Puuvarojen riittävyys ja käyttökelpoisuus bioraaka-aineena Antti Asikainen Metla, Joensuu EU Open Days: Bioenergia yksi Itä- Suomen mahdollisuuksista 30.10.2009 Kuopio Finnish Forest Research Institute www.metla.fi
Puuperäiset bioraaka-aineet aineet: Runkopuu
Hakkuutähteet
Kokopuu
Kannot
Energiapuuviljelmät
Energiapotentiaalin laskentaperiaate Kaksi päälähdettä Nykyisten hakkuiden hakkuutähteet (FAOSTAT) 25 % hakkuusäästöstä Tilastoissa ainespuun tilavuus Oksat, neulaset, juuret ja latvahukkapuu lisättävä biomassakertoimilla Source: Röser et al. 2008
Globaalit metsäenergiavarat n. 1 Mrd m 3 /a Borders: ESRI Data & Maps
Alueelliset potentiaalit Borders: ESRI Data & Maps
2020 puuplantaaseilta saadaan teollisuuden tarvitsema puumäärä (1,8 mrd. m 3 /a)
EU27:n metsäenergiavarat energiavarat Nettokasvu biomassan nykykäyttö = 785 milj. m 3 /vuosi Korjattavissa oleva määrä = 187 milj. m 3 /vuosi = 411 TWh = 36 Mtoe
Top 11 maat, EU27 Suurimmat metsäenergiavarat Saksassa, Ruotsissa, Suomessa ja Ranskassa Ruotsi ja Suomi: hakkuutähteet nykyisistä hakkuista Ranska ja Saksa: hakkuusäästö
Biojalostukseen, sähkön- ja lämmöntuotantoon käytettävissä olevat raaka-ainevarat Mill. m 3 /a 1200 1000 800 600 400 200 0 Boost Mobilize Reallocate Biorefining, global Biorefining, EU Heat and Power, Global Heat and Power, EU Source: Röser et al. 2008
Woody biomass for biorefining and heat + power: c.a. 1% +1% of the world TPES World Total Primary Energy Supply (TPES), IEA 2008
EU:n metsistä 20 miljoonaa tonnia FT dieseliä 20 15 Milj. tonnia/a 10 5 0 Bensan ja dieselin käyttö Suomessa Biodieseliä EU:n metsistä
Suomen metsätase vahvasti positiivinen
Hakkuutähteet ja kannot, päätehakkuut Toteutuneiden hakkuiden muk. skenaario Milj. m 3 /a 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 2007-16 2017-26 2027-36 Kausi Kannot, Ku Haktä, Mä+Ku Tietolähde: Metla VMI10 / MELA-ryhmä
Hakkuutapojen muutos, suurin kestävä skenaario Milj. m 3 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 2007-16 2017-26 2027-36 Kausi Harvennus Päätehakkuu
Energian ja paperin tuotannon jalostusarvo, mrd. /a (Lähde: Hetemäki 2008) nimellinen jalostusarvo, mrd 6 5 4 3 2 1 0 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 vuosi sellu ja paperi energia 19
Suomen metsäenergiavarat 22-25 milj. m 3 vuodessa Kuitupuusta n. 1 milj. tonnia biodieseliä/a 20
Energialaitokset uudet asiakkaat Paljon uusia laitoksia, joissa käytetään puupolttoainetta Vuosituhannen alussa metsähaketta käytti n. 250 laitosta, nyt n. 750 Polttoainehuolto toiminut tähän asti hyvin, mutta supistuva sahaus vähentää sivutuotevirtoja turve vähissä metsähakkeen varastot rajalliset Puunhankinta- ja metsäkoneyrityksille syntynyt laaja uusi asiakaskunta
Metsähakkeen käyttk yttäjät t v. 2000 ja 2008
Metsäenergian energian käytk ytössä suuret alueelliset erot Länsi-Suomessa käyttö suurinta suhteessa varoihin Paineet metsäenergian käytölle kasvavat sivutuotevirtojen supistuessa Biojalostamo voi kiristää voimakkaasti kilpailua raaka-aineesta
Metsähakkeen käyttö ja käytön tavoitteet 1000 m 3 12000 10000 8000 6000 4000 2000 24 TWh Pienkäyttö Määrittelemätön Kannot Järeä runkopuu Hakkuutähteet Kokopuu Karsittu ranka 0 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2015
Koneyrittäjä Metsäenergia merkittävä työllistäjä metsähake alle 5% kotimaan puunhankinnasta yli 10% puunkorjuun työsuoritteesta 6000 Työvoimatarve, htv/a 5000 4000 3000 2000 1000 0 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2015 MAX Vuosi
Paras teknologia?
