Suomen metsäenergiapotentiaalit Kalle Kärhä, Metsäteho Oy Metsätehon iltapäiväseminaari: Logistiikan näkymät ja bioenergian mahdollisuudet 17.3.2009, Tapahtumatalo Bankin auditorio, Helsinki
Puupolttoaineet Suomen energiantuotannossa 17.3.2009 2
Energian kokonaiskulutus energialähteittäin Suomessa 2007 (407 TWh = 35,0 milj. toe = 1 467 PJ) Lähde: Energy Review 2008 17.3.2009 Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 3
Energian kokonaiskulutus energialähteittäin Suomessa 1976 2007 Lähde: Energy Review 2008 17.3.2009 Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 4
Puupolttoaineiden käyttö Suomessa 2007 (82 TWh = 7,1 milj. toe = 295 PJ) Nestemäinen Kiinteä Lähde: Energy Review 2008 17.3.2009 Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 5
Puupolttoaineiden käyttö Suomessa 1976 2007 Lähde: Energy Review 2008 17.3.2009 Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 6
Kiinteiden puupolttoaineiden käyttö energialaitoksissa 2007 (24,8 TWh 13,0 milj. m 3 ) Lähde: Ylitalo 2008 17.3.2009 Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 7
Hakkuutähteet Pienpuu www.metsateho.fi Kannot Järeä, (laho) runkopuu 31.1.2011 17.3.2009 Kalle Kalle Kalle Kärhä Kärhä: / Metsäteollisuuden / Puubiomassan / 22.4.2008 Suomen Bioenergia metsäenergiapotentiaalit hyödyntäminen puuperäiset missä mennään jätteet energian tällä & Metsäenergiapuu hetkellä? tuotannossa Kalle Kärhä 8
Metsähakkeen käyttö Suomessa 2000 2007 *) *) Energialaitosten eli lämpö- ja voimalaitosten käyttö. Lähteet: Ylitalo 2001 2008 17.3.2009 Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 9
Uusiutuvan energian käyttö energialähteittäin ja loppukulutuksena tavoiteurassa, TWh 2005 2006 2020 Perusura Teollisuuden tuotannosta riippuvat polttoaineet Jäteliemet 36,7 43,3 38 38 Teollisuuden tähdepuu 23,1 26,7 22 22 Yhteensä 59,8 70,0 60 60 Politiikkatoimien kohteena olevat A. Ei tukitarvetta Vesivoima 13,6 11,3 14 14 Tavoiteura Kierrätyspolttoaineet ja halvimmat 1,7 1,9 2 3 biokaasut B. Pieni tukitarve Metsähake (1 5,8 7,2 18 21 Puun pienkäyttö 13,4 13,6 12 13 Puupelletit ja peltobiomassat 0,1 0,1 0,7 3 Lämpöpumput 1,8 2,4 3 5 C. Korkea tukitarve Muu biokaasu 0 0 0,1 0,5 Nestemäiset biopolttoaineet (2 0,0 0,0 6 6 Tuulivoima ja aurinkoenergia 0,2 0,1 1 6 Yhteensä 94,9 102,7 115 128 - josta puupolttoaineet yhteensä (3 19,4 19,3 33 37 Uusiutuvan energian loppukulutus 86 92 106 118 www.metsateho.fi 31.1.2011 17.3.2009 Kärhä: Suomen Metsähakkeen metsäenergiapotentiaalit tarjonta 10
Metsähakkeen käyttötavoitteita Lähteet: Ylitalo 2008, KMO 2010, KMO 2015, Kansallinen ilmasto- ja energiastrategia 17.3.2009 Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 11
17.3.2009 12
17.3.2009 13
Metsähakepotentiaalit laskettiin Hakkuutähteille Kannoille Pienpuulle 17.3.2009 Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 14
