VOIMALAITOS...8 4.2 TUOTTAJARENKAAN JÄSENET...9 4.3 KORJUUN ORGANISOINTI...9 4.4 KORJUUMENETELMÄN VALINTA...9 4.5 TYÖVAIHEOHJEET KORJUUSEEN...10 4.5.1 Irtokorjuu...14 4.5.2 Paalaus...15 4.5.3 Sekoitus turpeeseen...18 4.6 TUOTTAJAKOHTAISEN MÄÄRÄN, KOSTEUDEN JA ENERGIAN MÄÄRITTÄMINEN...19 4.7 RUOKOHELVEN KORJUUN KUSTANNUKSET...20 4.7.1 Korjuukustannukset...20 4.7.2 Kaukokuljetuksen kustannukset...21 4.7.3 Tarjouspyyntömenettelyn työvaihekustannukset...22 4.7.4 Tuotantomenetelmien vertailua...24 6
1 TAUSTA Pohjolan Voima Oy on käynnistänyt Etelä-Pohjanmaalla Ruokohelvestä Energiaa - hankkeen. Sen tavoitteena on lisätä ruokohelven viljelypinta-aloja alueella 4000 hehtaariin. Alueen polttolaitokset ovat testanneet ruokohelpeä seospolttoaineena puun ja turpeen kanssa Kokkolan laitosta lukuun ottamatta ja todenneet sen käyttökelpoiseksi polttoaineeksi. Ruokohelvestä energiaa hanke on yksi osa Pohjolan Voiman toimenpiteistä, jolla se pyrkii lisäämään ruokohelven käyttöä energian tuotannossa. Hanke toteutetaan vuosina 2004 2005, ja siihen osallistuu VTT Prosessit ja Peltosellu Oy. VTT Prosessien tehtäväkokonaisuudessa kehitetään maanviljelijöistä/turvetuottajista koostuvan tuottajarenkaan toimintaa ruokohelven tuotannossa. Tuottajarengas sijaitsee Jahtavisnevan ympäristössä Merijärvellä ja Pyhäjoella. Tuottajarengas testaa ja kehittää ruokohelven korjuuketjua energiantuotantoa varten Ylivieskan voimalaitokselle, jolla ei ole ruokohelven murskaukseen soveltuvaa laitteistoa. Ruokohelpi kuljetetaan Jahtavisnevan turvetuotantoalueelle ja toimitetaan turpeeseen sekoitettuna laitokselle. 2 TAVOITE Projektin tavoitteena on kehittää toimintamalleja, joiden avulla Jahtavisnevan tuottajarengas voi tehostaa toimintaansa. Erityisesti tarkasteltiin ruokohelven kuljetuksia viljelmistä Jahtavisnevalle ja kuljetusta voimalaitokselle. Lisäksi kehitettiin toimintatapoja, joiden avulla tuottajarenkaan jäsenet voivat määrittää tuottamansa helven määrän, kosteuden ja energiamäärän. 3 TOIMENPITEET Vuosien 2004-2005 toimenpiteitä ovat olleet: 1. Olemassa olevan tutkimustiedon yhdistäminen (Peltosellu Oy:n tekemät aikaisemmat tutkimukset) 2. Peltosellu Oy:n alihankintana tekemä osatehtävä: tarjouspyynnöt urakoinnista (selvitysraportti) ja helpipaalien murskauskokeet 3. Jahtavisnevan tuottajarenkaan toimintamahdollisuuksien selvitys (konekalusto ja mahdollisuudet osallistua tuotantoon) 4. Projektia tukevat kenttätutkimukset - helven satotiedot, korjuutappiot ja energiamäärät 7
- työaikatutkimukset: silppuri, paalain, noukinvaunu ja paalien keräily (3 menetelmää) - irtotavaran punnituksen kehittäminen: punnitusanturi ja pyöräkuormaajan kuormainvaaka - paalien punnituksen kehittäminen: rekka-auton kuormainvaaka - kosteusnäytteiden otto paaleista - irtotavaran tiivistetty auma kuljetuskustannusten vähentämiseksi - turvetuotannon jyrsinten käyttö ruokohelven murskauksessa - Wile-viljankosteusmittarin käyttö kosteusmäärityksissä 5. Korjuutappioiden pienentäminen yhteistyössä MTT:n kanssa 6. Määritetään tuotannon toimintamalli, jolla pyritään minimoimaan tuotannon kustannukset (ruokohelven siirto Jahtavisnevalle, kuljetukset Ylivieskan voimalaitokselle) - tuotannon kustannukset - edullinen kuljetustapa ja kuljetuskustannukset viljelmiltä Jahtavisnevalle - kuljetuskustannukset suoraan voimalaitokselle - tuotetun helven omistusoikeuden siirto ja vaikutus helven kauppaan - ruokohelven tuotannon ja turveaumaan sekoituksen suunnittelua 7. Ehdotus