Hakkuumää äärän n vaihtelu Suomessa Kotimaan hakkuut, 1000 m 3 62000 60000 58000 56000 54000 52000 50000 48000 46000 44000 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 Energiapienkäyttö Sekal. energiapuu Kannot Energiarunkopuu Hakkuutähteet Karsimaton energiapuu Karsittu energiapuu Teollisuuden puu Year
Metsähakelajien kustannusjakaumat 40 /m 3 35 30 25 20 15 10 5 autok.hake termin.kust. autok.kokon. haketus/mursk. metsäkulj. paalaus kaato/nosto muut kust. kantohinta 0 irtorisut, k-paikka paalit, k-paikka pienpuu, tienvarsi kannot, k-paikka Kuljetusmatka leimikolta suoraan laitokselle 45 km Matka terminaaliin 10 km ja terminaalista laitokselle 45 km
Pienpuuhakkeen tuotantoketjut Kaavio: Kärhä 2009
Hakkuutähdehakkeen tuotantoketjut Kaavio: Kärhä 2009
Kantomurskeen tuotantoketjut Kaavio: Kärhä 2009
Kantojen varastointi ja juurikää äävän torjunta Lahottomat kannot voidaan varastoida kaksikin vuotta ilman tartuntariskiä Lahot kannot voidaan varastoida vain yhden kesän yli itiöemiä syntyy varastokasan kosteisiin alaosiin kannot saatava pois metsästä vuoden kuluessa
Tukkimiehentäi (Lähde: Heli Viiri, 2009, Metla) Pahin taimituholainen Euroopassa Aikuiset syövät kuorta ja jälttä Jopa 80% taimista voi kuolla syönnin seurauksena 33 Erkki Oksanen/Metla
Pyydyksiin jää ääneet yksilöt Pine weevil trapping at clear fellings 2008 S= Kannot poistettu 34 R= Kannot jätetty 15.0 Mean H.abietis/trap (SE) 10.0 5.0 S R S R S R S R S R Li Pv M M Ko Mv Sv Aj Kk Hk...\SAMMANSTÄLLNING FI 08.XLS figur fil per site E:\...\snytbaggefångst 2008\snytbaggefångst Fi 08 par.fig 2009-02-02, 20:46
Johtopäätökset Metsähakkeen käyttö voidaan vielä 2-3 kertaistaa, mutta korjuukustannukset nousevat Suhdannevaihtelu metsäalalla on erittäin voimakasta samalla alustakoneella on pystyttävä korjaamaan aines- ja energiapuuta polttoainesekoitus vaihtelee suhdanteiden mukaan korkeasuhdanteessa poltetaan sivutuotteita ja hakkuutähteitä matalasuhdanteessa hakataan pienpuuta suoraan polttoon
Johtopäätökset Nestemäisten polttoaineiden tuotanto 2. sukupolven polttoaineiden teknologia vielä laboratorioissa ja pilot -laitoksissa 2015 tienoilla ensimmäiset täyden mittakaavan laitokset sellu- ja paperiteollisuudesta vapautunut kuitupuu riittää n. 1 miljoonan tonnin biopolttoainetuotantoon pitkällä aikavälillä istutusmetsien biomassa turvaa raaka-ainehuollon
Yhdistetty aines- ja energiapuun korjuu Itä-Suomessa tänä syksynä