Metsähakepotentiaalit laskettiin Laskelmien pohjalla kaksi kotimaisen puun (ainespuun) hakkuuskenaariota: Skenaario I (Perusskenaario): 56,6 milj. m 3 /v Skenaario II (Maksimiskenaario): 67,9 milj. m 3 /v Puun kokonaistarjonta, milj. m 3 - Kotimaan markkinahakkuut, milj. m 3 - Puun tuonti, milj. m 3 2007 2020 Perusskenaario Maksimiskenaario 75,6 59,4 73,7 57,7 56,6 67,9 17,9 2,8 5,7 17.3.2009 Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 15
Ainespuuhakkuut skenaarioissa I ja II Metsäkeskus Hakkuut 2007 1 Skenaario I Skenaario II 0 Ahvenanmaa 1 Rannikko Etelärannikko Pohjanmaa 2 Lounais-Suomi 3 Häme-Uusimaa 4 Kaakkois-Suomi 5 Pirkanmaa 6 Etelä-Savo 7 Etelä-Pohjanmaa 8 Keski-Suomi 9 Pohjois-Savo 10 Pohjois-Karjala 11 Kainuu 12 Pohjois-Pohjanmaa 13 Lappi Ainespuuhakkuut, 1 000 m 3 /v 183 2 604 1 261 1 343 3 643 5 110 4 456 3 701 6 126 3 739 5 581 5 340 4 966 3 534 4 409 4 349-3 120 1 692 1 429 4 267 4 688 3 614 4 171 5 292 3 710 4 955 5 102 4 705 3 433 4 528 5 019-3 744 2 030 1 714 5 119 5 624 4 336 5 003 6 349 4 451 5 945 6 121 5 645 4 119 5 432 6 021 YHTEENSÄ 57 742 56 606 67 907 1 Sevola & Suihkonen 2008 17.3.2009 Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 16
Metsähakepotentiaalit laskettiin Hakkuutähteiden ja kantojen korjuu päätehakkuualoilta. Pienpuun korjuupotentiaali: Nuoret kasvatusmetsät, joihin ehdotettu taimikonhoito (myöhässä) tai harvennushakkuu (ensimmäinen 5-vuotiskausi). 17.3.2009 Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 17
Aineistot tarjonta-laskennoissa Valtakunnan metsien inventoinnin (VMI10) suurimman kestävän hakkuumahdollisuuksien MELA -laskelma. Metsäteho Oy:n isoimpien osakkaiden (Metsäliitto Osuuskunta, Stora Enso Oyj, UPM-Kymmene Oyj ja Metsähallitus) korjaamat päätehakkuut ja harvennukset vuosilta 2006 ja 2007. Yhteensä: 159 675 leimikkoa (päätehakkuita: 85 912, harvennusleimikoita: 73 763). Yhteensä: 68,6 milj. m 3 (päätehakkuut: 46,7 milj. m 3, harvennushakkuut: 21,9 milj. m 3 ). VMI10:n koeala-aineistosta laskettu pienpuuaineisto (Antti Ihalainen / Metla). 17.3.2009 Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 18
Määritetyt metsähakepotentiaalit Talteensaanto < 100 % Energiapuun korjuuohjeet Metsähakkeen tuotantokustannukset Tuotantotuet (mm. Kemera) TEOREETTINEN POTENTIAALI TEKNIS-EKOLOGINEN POTENTIAALI TEKNIS-TALOUDELLINEN POTENTIAALI Integroitu korjuu nuorissa metsissä Metsänomistajien tarjontahaluttomuus Energialaitosten tekninen käyttöpotentiaali Energialaitosten maksukyky 1 2 biojalostamoa Vaihtoehtoisten polttoaineiden hinta Päästöoikeuden hinta 17.3.2009 Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 19
Hakkuutähteet 31.1.2011 Metek14 / Puubiomassan hyödyntäminen energiantuotannossa / Kärhä 20 31.1.2011 17.3.2009 Kalle Kärhä Kärhä: Puubiomassan Suomen Metsähakkeen metsäenergiapotentiaalit hyödyntäminen tarjonta energian tuotannossa 20
Teoreettinen hankintapotentiaali KUUSI MÄNTY KOIVU Hakkuutähdettä/ainespuu-m 3 Etelä-Suomi 0,42 0,23 0,20 Pohjois-Suomi 0,62 0,32 0,39 Lähteet: Hakkila 1991, Hakkila ym. 1978 17.3.2009 Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 21
