Korjuuvaihtoehdot nuorten metsien energiapuun korjuussa Bioenergian metsä seminaari Rovaniemi 17.5.2011 Juha Laitila Metsäntutkimuslaitos, Joensuu 17.5.2011 1 Metsäntutkimuslaitos Skogsforskningsinstitutet Finnish Forest Research Institute www.metla.fi
Esityksen sisältö: Metsähakkeen käyttötavoitteet, potentiaali, saatavuus ja käyttö Hakkuu/käsittelyvaihtoehdot nuorissa metsissä Korjuu ja kuljetuslogistiikka tutkimuksen tuloksia Tulosten tarkastelu Yleiset johtopäätökset & 17.5.2011 2
Arvioita metsähakkeen korjuupotentiaaleista ja käyttö vuonna 2009 Kannot Nuorten metsien energiapuu Latvusmassa Järeä runkopuu Korjuupotentiaali ja käyttö, milj. m³ per vuosi 25 20 15 10 5 0 Laitila ym. 2008 SK 2017-2026 TH 2017-2026 Peruskenaario 2020 Maksimiskenaario 2020 Tavoite 13,5 milj. m³ vuoteen 2020 mennessä Metsähakkeen käyttö vuonna 2009 Lähteet: Salminen 2010/Mela ryhmä, Ylitalo 2010, Kärhä ym. 2009, Laitila ym. 2008 17.5.2011 3
Metsähakkeen alueellinen kysyntä vs. potentiaali Metsähakkeen käyttö Kuntakohtainen kunnittain metsähaketase Tase on positiivisin Itä-Suomessa, negatiivisin rannikoilla ja Keski-Suomessa 17.5.2011 4
Eri materiaalien tiiviysprosentteja Täysi kantavuus autokuljetuksessa Latvusmassa, kokopuu & kannot Paalit Hake & ranka Tukki/ kuitupuu Nilsson 1982 17.5.2011 5
Voiko kertymä kasvaa karsimalla? Kokopuu Ranka RANKA-KOKOPUU RANKA: karut kivennäismaat & suot & kuusikot KOKOPUU: rehevät kivennäismaat, pl kuusikot RANKA min 25 m³/ha KOKOPUU min 25 m³/ha 0 100000 200000 300000 400000 500000 600000 700000 Kertymä, m³/vuodessa Lähde: Heikkilä ym. 2005 17.5.2011 6
Käsittelyvaihtoehdot nuorissa metsissä Kuva: Vesa Tanttu, Ramk
Latvojen kasoille hakkuun vaikutus hakkuukoneen tuottavuuteen ensiharvennusleimikolla 12,0 10,0 Tehotuntituottavuus, m³/h 8,0 6,0 4,0 2,0 Kasaamatta Kasattu 0,0 0 25 50 75 100 125 150 Ainespuuosan keskitilavus koealalla, dm³
Tutkimus eri korjuutavoista sekä haketus ja kuljetustuottavuudesta: - Selvittää kuormaus- ja purkuajat, ajankäytön rakenne sekä kuormakoko rangan ja kokopuun autokuljetuksessa - Verrata rangan ja kokopuun haketustuottavuutta - Tehdään vertailulaskelmat nuorten metsien energiapuun korjuukustannuksista eri hakkuu-, kuljetus- ja haketustavoilla rinnankorkeusläpimitan ja kaukokuljetusmatkan mukaan - Tulosten laskenta perustui tutkimuksessa saatuihin tuloksiin sekä aiempiin tutkimustuloksiin
Kuormauksen ja purkamisen tehotuntituottavuus (m³/min) kokopuulla ja rangalla Kuormaus, m³/min Purku, m³/min 4,0 Kiintokuutioita minuutissa, m³/min 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 Kokopuu Ranka keskimäärin 5 m ranka 3 m ranka Sekaranka Kokopuulla autokuljetuksen kuormakoko oli 30 m 3 ja rangalla likimain sama kuin kuitupuulla
Kokopuun ja rangan haketustuottavuus & keskimääräinen taakkakoko Haketuksen tehotuntituottavuus, m³/h Haketettu määrä, m³ Taakka, m³ 350 325 m³ 0,6 Haketta, m³ 300 250 200 150 100 50 0,33 m³ 55 m³/h 67 m³/h 0,49 m³ 144 m³ 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 Kourataakan koko haketuksessa, m³ 0 Kokopuu Ranka 0,0
Kokopuu- ja rankahakkeen palakokojakauma Ranka, % Kokopuu, % Ranka kumulatiivinen, % Kokopuu kumulatiivinen, % 50 % 100 % Palakokoluokan suhteellinen osuus, % 40 % 30 % 20 % 10 % 80 % 60 % 40 % 20 % Kumulatiivinen kertymä, % 0 % 3 5 8 16 31 45 63 100 Palakokoluokka, mm 0 %
Kokopuu- ja rankahakkeen toimitusketjut kustannusvertailu
Rankaa, kokopuuta vai paaleja? 160 Korjuukustannus tienvarsivarastolla, /m³ 140 120 100 80 60 40 20 0 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Ranka Kokopuupaalit Kokopuu Hakkuupoistuman rinnankorkeusläpimitta, cm 17.5.2011 14
Harvennuspuun autokuljetuskustannukset eri korjuutavoilla 18 Kaukokuljetuskustannus, /m³ 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Kokopuu, /m³ Kokopuuhake, /m³ Rankahake, /m³ Kokopuupaalit, /m³ Ranka, /m³ 5 20 35 50 65 80 95 110 125 140 155 Kaukokuljetusmatka, km 17.5.2011 15