käytettäväksi tuotantomenetelmäksi ja työvaiheohjeet 8. Määritetään toimintamalli, jonka avulla tuottajarengas pystyy selvittämään tuotetun ruokohelven määrän, kosteuden ja energiasisällön helven saapuessa voimalaitokselle - määrityspaikkojen ja käytettävissä olevien välineiden selvitys - näytteenoton tilastollinen tarkastelu, jolla saavutetaan haluttu tarkkuus energian määrityksessä - ehdotus sovellettavaksi määritysmenetelmäksi 4 TULOKSET Seuraavassa esitettävät tulokset eivät noudata edellä esitettyjen toimenpiteiden järjestystä, vaan keskittyvät seuraaviin pääkohtiin: tuotantomenetelmän valinta, työvaiheohjeet, korjuun kustannukset ja tuottajakohtaisen kosteuden ja tuotantomäärän selvittäminen. Tulokset perustuvat kahteen projektissa tehtyyn väliraporttiin. 4.1 VOIMALAITOS Jahtavisnevan tuottajarengas tuottaa helpeä Ylivieskan voimalaitokselle, Vieskan Voima Oy:lle. Laitos ei voi ottaa vastaan helpeä sellaisenaan, joten se sekoitetaan turpeeseen Jahtavisnevan turvetuotantoalueella. Sekoitussuhde on 5 % seoksen energiasta, mikä tarkoittaa 15 % osuutta seoksen tilavuudesta. Jahtavisnevan etäisyys voimalaitoksesta on vajaa 40 km. 8
4.2 TUOTTAJARENKAAN JÄSENET Tuottajarenkaaseen kuluu 6 jäsentä, joiden tuotantopinta-ala vuonna 2005 on noin 40 ha. Enimmäistuotantopotentiaali tulevaisuudessa on 240 ha. Viljelmien etäisyys Jahtavisnevalta on 0 30 km. Lähes kaikilla on maatalouden peruskalustoa, mutta avaintyövaiheiden koneita, silppureita ja paalaimia ei ole. Urakoitsijoilla on kuitenkin hyviä kontakteja alueen muihin viljelijöihin, jotka ovat urakoineet korjuun ja joilla on myös vaihtoehtoisia korjuukoneita. Lisäksi tuottajarenkaan jäsenillä on pyöräkuormaaja, kaivinkoneita ja turverekka. 4.3 KORJUUN ORGANISOINTI Helpi voidaan korjata joko tuottajien itsensä toimesta tai ostaa urakointina lähiseudun muilta viljelijöiltä tai käyttää edellisten yhdistelmää. Tässä ehdotetaan, että avaintyövaihe, silppuaminen tai paalaus ostetaan ulkopuolisena urakkana, koska viljelijöillä itsellään ei ole kalustoa näihin työvaiheisiin ja sellaisen hankinta ei nykyisillä pintaaloilla ole taloudellisesti kannattavaa. Kahtena tutkimusvuonna kokeisiin käytetty kalusto soveltui hyvin helven korjuuseen. Yksi tarkkuussilppuri tai paalain korjaa nykyisen pinta-alan noin viikossa, tehollista aikaa. Ottaen huomioon säätila ja routatilanne, ehdotetaan että korjuuseen käytetään kahta korjuuyksikköä. Niitto ehdotetaan ostettavaksi palveluna yhdeltä tuottajarenkaaseen kuuluvalta jäseneltä, koska hän hankki niittokoneeseen osat, joilla korjuuhävikkiä voidaan pienentää. Niitto on nopea työvaihe ja yksi niittomurskain niittää nykyisen helpipinta-alan 3 4 päivässä. Osa tuottajista niittänee omat viljelmänsä, ja siihen suositellaan käytettäväksi lautasniittokonetta, joita tuottajilla on. Pellon reunaan varastoitu helpi ehdotetaan kuljetettavaksi rekka-autolla Jahtavisnevalle. Tuottajarenkaaseen kuuluu jäsen, jolla on turverekka, millä voitaneen kuljettaa irtohelpi. Peräpurulla varustetun auton toiminta helven kevyen purussa tulisi varmentaa. Paalit voidaan kuljettaa risurekalla, jollainen löytyy ainakin noin 80 km päästä Merijärveltä. 4.4 KORJUUMENETELMÄN VALINTA Korjuuketjujen valintaan vaikuttaa lähinnä tuotannon kustannukset sekä muut korjuun aikaiset tekijät. Sekä irtokorjuulla että paalauksella saadaan helpi silputtua oikeilla koneilla riittävän lyhyeksi, joskin helpoin tapa tuottaa lyhyttä silppua on käyttää tarkkuussilppuria. Useilla eri laskelmilla on osoitettu, että sekä irtokorjuun että paalauksen kustannukset pellon reunaan luettuina, ilman paalien murskausta, ovat likimäärin samat. Paalien murskausta on tutkittu, mutta toistaiseksi ei ole löydetty liikuteltavissa olevaa laitetta, jolla murskaus onnistuu teknisesti hyvin ja on samalla kustannuksiltaan edullista. Koska ruokohelpi sekoitetaan joka tapauksessa Jahtavisnevalla turpeeseen, ehdotetaan, että pääasiallinen korjuumenetelmä on irtokorjuu. Nykytilanteen murskauksen hinnoilla 9