Teoreettinen hankintapotentiaali Metsäkeskus Skenaario I Skenaario II 0 Ahvenanmaa 1 Rannikko Etelärannikko Pohjanmaa 2 Lounais-Suomi 3 Häme-Uusimaa 4 Kaakkois-Suomi 5 Pirkanmaa 6 Etelä-Savo 7 Etelä-Pohjanmaa 8 Keski-Suomi 9 Pohjois-Savo 10 Pohjois-Karjala 11 Kainuu 12 Pohjois-Pohjanmaa 13 Lappi Hakkuutähdettä, GWh/v - 1 303 677 625 1 719 2 238 1 447 1 905 2 353 1 390 2 297 2 492 2 074 2 060 2 395 2 596-1 547 811 736 2 063 2 661 1 736 2 285 2 828 1 661 2 761 3 009 2 488 2 469 2 875 3 107 YHTEENSÄ 26 269 31 491 17.3.2009 Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 22
Teknis-ekologinen hankintapotentiaali KUUSI MÄNTY KOIVU Talteensaanto-% 70 70 70 + Tapion suositukset (Koistinen & Äijälä 2005) korjuuoloista = EI korjuuta: kuivahkot kankaat kuivat kankaat karukkokankaat + puolukkaturvekankaat ja sitä karummat kallioiset + runsaskiviset kasvupaikat ravinnehäiriöpuustot. + Metsänomistajien tarjontahalukkuus 90 96 % metsäkeskuksittain. Korjuukelpoisuus metsäkeskuksittain 57 89%. 1 1 Lähdeaineistona Metsäntutkimuslaitoksen VMI10 17.3.2009 Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 23
Teknis-ekologinen hankintapotentiaali Metsäkeskus Skenaario I Skenaario II 0 Ahvenanmaa 1 Rannikko Etelärannikko Pohjanmaa 2 Lounais-Suomi 3 Häme-Uusimaa 4 Kaakkois-Suomi 5 Pirkanmaa 6 Etelä-Savo 7 Etelä-Pohjanmaa 8 Keski-Suomi 9 Pohjois-Savo 10 Pohjois-Karjala 11 Kainuu 12 Pohjois-Pohjanmaa 13 Lappi Hakkuutähdettä, GWh/v - 669 361 308 801 1 274 746 957 1 273 504 1 073 1 309 982 861 995 1 071-794 432 362 961 1 514 895 1 149 1 530 603 1 290 1 580 1 178 1 032 1 195 1 281 YHTEENSÄ 12 514 15 002 17.3.2009 Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 24
Teknis-taloudellinen hankintapotentiaali Hakkuutähdehakkeen tuotantokustannusten laskennassa: + Kantohinta + Hakkuu kasoille + kasojen varominen metsäkuljetuksessa + Metsäkuljetus + Varastointi (peittäminen) + Haketus/murskaus (tienvarsivarastolla) + Kaukokuljetus + Yleiskustannukset = TUOTANTOKUSTANNUKSET ( /MWh). 17.3.2009 Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 25
Kannot 31.1.2011 17.3.2009 Kärhä: Suomen Metsähakkeen metsäenergiapotentiaalit tarjonta 26 26
Teoreettinen hankintapotentiaali KUUSI MÄNTY KOIVU Kantoja/ainespuu-m 3 Etelä-Suomi 0,31 0,28 0,31 Pohjois-Suomi 0,40 0,32 0,35 Lähteet: Hakkila 1972, Hakkila ym. 1978, Repola ym. 2007 17.3.2009 Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 27
Teoreettinen hankintapotentiaali Metsäkeskus Skenaario I Skenaario II 0 Ahvenanmaa 1 Rannikko Etelärannikko Pohjanmaa 2 Lounais-Suomi 3 Häme-Uusimaa 4 Kaakkois-Suomi 5 Pirkanmaa 6 Etelä-Savo 7 Etelä-Pohjanmaa 8 Keski-Suomi 9 Pohjois-Savo 10 Pohjois-Karjala 11 Kainuu 12 Pohjois-Pohjanmaa 13 Lappi Kantoja, GWh/v - 1 313 699 614 1 736 2 117 1 452 1 809 2 480 1 472 2 318 2 379 2 208 1 781 2 015 2 165-1 561 837 724 2 083 2 512 1 743 2 170 2 984 1 764 2 787 2 855 2 648 2 135 2 415 2 595 YHTEENSÄ 25 245 30 252 17.3.2009 Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 28
