Onko puun hankinnan ja käytön ketjuissa tehostamisvaraa? WOODVALUE hankkeen tuloksia PUUvastaa haasteisiin: Puutametsästä markkinoille Heikki Korpunen Hämeenlinna 6.9.2012
Esityksen sisältö Puun arvoketjututkimuksen taustaa Aikaisemmat puun korjuun ja kaukokuljetuksen aika ja tuotostutkimukset Puuta käyttävien ä laitosten li kustannuslaskenta k Tulosten soveltaminen: Esimerkkilaskelma hankinta alueen puuvirroilla Johtopäätöksiä
Tutkimuksen taustaa Voidaanko puun arvoketjuja ohjata nopeasti lopputuotemarkkinoiden otemarkkinoiden mukaan? Mikä osuus s on puun katkonnan ohjauksella? Puun katkonnan ohjauksen kaksi keskeisintä kysymystä: Mitä puutavaralajeja katkotaan leimikolta? Millaisiatukkeja (pituus, läpimitta, laatu) sisältyy puutavaralajiin? Kolmen tason ongelma 1. Runkotaso 2. Leimikkotaso 3. Metsikkötaso
Tutkimuksen taustaa Puun korjuuketju metsästä tehtaalle: 1. Hakkuu 150 m 3 15 km 2. Metsäkuljetus 250 m 3 3. Kaukokuljetus 4. Jalostus tehtaalla 100 m 3 35 km 50 m 3 25 km 40 km Puunhankinta alue
Puunjalostuksen arvoketjututkimus Parhaimman arvoketjun selvittämiseksi on tiedettävä hakkuun, metsäkuljetuksen, kaukokuljetuksen k k k ja puunjalostuksen kustannukset ja tuotot eri markkinatilanteissa Parhaimpaan nettotuottoon päättyvä ketju tavoitteena Aiemmissa tutkimuksissa on selvitetty hakkuun, metsäkuljetuksen ja kaukokuljetuksen tuottavuudet jakustannukset Tuloksina muokattavat kustannuslaskentamallit
Aika ja tuotostutkimukset: korjuu & kaukokuljetus Aikatutkimus Keski Suomessa 2004 9 päätehakkuuleimikkoa, 5 harvennusta 8 hakkuukonetta, 10 kuljettajaa 8 metsätraktoria, 9 kuljettajaa Aikatutkimus Keski Suomessa 2005 368 kuormaa, 17 900 m 3, 9 tehdasta 62% kuormista yhdeltä varastopaikalta, 38% useammalta varastopaikalta(2 8 varastopaikkaa) 13 kuljettajaa, 8 autoa
Puunjalostuslaitosten mallintaminen Kustannus ja tuottomallit tärkeimmille jalostuslaitoksille Eri puutavaralajeille tehdashinta porttien sisäpuolella ( /m 3 ), joka perustuu todellisiin tuotantokustannuksiin Thd Tehdashintaa hi voidaan käyttää ää puunkorjuun optimointiin, i ii puun tehdashinnat hi ovat vertailtavissa Mallien testaus virtuaalisilla Greenfield laitoksilla laitoksilla Olemassa olevien tehtaiden tietojen saanti vaikeaa Mahdollisuus herkkyysanalyysiin, jolla testattiin mallien toimivuutta Mallien yhdistäminen koko ketjun kattavaksi ja geneettisellä algoritmilla (GA) tapahtunut metsikkötason katkonnan optimointi
Jalostuslaitosten kustannuslaskennat Sahan kustannuslaskenta: 200 000 m 3 sahatavaraa tuottava laitos Yhteistyötahot: t h t Forest tresearch huk, sahalaitevalmistajat hlit l itjtja sahat htsuomessa Männylle ja kuuselle Sellutehdas: 600 000 ilmakuivatonnia valkaistua markkinahavusellua tuottava tehdas Yhteistyötaho: Aalto yliopisto (TKK) Mäntykuitupuu CHP energialaitos 100 MW:n laitos, sähköä 29 MW ja lämpöä 58 MW Yhteistyötaho: Tampereen Teknillinen yliopisto Useita polttoaineyhdistelmiä Paperitehdas: kuusikuitupuuta käyttävä, päällystämätöntä (SC) tuottava laitos, vuosituotos 300 000 tonnia Yhteistyötaho: Aalto yliopisto (TKK) Kuusikuitupuu
Sellutehtaan kustannusjakauma (%) Puun vastaanotto ja 2.3 3.4 2.4 2.4 kuorinta Haketus 38.9 14.6 4.0 5.1 Hakkeen seulonta Hakkeen varastointi Keitto ja esipesu Sellun pesu ja seulonta Happivalkaisu 8.3 18.6 Tuotantokustannukset 139 M Kemikaalivalkaisu Kuivaus Kemikaalikierto (p p ) (polttoprosessi) Paperitehtaan kustannusjakauma (%) kuva: Metso Vastaanotto, purku ja kuorinta 4,3 4,0 5,2 2,3 7,6 TMP prosessi Sulppumassan valmistus 18,2 34,4 Perälaatikko ja viira Puristin Kuivaus 8,9 9,3 6,0 Tuotantokustannukset 87 M Rullain Kalanteri Kelauskone Valmiin rullan varastointi
Sahan kustannusjakauma 8% 3 % 9% 4 % Vastaanotto Kuorinta 13 % 41 % 12 % 10 % Sahaus ja särmäys Tuorelajittelu Kuivaus Laatulajittelu Varastointi ja lähetys Tuotantokustannukset 6-7 M Alasaha (hake ja puru) kuva: Vapo CHP-laitoksen kustannusjakauma (%) 10,3 17,2 Polttoaineen vastaanotto ja käsittely Polttoprosessi 25,9 (fluidized d bed boiler) Turbiinilaitos 46,6 Tuotantokustannukset 10 M Savukaasujen puhdistus kuva: Vapo
