Metsäenergian saatavuus, käytön kannattavuus ja työllisyysvaikutukset, Case Mustavaara TIE-hankkeen päätösseminaari Taivalkoski 27.3.2013 Matti Virkkunen, VTT
2 Sisältö Metsähakkeen saatavuus Mustavaaran kaivokselle 700 GWh:n ( 375 000 kiinto-m3) puuraaka-aineen hankinta vuosituotannoltaan 30 000tn/a biohiililaitoksen tarpeisiin Puukoksituotannon kannattavuus Puupohjaisen biohiilen tuotannon talous, esimerkkinä Vapon vuosina 1975-1985 toiminut Haukinevan turvekoksitehdas Puupolttoaineen hankinnan logistiikka ja työllisyysvaikutukset Hankintakustannukset, metsähakkeen hankinnan ja biokoksituotannon työllistävyys
3 Metsähakkeen saatavuuden ja käytön vertailu v. 2010, 2015 ja 2020 2010 saatavuus 250 km säteellä 3 TWh Oulu ja Rovaniemi 2015 saatavuus 250 km säteellä 1 TWh Kemi biodiesel 2020 saatavuus 250 km säteellä -1,5 TWh Saatavuusdatan sekä VTT:n metsäpolttoaineiden käyttödatan yhdistelmänä laadittiin jatkolaskelma, jossa otettiin huomioon muiden laitosten metsähakkeen käyttö vuosina 2010, 2015 ja 2020. Mukana ovat laitokset joiden teho on >0,8 MW ja jotka sijaitsevat alle 250 km etäisyydellä Mustavaaran kaivoksesta. Mustavaaran käyttö ei ole mukana laskelmassa Käytettävissä olevaksi potentiaaliksi jää metsähakepotentiaalin ja laitosten polttoaineenkäytön ja erotus. Mustavaaran tarve täyttyy jo alle 100 km etäisyydellä
4 Metsähakkeen hankintakustannuksista Metsähakkeen korjuukustannus käyttöpaikalla kaukokuljetusmatkan mukaan eri korjuumenetelmillä ja metsähakelajeilla (Laitila ym. 2010) Latvusmassa ja pienpuu painivat kustannusten osalta eri sarjoissa. Kemera huomattava. Nyk. 7/m3 tuki pienpuulle. Tuki pienenemässä. Teoriassa hankittaessa 700 GWh metsähaketta miltei koko metsäpolttoainetarve saadaan tyydytettyä hakkuutähteellä (150 km säde) Käytännössä pienpuun ja hakkuutähteen yhdistelmä, hakkuutähteellä hankintakustannus n. 22 /m3 ( 11,8 /MWh), pienpuulla n. 33 /m3 (17,6 /MWh) Kantohinta HT 0-1,25 /MWh ja PP 0-4 /MWh ei mukana
5 Haukineva-tyyppinen laitos: metsähakkeesta puukoksia Eri tekijöiden vaikutus sallittuun koksaamoinvestointiin Laitoksen vuosituotanto 30 000 t/a puukoksia, raaka-aine metsähake 375 000 m3/v (700 000 MWh/v, josta koksia 240 000 MWh), saanto 20% Laitos: pa-teho 57 MW; sähköteho 11,3 MW; raaka-aineen kuivausteho 14 MW; muu lämpö 23 MW Ylijäämälämmöllä kuivataan raaka-aine ja tuotetaan sähköä, jolla korvataan ostosähköä (90 GWh/v) Kaikkea lämpöä ei saada myydyksi, tämä rasittaa kannattavuutta Jos yksi tekijä muuttuu ja investointi on 20 M, niin: Lähtöarvot Hake 18 /MWh, Koksi n. 35 /MWh Päästöoikeus 10 /t, Ostosähkö 50 /MWh Investoinnin takaisinmaksuaika 15 v Korko 5 % hake saa maksaa vajaat 14 /MWh tai koksin hinnan on noustava tasolle 380 /t (48 /MWh). Takaisinmaksuajalla 10 vuotta, hake saa maksaa 12 /MWh tai koksin hinnan on noustava yli 415 /t Koksin hinta 225/tn vs. Puun hinta (saanto 20 %, tonniin koksia tarvitaan 12,5 m3 puuta puun hinta yksin 12,5*28= 350 /tn koksia
6 Haukineva-tyyppinen laitos: metsähakkeesta puukoksia Mukana puu/turvepellettituotantoa 40 000 tn/a Pellettien myyntihinta ulos 36 /MWh, parantaa taloutta jonkin verran Prosessin talous edelleen haasteena nykyisellä metallurgisen koksin ja hakeraaka-aineen hinnalla Vaikka puristetuotantoon saadaan käytettyä ylijäämälämpöä, on lämpöä edelleen vailla maksukykyistä osoitetta