Teknis-ekologinen hankintapotentiaali KUUSI MÄNTY KOIVU Talteensaanto-% 90 85 90 + Tapion suositukset (Koistinen & Äijälä 2005) korjuuoloista = EI korjuuta: kuivat kankaat karukkokankaat + puolukkaturvekankaat ja sitä karummat kallioiset + runsaskiviset kasvupaikat ravinnehäiriöpuustot pohjavesialueet. + Metsänomistajien tarjontahalukkuus 70 86 % metsäkeskuksittain. Korjuukelpoisuus metsäkeskuksittain 82 88%. 1 1 Lähdeaineistona Metsäntutkimuslaitoksen VMI10 17.3.2009 Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 29
Teknis-ekologinen hankintapotentiaali Metsäkeskus Skenaario I Skenaario II 0 Ahvenanmaa 1 Rannikko Etelärannikko Pohjanmaa 2 Lounais-Suomi 3 Häme-Uusimaa 4 Kaakkois-Suomi 5 Pirkanmaa 6 Etelä-Savo 7 Etelä-Pohjanmaa 8 Keski-Suomi 9 Pohjois-Savo 10 Pohjois-Karjala 11 Kainuu 12 Pohjois-Pohjanmaa 13 Lappi Kantoja, GWh/v - 715 387 329 931 1 201 834 1 023 1 421 756 1 346 1 404 1 333 1 144 1 163 1 416-851 463 388 1 117 1 424 1 001 1 228 1 710 905 1 618 1 685 1 599 1 372 1 395 1 697 YHTEENSÄ 14 687 17 601 17.3.2009 Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 30
Teknis-taloudellinen hankintapotentiaali Kantomurskeen tuotantokustannusten laskennassa: + Kantohinta + Kantojen nosto + Metsäkuljetus + Kaukokuljetus + Murskaus (käyttöpaikalla) + Yleiskustannukset = TUOTANTOKUSTANNUKSET ( /MWh). 17.3.2009 Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 31
Pienpuu 31.1.2011 Metek14 / Puubiomassan hyödyntäminen energiantuotannossa / Kärhä 32 31.1.2011 17.3.2009 Kalle Kärhä Kärhä: Puubiomassan Suomen Metsähakkeen metsäenergiapotentiaalit hyödyntäminen tarjonta energian tuotannossa 32
Teoreettinen hankintapotentiaali Nuoret kasvatusmetsät, joihin ehdotettu taimikonhoito (myöhässä) tai harvennushakkuu (ensimmäinen 5-vuotiskausi). Laskelmat tehtiin vuositasolle. Oletettiin, että tehdään kokopuun korjuu (mahdollinen kuitupuu myös energiapuukasaan ja polttoon). 17.3.2009 Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 33
Teoreettinen hankintapotentiaali Metsäkeskus Teoreettinen 1 Teknis-ekologinen 0 Ahvenanmaa 1 Rannikko Etelärannikko Pohjanmaa 2 Lounais-Suomi 3 Häme-Uusimaa 4 Kaakkois-Suomi 5 Pirkanmaa 6 Etelä-Savo 7 Etelä-Pohjanmaa 8 Keski-Suomi 9 Pohjois-Savo 10 Pohjois-Karjala 11 Kainuu 12 Pohjois-Pohjanmaa 13 Lappi Pienpuuta, GWh/v - 3 089 1 133 1 956 2 576 2 943 2 962 2 718 4 096 3 148 3 084 4 733 5 282 3 476 7 565 7 364 YHTEENSÄ 53 036 1 Lähdeaineistona Metsäntutkimuslaitoksen VMI10 17.3.2009 Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 34
Teknis-ekologinen hankintapotentiaali Kun ainespuukertymä alle 20 m 3 /ha leimikossa TAI poistuman keskikoko alle 30 dm 3 (kokopuuta), kokopuun korjuu (= leimikon kaikki hakattavat puut energiapuuksi). Kun ainespuukertymä yli 20 m 3 /ha leimikossa JA poistuman keskikoko yli 30 dm 3 (kokopuuta), integroitu korjuu (= käytetään ns. kahden kasan menetelmää, eli kuitupuu omaan kasaan ja latvat ja pienpuusto toiseen kasaan energiapuuksi). = PYRITÄÄN OHJAAMAAN KUITUPUU SELLUTEOLLISUUTEEN! Kokopuun korjuu Integroitu korjuu 17.3.2009 Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 35