tämä on myös taloudellisesti kannattavaa, koska irtohelven kalliimpi siirtokustannus viljelmiltä Jahtavisnevalle on pienempi kuin paalien Jahtavisnevalle kuljetuksen ja murskauksen yhteiskustannus. Viljelmien etäisyys Jahtavisnevalta on 0 30 km. Tarkkuussilppuri-tyyppisillä koneilla silpun pituus saadaan tarvittaessa mahdollisimman lyhyeksi. Haittapuolena irtokorjuussa on, että silppuvarastot täytyy peittää huolellisemmin kuin paalikasat. Irtokorjuukone-tyyppejä ovat tarkkuussilppurit, silppurivaunut, noukinvaunut ja kaksoisilppurit. Suositeltavin konetyyppi on tarkkuussilppuri. Silppurivaunut toimivat kuten tarkkuussilppurit, mutta koneiden kenttään aiheuttama pintapaine on suurempi. Noukinvaunujen tuottama silppu on merkittävästi pidempää kuin silppureiden ja pintapaine on suurempi. Yksi noukin vaunun käytön peruste oli hyvä työteho, kun helven silppuaminen tehdään energiataloudellisesti. Korjuukokeissa noukinvaunun työsaavutus oli kuitenkin jopa pienempi kuin tarkkuusilppurilla, johon on tosin voinut vaikuttaa koealueen huono kantavuus ja kannot, jotka tekivät kuljettajan varovaiseksi. Kaksoissilppureilla, jotka samalla niittävät korjattavan kasvuston, on kapasiteetti suhteellisen pieni. Irtokorjuun ei tarvitse sulkea pois paaleina korjuuta, jos joku tuottaja näin haluaa, koska korjuutavalla ei ole merkittävää vaikutusta voimalaitoksen kannalta. Paaleina korjuun etu on helven säilyvyys, jolloin sekoitus turpeeseen voidaan tehdä pidemmällä aikajaksolla. 4.5 TYÖVAIHEOHJEET KORJUUSEEN Tässä korjuulla tarkoitetaan helven niittoa ja sen jälkeisiä työvaiheita. Korjuun työvaiheet on esitetty kuvassa 1. 10
Niitto - Niittomurskain, murskainosa säädetty - Lautasniittokone Korjuu - Tarkkuusilppuri, 2 rehuperävaunua - Pyöröpaalain, muuttuvakammioinen Siirto pellon reunaan - Tarkkuusilppurilla korjuun yhteydessä - Paalit etukuormaaja-paalipiikki nostolaitteessa -yhdistelmällä Siirto Jahtavisnevalle - Irtosilppu turverekalla - Paalit risurekalla Helven murskaus - Paalit Morbark in kaukalomurskaimella tai Ylivieskan jäteaseman murskaimella (Crambo 5000) Sekoitus auman turpeeseen - Etukuormaaja-takalana yhdistelmällä - Lumilinko helven siirtoon auman päälle - Kunnostusjyrsimellä - Rekkaan lastausvaiheessa pyörökuormaajalla Kuva 1. Ruokohelven tuotantoketju Jahtavisnevan tuottajarenkaassa. KORJUUAJANKOHTA Korjuuajankohdan valinta vaikuttaa ennen kaikkea raiteiden syntymiseen pellon pintaan. Paras ajankohta on korjata helpi pellon ollessa vielä roudassa. Edellytyksenä on, että lumi on sulanut ja pellon pinta on kuivunut eikä ole liejuinen, mutta routa on aivan kentän pinnan alla. Routa estää raiteiden syntymisen kenttään. Tällainen ajoitus ei välttämättä onnistu kaikkina vuosina ja kaikissa tapauksissa. Tällöin on odotettava, että routa sulaa paremmin, pellon kantavuus palautuu ja pinta kuivuu. Korjuujakso päättyy, kun helpi nousee oraille. Oraiden katkaiseminen niitossa hidastaa kasvuun lähtöä ja pie- 11