7 Metsähakkeen hankinnan ja koksin tuotannon työllisyysvaikutukset alueella 4400 tai 5600 MWh:n hankinta työllistää ympärivuotisesti 1 henkilön (Paananen 2005). Pienemmässä luvussa mukana koulutus- ja tutkimustoiminta. Mustavaaran polttoaineen hankinta 700 000 MWh työllistää näillä oletuksilla noin 125 159 henkilöä (vrt. Halonen ym., 2003. 113 henkilöä) koko hankinta-alueella. (90% tästä Taivalkoski, Pudasjärvi, Kuusamo ja Posio alueella). Koneita työllistyy n. 100 kpl (60 % HT, 36 PP, 4 % muut) Taivalkosken kunnan alueelta metsähakekertymä on noin 171 000 MWh, joten tällä alueella metsähakkeen hankinnan voidaan olettaa työllistävän noin 30 38 henkilöä ympärivuotisesti. Haukinevan koksitehdas työllisti aikanaan 60-70 henkilöä (jatkuva kolmivuorotyö). Nykyaikaisilla automaatioratkaisuilla työllistävyys olisi n. 50 henkilöä. 700 GWh hankinnan työllistämät koneet Hakkuukone 21 Korjuri 6 Ajokone 32 Kantojen nostokone 2 Mobiilihakkuri 15 Mobiilimurskain 3 Kiinteä murska 0 Hakeauto 16 Energiapuuauto 3 Puutavara-auto 2 Yht 99
8 Yhteenveto Tarkastelualueella nykyisin ja tulevaisuudessa metsähaketta saatavilla hyvin aina 180 km hankintasäteelle asti, eniten saatavilla pienpuuta Hankittaessa Mustavaara laitokselle metsähaketta 700 GWh/v materiaalin hankintakustannus on noin 14 /MWh (+ energiapuun kantohinta). Hinta tuskin ainakaan laskee tulevaisuudessa. Nykyisillä hakeraaka-aineen ja metallurgisen koksin hinnoilla taloudellisesti järkevä toteutus vaikea saada aikaan, suurin haaste ylijäämälämpö Koksin hinnan odotetaan nousevan, samoin päästöoikeuksin hintojen, nämä parantavat voimakkaasti puukoksituotannon taloutta
9 Keskeiset lähteet Puupolttoaineiden saatavuus Anttila, P., Korhonen, K.T. & Asikainen, A. 2009. Forest energy potential of small trees from young stands in Finland. In: Mia Savolainen (ed.). Bioenergy 2009. Sustainable Bioenergy Business. 4th International Bioenergy Conference from 31st of August to 4th of September 2009. Book of Proceedings Part I. FINBIOn julkaisusarja - FINBIO Publications 1(44) p. 221-226. Laitila, J., Asikainen, A. & Anttila, P. 2008. Energiapuuvarat. Julkaisussa: Kuusinen, M. & Ilvesniemi, H. (toim.). Energiapuun korjuun ympäristövaikutukset. Tapion ja Metlan julkaisuja. Saatavissa: www.metsavastaa.net/energiapuu/raportti. Puupolttoaineiden saatavuuden ja käytön vertailu Flyktman, M. 2011. Metsäpolttoaineiden käyttö.vtt Ylitalo 2011. Puun energiakäyttö 2010. Metsätilastotiedote 16/2011. Metsäntutkimuslaitos. Puupolttoaineen hankinnan logistiikka Tahvanainen, T. and Anttila P. 2010. Supply chain cost analysis of long-distance transportation of energy wood in Finland, Biomass and Bioenergy (2010), doi:10.1016/j.biombie.2010.11.014 Laitila, J., Leinonen A., Flyktman, M., Virkkunen, M. & Asikainen, A. 2010. Metsähakkeen hankinta- ja toimituslogistiikan haasteet ja kehittämistarpeet. VTT tiedotteita 2564. 143 s. Puupolttoaineen hankinnan työllisyysvaikutukset Halonen, Petri, Helynen, Satu, Flyktman, Martti, Kallio, Esa, Kallio, Markku, Paappanen, Teuvo & Vesterinen, Pirkko. 2003. Bioenergian tuotanto- ja käyttöketjut sekä niiden suorat työllisyysvaikutukset. Espoo 2003. VTT Tiedotteita Research Notes 2219. 51 s. Paananen, M. 2005. METSÄHAKKEEN TUOTANNON TYÖLLISTÄVYYS KESKI-SUOMESSA 1995 2004. https://publications.theseus.fi/bitstream/handle/10024/20536/paananen_18.pdf
10 VTT luo teknologiasta liiketoimintaa