Tulosten soveltaminen: esimerkkilaskelma Haetaan suurinta mahdollista nettotuottoa metsikkötasolla, vain mänty kyseessä Etsitään suurinta mahdollista ja pienintä mahdollista nettotuottoa (rajoitteet huomioiden)
Laitokset/puutavaralajit Omat laitokset Toimituskohteet SAHA2 Tukkia 450 m 3 Pikkutukkia kki 150 m 3 HIRSIVEISTÄMÖ SAHA1 Erikoisdimensiot Tukkia 170 m 3 Tukkia 3420 m 3 SELLUTEHDAS Tarjonta 15 koeleimikkoa = 5080 m 3 Kysyntä Kaikki laitokset = 4830 m 3 HÖYLÄÄMÖ Kuitupuuta Hyvälaatuista 470 m 3 tyvitukkia 170 m 3
Huomioidut kustannukset ja tuotot Omat laitokset Kustannukset Kantohinta Hakkuun kustannukset Metsäkuljetuskustannukset Kaukokuljetuskustannukset Käyttöpääomakustannukset Puunhankinnan yleiskustannukset Jl Jalostuskustannukset k Tuotot Lopputuotteet (puutavara, sellu, ym.) Toimituskohteet Kustannukset Kantohinta Hakkuun kustannukset Metsäkuljetuskustannukset Kaukokuljetuskustannukset Käyttöpääomakustannukset Puunhankinnan yleiskustannukset Tuotot Puutavara (tukki)
Katkonnan optimointi suhteessa koko arvoketjuun: Jori Uusitalo (Metla) & Veli Pekka Kivinen (HY) Geneettinen algoritmi optimointi menetelmänä Puunkorjuun kustannukset -Hakkuu Tuotot ja kantohinnat - Puutavaralaji1 Runkopankki -leimikko 1 Runkopankki -leimikko 2 Runkopankki -leimikko 15 Katkonnan optimointi Tuotot kustannukset Hintamatriisi Tavoitematriisi Simulointeja, kunnes paras ja huonoin löytyvät Tehtaan tuotantokustannukset - Puutavaralaji1 Hankintarajoitteet (m 3 ) - Puutavaralaji1 Kuljetusmatka - Leimikko 1 Tehdas 1
Tulokset: toimitusmäärät tehtaille Tilavuus tehdas Hirsiveistämö Höyläämö Saha 1 Paras mahdollinen Huonoin mahdollinen ratkaisu ratkaisu Saha 2 Pikkutukki Sellu-
Tulokset: puutavaralajit leimikoittain ja tehtaittain Leimikko Jalostuslaitos Hirsiveistämö Höyläämö Saha 1 Saha 2 Pikkutukki kki Sellu A = Paras mahdollinen ratkaisu B = Huonoin mahdollinen ratkaisu
A (paras mahdollinen ratkaisu) Tulokset jatkuu: Nettotuotto Nettotuotto Kokonaistilavuus m 3 24181 5083 B(huonoin 8380 5081 mahdollinen ratkaisu) Erotus 15801 - N tt t t k hd lli i illää 200 % Nettotuoton kasvumahdollisuus enimmillään 200 % Tällä hankinta-alueella (männyn käyttö 300000 m 3 /vuosi) potentiaalinen arvonlisäys 500000 1000000 vuodessa
Johtopäätöksiä Laskentamenetelmät toimivat, tulokset loogisia Laskentamenetelmä on sovitettavissa oikeaan yritysympäristöön Mahdollistaa eri puunkäyttömuotojen vertailun arvoketjussa ktj joko yhden lenkin tikk tai koko ktj ketjun osalta Kokonaisoptimointi toistaiseksi vain strategisen tai taktisen tason päätöksenteon apuväline, ei suoraan operatiiviseen käyttöön
Johtopäätöksiä ja tulosten tarkastelua Laskennan potentiaali vs. todellinen tilanne? Jatkojalostemarkkinat Korkea sellun hinta näkyi testilaskelmissa selvästi Energian hinta määrittelee puun jalostusketjuissa paljon Kuljetus, kuivaus, sähkö, Markkinaperusteisen toimintaympäristön haasteet näkyvät esimerkkilaskelmissa: markkinatilanteen pienikin muutos voi kertautua arvoketjussa
Julkaisut: Nurminen, T., Korpunen, H. & Uusitalo, J. 2006. Time consumption analysis of the cut to length harvesting system. Silva Fennica 40(2), 335 363. Nurminen, T. & Heinonen, J. 2007. Characteristics and time consumption of timber trucking in Finland. Silva Fennica 41(3), 471 487. 487 Nurminen, T., Korpunen, H. & Uusitalo, J. 2009. Applying the activity based costing (ABC) to cut to length (CTL) timber harvesting and trucking. Silva Fennica 43(5), 847 870870 Korpunen, H., Mochan, S. & Uusitalo, J. 2010. An Activity Based Costing Method for sawmilling. Forest Products Journal 60(5):420 431. Korpunen, H., Virtanen, P., Dahl, O., Jylhä, P. & Uusitalo, J. 2012. An activity based cost calculation for kraft pulp mill. Hyväksytty TAPPI Journaliin. 16 s. Korpunen, H. & Raiko, R. 2012. An Activity Based Cost Model for Forest Fuel Consuming Large Scale CHP plant. Käsikirjoitus julkaisusarjassa 13 s. Korpunen, H. & Paltakari, J. 2012. An activity based costing method for a paper mill. Käsikirjoitus.
Kiitos