nentää satoa. Levikepyöriä käytetään kaikissa traktoreissa, joissa tämä on työkoneen puolesta mahdollista. Raiteet aiheuttavat korjuutappioita niitossa ja vaikuttavat koko viljelmän kiertoajan, joten raiteiden syntymistä tulisi mahdollisuuksien mukaan välttää. KORJUUKOSTEUS Korjuukosteuden hallinta ei ainakaan normaalina vuotena tuota ongelmia ja kosteus saadaan jopa lähelle 10 %. Tässä ehdotetaan, että korjattavan helven kosteus on korkeintaan 25 %. Helpi kuivuu poutaisena päivänä nopeasti, joten korjuun aloittaminen lähempänä keskipäivää alentaa kosteutta rajatapauksissa. NIITTO Ohjeet Niitto tehdään siten, että se varistaa mahdollisimman vähän kasvustoa mikä aiheuttaa korjuutappioita. Suositeltavin kone on niittomurskain, jonka murskainosan kierroslukua on alennettu ja kaikki mahdolliset vasteet poistettu tai säädetty väljiksi. Toinen vaihtoehto on lautasniittokone. Myös ns. Swather-koneen aiheuttama korjuutappio on pieni. Niittokoneen teräkulma maahan nähden säädetään mahdollisimman jyrkäksi, koneen rikkoontumisriski kuitenkin huomioon ottaen. Terät jotka aiheuttavat nostavan ilmavirran (esim. kierreterät), edesauttavat niittoa. Niitetään vastalakoon, jos se ei liiaksi hidasta työtä. Niitetään aamulla tai illalla, jolloin helpi on nihkeää. Tämän vaikutusta ei ole kuitenkaan tarkkaan tutkittu. Käytettävä kalusto Niittoon suositellaan käytettäväksi yhden tuottajarenkaan jäsenen leveää niittomurskainta (2,8 m), johon omistaja hankki lisäosat, joiden avulla murskainosan kierroslukua voidaan alentaa. Lisäksi tuottajilla on olemassa lautasniittokoneita, joiden työleveydet eivät ole murskaimen luokkaa, mutta korjuutappiot niitossa ovat pienemmät kuin säätämättömällä niittomurskaimella. 12
Kuva 2. Niittomurskain, jonka murskainosan kierroslukua on alennettu vaihtamalla voimansiirtoon hammaspyöriä. Joissakin murskaimissa kierrosluvun säätö onnistuu ilman lisähankintoja. Kuva 3. Swather-tyyppisellä niittokoneella korjuutappiot koeolosuhteissa olivat pienimmät muihin vertailun koneisiin verrattuna. 13
4.5.1 Irtokorjuu AJO TARKKUUSSILPPURILLA Ohjeet Silppurin hakkuri säädetään siten, että silpun pituusjakauma täyttää voimalaitoksen vaatimukset. Korjuuseen käytetään madollisimman suurta rehuperävaunua. Korjuukapasiteetti nousee ja kustannukset voivat tapauskohtaisesti alentua, jos erillinen traktori vie valmiit kuorman varastoon pellon reunaan. Perävaunu pressut kiristetään, jotta helpeä ei valu kuormasta pois. Käytettävä kalusto Korjuu tarkkuussilppurilla ehdotetaan ostettavaksi urakointina yhdeltä lähiseudulla olevalta maanviljelijältä, jonka koneet ovat järeydeltään hyviä. Viljelijä voinee jatkaa yhteistyötä myös tulevaisuudessa, mutta edellyttää, että pelloilla ei ole kiviä ja kantoja. Korjuu tutkimusvuosina tehtiin kahdella kärryllä, mikä mahdollistaa tarvittaessa pidemmän kuljetusmatkan pellonreunavarastolle. Kuva 4. Tarkkuussilppurilla saadaan lyhyttä silppua. 14
VARASTOINTI PELLON REUNAAN Ohjeet Varastopaikka sijoitetaan mahdollisimman kuivaan kohtaan siten, että ympäristössä voidaan liikkua pyöräkuormaajalla tai etukuormaaja-traktorilla. Helpi aumataan joko päälleajoaumauksen periaatteella tai puskemalla traktorin takalanalla tai etukuormaajalla. Kasoista tehdään mahdollisimman korkeita. Helpi kuljetetaan heti korjuun jälkeen Jahtavisnevalle. Käytettävä kalusto Työvaiheeseen löytyy kalustoa riittävästi SIIRTO JAHTAVISNEVALLE Ohjeet Kaikkien viljelijärenkaan osakkaiden helpi siirretään rekka-autolla, pyöräkuormaajalla