Teknis-ekologinen hankintapotentiaali Oletettiin, että pieniläpimittaisen energiapuun talteensaanto-% on 95 % teoreettisesta potentiaalista. Kun nuoren kasvatusmetsän korjuukohde seuraavissa korjuuoloissa, se rajautui ulos teoreettisesta hankinta-potentiaalista. = EI kokopuun korjuuta (Koistinen & Äijälä 2005): kuusikot (rulusta > 75 % kuusta) kaskikuusikot + metsitetyt pellot turvemailla kuivahkot kankaat kuivat kankaat puolukkaturvekankaat + sitä karummat metsiköt, joissa tehty aiemmin kokopuu- tai hakkuutähteiden korjuu. + Metsänomistajien tarjontahalukkuus 80 91 % metsäkeskuksittain. Korjuukelpoisuus metsäkeskuksittain 57 89%. 1 1 Lähdeaineistona Metsäntutkimuslaitoksen VMI10 17.3.2009 Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 36
Teknis-ekologinen hankintapotentiaali Metsäkeskus Teoreettinen 1 Teknis-ekologinen 1 0 Ahvenanmaa 1 Rannikko Etelärannikko Pohjanmaa 2 Lounais-Suomi 3 Häme-Uusimaa 4 Kaakkois-Suomi 5 Pirkanmaa 6 Etelä-Savo 7 Etelä-Pohjanmaa 8 Keski-Suomi 9 Pohjois-Savo 10 Pohjois-Karjala 11 Kainuu 12 Pohjois-Pohjanmaa 13 Lappi Pienpuuta, GWh/v - 3 089 1 133 1 956 2 576 2 943 2 962 2 718 4 096 3 148 3 084 4 733 5 282 3 476 7 565 7 364-830 283 547 678 561 718 629 1 074 840 854 1 190 1 480 1 263 2 485 3 071 YHTEENSÄ 53 036 15 673 1 Lähdeaineistona Metsäntutkimuslaitoksen VMI10 17.3.2009 Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 37
Teknis-taloudellinen hankintapotentiaali Pienpuuhakkeen tuotantokustannusten laskennassa: + Kantohinta + Hakkuu + Metsäkuljetus - Kemera-tuki + Varastointi (peittäminen) + Haketus/murskaus (tienvarsivarastolla) + Kaukokuljetus + Yleiskustannukset = TUOTANTOKUSTANNUKSET ( /MWh). 17.3.2009 Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 38
Uutta tutkimuksessa: Korkeat kotimaisen puun hakkuut skenaariona. Ei korjuuololeikkureita (esim. meku < 300 m) Kustannukset hoitivat heikot korjuuolot pois teknistaloudellisesta potentiaalista Tarjonnan hintajousto Ei tienvarsikönttähinta Mäntykannoista + koivukannoista polttohaketta Aiemmin vain kuusikannot Nuorten metsien pienpuu tehokkaammin talteen (= integroitu hakkuu niihin leimikoihin, joista kuitupuuta korjattavissa > 20 m 3 /ha). 17.3.2009 Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 39
Verrattuna aiempiin tutkimuksiin I 120 Teoreettinen potentiaali, TWh/v 100 80 60 40 20 0 25,2 30,3 26,3 31,5 53,0 53,0 Skenaario I Skenaario II 17,0 18,6 17,0 16,8 30,0 40,0 17,0 17,2 20,0 Vasara 2006 Leino ym. 2007 Hakkila 2004 Kannot Hakkuutähteet Pienpuu 17.3.2009 Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 40
Verrattuna aiempiin tutkimuksiin II 17.3.2009 Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 41
Verrattuna aiempiin tutkimuksiin III 17.3.2009 Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 42
Kiitokset! kalle.karha@metsateho.fi 17.3.2009 Kärhä: Suomen metsäenergiapotentiaalit 43