Ranka- ja kokopuuhakkeen korjuukustannus käyttöpaikalla eri korjuumenetelmillä kaukokuljetusmatkan mukaan (Hakkuupoistuman rinnankorkeusläpimitta on 8 cm ja metsäkuljetusmatka on 300 m) Korjuukustannus käyttöpaikalla, /m³ 60 55 50 45 40 35 Kokopuupaalit terminaalihaketus Ranka terminaalihaketus Ranka välivarastohaketus Kokopuu terminaalihaketus Kokopuu välivarastohaketus 5 20 35 50 65 80 95 110 125 140 155 Kaukokuljetusmatka, km Korjuukustannus käyttöpaikalla = Hakkuu + metsäkuljetus + haketus + autokuljetus
Ranka- ja kokopuuhakkeen korjuukustannus käyttöpaikalla eri korjuumenetelmillä kaukokuljetusmatkan mukaan (Hakkuupoistuman rinnankorkeusläpimitta on 13 cm ja metsäkuljetusmatka on 300 m) 45 Korjuukustannus käyttöpaikalla, /m³ 40 35 30 25 20 Kokopuupaalit terminaalihaketus Kokopuu terminaalihaketus Ranka terminaalihaketus Ranka välivarastohaketus Kokopuu välivarastohaketus 5 20 35 50 65 80 95 110 125 140 155 Kaukokuljetusmatka, km Korjuukustannus käyttöpaikalla = Hakkuu + metsäkuljetus + haketus + autokuljetus
Tulosten tarkastelu Pieniläpimittaisen harvennuspuun korjuussa korjuumenetelmien väliset erot ratkaistaan hakkuuvaiheessa Kokopuuna korjuu on kannattavin vaihtoehto, kun hakkuupoistuman rinnankorkeusläpimitta on alle 11 cm. Em. järeimmillä puustoilla kokopuuna tai rankana korjuun välinen kustannusero on pieni Kokopuun paalaus ei ole nykyisellä tuottavuudella kilpailukykyinen menetelmä, koska hakkuuvaiheessa syntynyttä kustannuseroa on vaikea kuroa kiinni, kun operoidaan kohtuullisilla metsä- ja kaukokuljetusmatkoilla
Tulosten tarkastelu Rangalla parempi tuottavuus metsäkuljetuksessa, haketuksessa & hakettamattoman puun autokuljetuksessa kuin kokopuulla Kokopuuna korjuussa tienvarsihaketus on kustannustehokkain korjuuketju Jos käytössä on terminaaleja, niin kuljetustaloudellisesti tehokkain tapa on ajaa karsittua rankaa puutavara-autolla terminaaliin
Johtopäätökset Kuitupuu vs. energiapuun kanto- ja hankintahinta, hehtaarikertymä, laatuvaatimukset, kysyntä, korjuutuet & tukiehdot, CO 2 -kauppa, öljyn & turpeen hinta. Selluntuotannon puustamaksukyky on tällähetkellä suurempi kuin energiantuontannon puustamaksukyky Onko energiapuulle & kuitupuulle paikallista kysyntää vai onko se kuljettava kauemmaksi & muut puupolttoaineet esim. sahoilta Metsien harvennustarve = Tili tehdään tukilla Metsähakkeen laadun ja toimitusvarmuuden parantaminen Pitkät kaukokuljetusmatkat & käytön kulutushuippujen aiheuttamat logistiset ongelmat Metsänomistajia on aktivoitava, koska energiapuukauppojen määrä kasvaa samaa tahti kuin hankintamäärät lisääntyvät
17.5.2011 21 KIITOKSIA!
Esitykseen liittyvää kirjallisuutta Laitila, J. & Väätäinen, K. 2011 Kokopuun ja rangan autokuljetus ja haketustuottavuus. Metsätieteen aikakauskirja 2/2011 Jylhä, P., Dahl,O., Laitila, J. & Kärhä, K. 2011 Ensiharvennusmännyn hankintaketjun vaikutus sellutehtaan puustamaksukykyyn. Metsätieteen aikakauskirja 1/2011 Laitila, J., Leinonen, A., Flyktman, M., Virkkunen, M. & Asikainen, A. 2010. Metsähakkeen hankinta- ja toimituslogistiikan haasteet ja kehittämistarpeet. VTT Tiedotteita 2564 Kärhä, K., Laitila, J., Jylhä, P., Nuutinen, Y. & Keskinen, S. 2009. Kokopuun paalaus - tuotantoketjun tuottavuus ja kustannukset. Metsätehon raportti 211 Laitila, J., Asikainen, A. & Anttila, P. 2008. Energiapuuvarat. Julkaisussa: Kuusinen, M. & Ilvesniemi, H. (toim.). Energiapuun korjuun ympäristövaikutukset, tutkimusraportti. Heikkilä, J., Laitila, J., Tanttu, V., Lindblad, J., Sirén, M., Asikainen, A., Pasanen, K. & Korhonen, K.T. 2005. Karsitun energiapuun korjuuvaihtoehdot ja kustannustekijät. Metlan työraportteja 10 17.5.2011 22