lastaten Jahtavisnevalle. Kolmen tuottajan viljelmiä on Jahtavisnevalla, jolloin siirto turveaumojen läheisyyteen tehdään suoraan rehuperävaunulla. Traktorikuljetus ei korjuuseen käytettävällä nykyisellä kalustolla ole lainkaan kannattavaa. Jos kuormakoko olisi vaikkapa 40 50 m 3 ja urakoitsija tekisi kuljetuksen omalla kalustollaan, voisi traktorikuljetus olla kannattavaa lähimpien viljelijöiden osalta. Käytettävä kalusto Viljelijärenkaaseen kuuluu osakas, jolla on turverekka. Rekassa on peräpurku ja ylälaidastaan saranoidut purkuovet. Rekan omistaja epäili, että tämän vuoksi kuorman purkaminen kolakuljettimilla voi hankaloitua. Lastaus voidaan tehdä olemassa olevalla pyöräkuormaajalla. Koneessa on lastivaaka, joka kokeessa ei kuitenkaan ollut kovin tarkka, mikä voi johtua myös vaa an kalibroinnin muuttumisesta. Lisäksi on käytettävissä kaivinkoneita. 4.5.2 Paalaus AJO PAALAIMELLA Ohjeet Mikäli mahdollista, käytetään ns. muuttuvakammioista paalainta, jolla saadaan hieman painavampia paaleja. Paalaimen mahdollista silppuriosaa ei käytetä, koska tämä aiheuttaa korjuutappioita. Paalien sidontaan voidaan käyttää muovinarua, verkkoa tai muovikelmua, kunhan materiaali saadaan murskauksessa hienonnettua riittävän pieniksi palasiksi, jotka eivät kierry voimalaitoksen kuljetin systeemin pyörivien osien ympärille. 15
Käytettävä kalusto Paalaus ostetaan urakointina yhdeltä lähiseudun maanviljelijältä. Paalain on muuttuvakammioinen, jolloin paalien paino saadaan hyväksi. Paalaimen erikoisuus on mahdollisuus muovittaa vain paalien kehä, jolloin muuta peittämistä ei välttämättä tarvita. Kuva 5. Muuttuvakammioinen paalain ja muoviin kääritty paali. VARASTOINTI PELLON REUNAAN Ohjeet Paalit varastoidaan mahdollisimman kuivalle pohjalle, joka voidaan vielä pohjustaa riukupuulla. Paalien keräilyyn suositeltava laite on etukuormaajalla ja nostolaitteessa olevalla paalipiikillä varustettu traktori, joka hakee kerralla 2 paalia tai enemmän, riippuen nostolaitteessa olevan paalipiikin rakenteesta. Traktori on hyvä varustaa levikepyörillä. Myös metsäkärryä ja kahta traktoria, joista toinen lastaa ja toinen vetää isoa paalikärryä voi käyttää, mutta niillä paalien keräilyn kustannukset ovat tämän tarkastelun perusteella suuremmat. Käytettävä kalusto Usealla tuottajarenkaan jäsenellä on traktoreita, joissa on etukuormaaja. Paalipiikkejä ei ole, mutta sen hankinta tai rakentaminen ei ole kustannuksiltaan rajoittava tekijä. Lähiseudulla on maanviljelijä, jolla on vaadittava varustus. Viljelijöillä on myös metsäperävaunuja ja yksi turveperävaunu, johon mahtuu 6 8 paalia. 16
SIIRTO JAHTAVISNEVALLE Ohjeet Kaikkien viljelijärenkaan osakkaiden helpipaalit siirretään rekka-autolla, esimerkiksi risurekalla Jahtavisnevalle. Traktorikuljetus ei korjuuseen käytettävällä kalustolla ole kannattavaa. Jos kuormakoko olisi vaikkapa 25 paalia ja urakoitsija tekisi kuljetuksen omalla kalustollaan, voisi traktorikuljetus olla kannattavaa kaikkien tuottajien tapauksessa. Käytettävä kalusto Paalien kuljetukseen voidaan käyttää kuormain vaa alla varustettua risurekkaa, joka lähimmillään löytyy noin 80 km päästä. Vastaavia ainespuuautoja löytyy lähempää, mutta näihin on rakennettava laidat. Kuva 6. Paalien lastausta risurekkaan. Nosturissa on kuormainvaaka, joka lastausliikkeen aikana punnitsee paalin. MURSKAUS Ohjeet Mitä pidempää silppu on sitä huonommin se sekoittuu pääpolttoaineeseen ja aiheuttaa ongelmia voimalaitoksen kuljettimilla. Silpun pituudelle ei ole olemassa tarkkaa rajaarvoa. Aikaisempien kokemusten perusteella esitetään kuitenkin, että 90 % silpusta tuli- 17
si olla lyhyempää kuin 50 mm. Lyhytkin silppu aiheuttaa ongelmia jos sitä ei sekoiteta riittävän hyvin pääpolttoaineeseen. Paalien murskaukseen ei ole toistaiseksi löydetty täysin teknis-taloudellisesti toimivaa liikuteltavaa murskainta. Murskaukseen soveltuu esimerkiksi Morbark n kaukalomurskain, jolla helpipaalit voidaan murskata sellaisenaan tai yhdessä risutukkien kanssa. Saadun silpun pituus on tarkkuussilppurin luokkaa. Voidaan myös käyttää Ylivieskan jäteasemalla olevaa murskainta. Murskain on mahdollista siirtää Jahtavisnevalle. Saadun silpun pituus on hyvä, mutta murskauskustannuksista ei ole vielä tietoa. Maatalouden paalisilppurit eivät kovin hyvin sovellu murskaukseen. Tähän saakka testatuista silppureista yhdenkään silppuamistulos ei täysin täytä edellä mainittua pituuskriteeriä. Lisäksi murskaimen roottorin ympärille kertyvät muovinarut ovat ongelma. Kuva 7. Paalien murskausta maatalouden paalisilppurilla. 4.5.3 Sekoitus turpeeseen Ohjeet Helpi voidaan sekoittaa turpeeseen aumojen tekovaiheessa. Sekoitus tehdään traktorin etukuormaajalla ja/tai takalanalla tai lumilingolla auman päälle heittäen. Kunnostusjyrsintä voidaan käyttää helven sekoittamiseen aumaan. Kunnostusjyrsin ei sovellu kokonaisen helven samanaikaiseen murskaukseen ja aumaan sekoitukseen. Suuret puhtaan helven alueet aumassa tulee hajottaa. Rekka-autoon lastausvaiheessa helpi sekoitetaan lastaamalla pyöräkuormaajalla oikeilla seossuhteilla vuorotellen turvetta ja helpeä. Se- 18
koittuminen ei ole niin täydellistä kuin turveaumojen tekovaiheessa. Helven seossuhde muiden polttoaineiden kanssa sekoitettaessa on esitetty kuvassa 1. 80 % 70 % Ruokohelpin tilavuusosuus, % 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % jyrsinturve hake puru ja kuori 0 % 0 % 10 % 20 % 30 % 40 % 50 % 60 % Ruokohelpin energiaosuus, % Kuva 8. Ruokohelven tilavuusosuus, jolla saavutetaan haluttu energiaosuus eri pääpolttoaineiden kanssa. Käytettävä kalusto Aumalla tapahtuvaan sekoittamiseen on tuottajilla olemassa kalusto. Käytettävissä on myös kunnostusjyrsin, jolla valmiiksi silputtu ja aumalle ajettu tai lingottu helpi voidaan sekoittaa turpeeseen. Aumaan sekoituksen tulisi tehdä turvetuotantoon kuulumaton tuottajarenkaan jäsen, jotta ei hidasteta turvetuotantoa. 4.6 TUOTTAJAKOHTAISEN MÄÄRÄN, KOSTEUDEN JA ENERGI- AN MÄÄRITTÄMINEN Tuottajakohtainen energiamäärän selvittäminen edellyttää, että ainakin osa rehukuormista tai paaleista punnitaan ja niistä otetaan kosteusnäytteet. Näytteenottoa tarkasteltiin tilastollisten apuvälineiden avulla, minkä perusteella ehdotetaan käytettäväksi seuraavaa toimintatapaa määrityksissä. IRTOKORJUU Pellonreuna-varastoon tuodut kuormat punnitaan punnitusanturilla. Kuormista otetaan 5 kappaletta tutkittavaksi, yhdestä kuormasta otetaan 3 kosteusnäytettä kokoomanäytteeseen, muovisäkkiin tai kannelliseen laatikkoon. Jos tuottajakohtainen kuormamäärä on pienempi kuin 5, kaikki kuormat tutkitaan. Kokoomanäyte analysoidaan lämpökaapissa, 19
kaksi rinnakkaista määritystä näytteestään, joiden keskiarvo on ruokohelven kosteus. Tämän jälkeen energiamäärä voidaan laskea kaavalla 1. Määritys antaa energian noin 10 % tarkkuudella. Vaihtoehtoinen tapa on punnita vain ne kuormat, joista kosteusnäyte on otettu. Tällöin energian määrityksen tarkkuus on noin 13 %. PAALAUS Kaikki paalit punnitaan rekka-auton kuormainvaa alla, kun ne lastataan Jahtavisnevalle siirtoa varten. Ennen siirtoa, tai vasta Jahtavisnevalla valitaan paaleista 10 kappaletta tasavälein tutkittavaksi. Paaleista otetaan kosteusnäytteet poraamalla kaksi näytereikää paalin kehän vastakkaisilta puolilta kohti keskustaa. Tuottajakohtaisesta paalierästä kootaan kokoomanäyte, joka analysoidaan lämpökaapissa. Tämän jälkeen energiamäärä voidaan laskea kaavalla 1. Määritys antaa energian noin 9 % tarkkuudella. Vaihtoehtoinen tapa on punnita vain ne paalit, joista kosteusnäyte on otettu. Tällöin energian määrityksen tarkkuus on noin 10 %. MJ _ per _ kg MWh = kg 3600 missä, 100 w 17, 6 0, 02441 w = kg 100 3600 (1) w on ruokohelven kosteus, % kg määrä, kg vakio 17,6 ruokohelven taulukoitu tehollinen lämpöarvo kuiva-aineessa, MJ/kg ka. 4.7 RUOKOHELVEN KORJUUN KUSTANNUKSET 4.7.1 Korjuukustannukset Ruokohelven korjuun kustannukset tyypillisellä karjatilatason koneistuksella irtokorjuussa ja paalauksessa on esitetty taulukossa 1 (Työtehoseura ry, 2005). Kustannukset on esitetty ilman murskausta ja murskauksen kanssa. Murskauskustannukseksi voimalaitosmurskalla on oletettu 75 /ha (10 /t, 2,65 /MWh) ja mobiilimurskaimella 125 /ha (4,4 /MWh). Irtokorjuun ja paalausmenetelmän kustannukset pellon reunaan saakka luettuina ovat käytännössä likimäärin samat, 546 ja 560 /ha. Riippuen käytettävästä konekalustosta voi irtokorjuun ja paalauksen keskinäinen edullisuus vaihdella hieman, mutta edelleen voidaan olettaa, että pellonreunakustannus on menetelmillä sama. Kun otetaan huomioon paalien murskauksen kustannukset on paalimenetelmän kustannus 634 684 /ha. 20
Taulukko 1. Ruokohelven kustannukset pellon reunaan saakka luettuina. /ha Paalit Irto Perustaminen 31.78 31.78 Vuosilannoitus 89.87 89.87 Korjuu 171.88 158.44 Pelto&salaojat 263.33 263.33 Vilj.lopettaminen 2.68 2.68 Yhteensä, /ha 559.54 546.10 Paalien murskaus 75-125 Yhteensä, /ha 634-684 546 Yksiköiden muuntokertoimia: - Ruokohelpi: kuiva-aineen lämpöarvo 17,6 MJ/kg ka, 20 %:n käyttökosteudessa 13,6 MJ/kg ja 1000 kg (20 %) on 3,78 MWh - 1 ha: sato 6000 kg ka /ha, 7500 kg 20 % kosteudessa ja 28,3 MWh/ha (20 %) Projektissa selvitettiin tarjouspyyntömenettelyllä pelkän korjuuvaiheen kustannuksia niitosta pellonreunavarastoon (Peltosellu Oy). Nämä kustannukset ovat 165 230 /ha, keskimäärin 190 /ha, kun ne edellä olevassa taulukossa ovat 160 170 /ha. 4.7.2 Kaukokuljetuksen kustannukset Kaukokuljetuksen kustannukset puhtaan ruokohelven siirrossa on esitetty kuvassa 2. Kustannus sisältää helven lastauksen ja purun. 600 500 Kustannus, /kuorma 400 300 200 100 0 0 50 100 150 200 250 Yhdensuutainen kuljetusmatka, km Kuva 9. Ruokohelven kuljetuksen keikkahinta eri kuljetusmatkoilla(peltosellu Oy, VTT). 21
Kun otetaan huomioon, että paalikuorman paino rekka-autossa on noin 15 t ja irtohelven noin 8 t ja 1 t on käyttökosteudessa 3,78 MWh/t, niin saadaan kuvan 4 mukaiset kuljetuskustannukset. Kustannukset pätevät myös helven siirtoon viljelmiltä Jahtavisnevalle. Kustannus, /MWh 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 0 50 100 150 200 250 Kuljetusmatka, km Irto Paalit Kuva 10. Ruokohelven kaukokuljetuksen kustannukset rekka-autolla. 4.7.3 Tarjouspyyntömenettelyn työvaihekustannukset Kuvassa 3 on esitetty Peltosellu Oy:n tekemän tarjouspyyntömenettelyn kustannukset korjuun työvaiheiden osalta (kokonaiskustannukset välille niitto paalien keräily pellon reunaan). Mikäli pylväskuvio muodostuu vain yhdestä pylväästä, koskee tämä tarjous kaikkia työvaiheita (niitto, silppuaminen/paalaus ja paalien ajo). Kaksi viimeistä pylvästä kuvaavat Työtehoseura ry:n laskelman tulosta. 22
250 Kustannus, /ha (alv 0) 200 150 100 50 Paalien keräily Suurkanttip. Pyöröpaalaus Silppurointi Niittomurskaus 0 Urak. 1 Urak. 2 Urak. 3 Urak. 4 Urak. 5 Urak. 6 Urak. 7 Irto Pyöröp. Kuva 11. Tarjouspyyntöjen avulla saadut korjuutyövaiheen kustannukset (Urak 1., kokonaistarjous irtokorjuulle, Urak. 2., kokonaistarjous pyöröpaalaukselle). 250 Kustannus, /ha (alv 0) 200 150 100 50 K-arvo Min Max 0 Niittomurskaus Silppurointi Pyöröpaalaus Suurkanttip. Paalien keräily Kuva 12. Tarjousten perusteella työvaiheittain eroteltu keskimääräinen, minimi- ja maksimi kustannus (Silppuroinnista vain yksi tarjous). 23
4.7.4 Tuotantomenetelmien vertailua Taulukossa 2 on esitetty tuotannon kustannukset Jahtavisnevan tuotannossa irtokorjuulle ja paalaukselle. Tuotannon pellonreunakustannukseksi on oletettu sama kustannus sekä irtokorjuulle että paalaukselle (TTS, VTT). Helven siirtokustannus on kuten edellä on esitetty (Peltosellu Oy, VTT) ja murskauskustannus perustuu nykyiseen tietämykseen vaihteluvälistä. Kustannukset on esitetty eri etäisyyksillä Jahtavisnevalta sijaitseville viljelijärenkaan osakkaille. Menetelmien keskinäinen edullisuus määräytyy viljelmän etäisyydestä Jahtavisnevalta ja oletetusta murskauskustannuksen vaihtelusta. Taulukon perusteella irtokorjuu on edullisin menetelmä kaikkien osakkaiden tuotannossa, jos murskauskustannuksella on oletettu yläraja. Jos murskauskustannus on alempi raja olisivat kahden kaukaisimman tuottajan kustannukset likimäärin samat sekä irtokorjuussa että paalauksessa. Taulukko 2. ( /ha). Ruokohelven tuotannon kustannukset tuottajarenkaan jäsenten tuotannossa Irtokorjuu Paalaus km Korjuu Siirto Jahtavisnevalle /ha Korjuu Siirto Jahtavisnevalle Paalien murskaus /ha 0 559 0.0 559 559 0.0 75-125 634-684 3 559 97.6 657 559 48.8 75-125 683-733 13 559 126.3 685 559 63.1 75-125 697-747 23 559 153.5 712 559 76.7 75-125 711-761 30 559 171.8 731 559 85.9 75-125 720-770 Projektissa selvitettiin erilaisten korjuukonetyyppien tehokuutta korjuussa. Silppurin työsaavutus kokeissa oli sama tai hieman suurempi kuin paalaimen, kun vetokoneiden teho oli likimäärin sama. Noukinvaunun työsaavutus oli edellisiä pienempi. Tähän on voinut vaikuttaa pellon huonohko kantavuus ja kuljettajan varovaisuus, koska kentällä oli puuta ja kantoja. Ottaen huomioon mitatut kapasiteetit, siirrot Jahtavisnevalle ja paalien murskauksen nykytilanteen kustannukset, on irtokorjuu tarkkuussilppurilla Jahtavisnevan tuottajarenkaassa edullisin tuotantoketju. 24
LÄHDELUETTELO Myllylä, M, Myllylä, K. maaliskuu 2004. Ruokohelpin murskaus-, kuljetus- ja viljelykustannukset, Selvitysraportti VTT- Prosessit / Pohjolan Voima, Peltosellu Oy, Oulu. Paappanen,. T, Kallio, E., Kirjalainen, T., Lindh, T., 2005. Jahtavisrenkaan toiminnan kehittäminen ruokohelven tuotannossa, väliraportti. Projektiraportti PRO2/P2063/05, VTT Prosessit, Jyväskylä. Paappanen,. T, Kallio, E., Kirjalainen, T., Lindh, T., 2005. Jahtavisrenkaan toiminnan kehittäminen ruokohelven tuotannossa, väliraportti 2. Projektiraportti PRO2/P2057/05, VTT Prosessit, Jyväskylä. Paappanen,. T, Leinonen, A., Kallio, E., Kirjalainen, T., Lindh, T., 2005. Jahtavisrenkaan toiminnan kehittäminen ruokohelven tuotannossa, loppuraportti. Projektiraportti PRO2/P2061/05, VTT Prosessit, Jyväskylä. 25