Onko puuta runsaasti käyttävä biojalostamo mahdollinen Suomessa? Hallituksen puheenjohtaja Pöyry Forest Industry Consulting
Miksi bioenergian tuotantoa tutkitaan ja kehitetään kiivaasti? Perinteisten fossiilisten polttoaineiden varannot ovat rajalliset öljyä arvioidaan olevan n. 4 vuodeksi, maakaasua n. 7 vuodeksi ja hiiltä n. 16 vuodeksi. 178.1 21 57 1.1 6.5 8.3 19 64.8 27.8 12.5 15.3 35.2.3 6.3 13.813.9 12.6 5.6 Maakaasu Öljy Hiili Yksikkö = mrd. t 3 Liikennepolttoaineet ovat valtava markkina edulliselle puuraaka-aineelle Maailman teollisuuspuun kysynnän tyydyttämiseen tarvittava nopeakasvuisen istutusmetsän pinta-ala 25 ja 22 7 Nopeakasvuisten istutusmetsien pinta-alatarve energiantuotannossa Pinta-alatarve, milj. ha Nykyinen teollisten nopeakasvuisten istutusmetsien pinta-ala, 21.2 milj. ha 22 25 6 5 4 3 2 1 Vuotuinen keskikasvu - havupuu 2 m 3 ka/ha/a - lehtipuu 25 m 3 ka/ha/a Pinta-alatarve - 73 milj. ha in 25-85 milj. ha in 22 (Metsämaan pinta-ala Suomessa 2 milj. ha) % 2 % 4 % 6 % 8 % 1 % korvausaste Nykyinen teollisten istutusmetsien pinta-ala Liikennepolttoainetta korvataan bioetanolilla / biodieselillä Hiiltä korvataan puulla 4
Mistä tällä hetkellä puhutaan? Toisen sukupolven nestemäisten liikennepolttoaineiden (biodiesel) tuotantopotentiaalista metsäteollisuusintegraattien yhteydessä Kotimaiseen puuraaka-aineeseen perustuvan biopolttonesteen (biodieselin) tuotantoedellytykset ovat Suomen olosuhteissa parhaat metsäteollisuusintegraatin yhteydessä. Puuta runsaasti käyttävä biojalostamo on Suomessa teknisesti ja raaka-aineen saatavuuden suhteen mahdollinen tämän lisäksi sen on oltava myös kannattava ja kilpailukykyinen 5 Mikä on biojalostamo? Biojalostamo on laitos, joka tuottaa biomassasta sellua, polttoaineita, sähköä ja kemikaaleja. Biojalostamo ei välttämättä tee kaikkia tuotteita samanaikaisesti; ääritilanteessa se tekee vain yhtä tuotetta kerrallaan; tietyssä markkinatilanteessa laitos saattaa olla viritetty sellun ja sähkön tuotantoon. Biojalostamo on tavallaan sellutehtaan, tavallaan petrokemiallisen jalostamon lähisukulainen. Erityishyötyjä - kaikkiruokaisuus (jäte maistuu!) - monipuolisuus (tuotepaletin vaihto lennossa) - sopeutuminen markkinoiden tai muihin tarpeisiin: sähköä tai kuitua tarpeen mukaan Pieni ongelma vielä tällä hetkellä: käytännön kokemuksen puute näistä laitoksista eikä kukaan ole samaa mieltä määritelmästä! 6
Mitä biojalostamo tuottaa? Prosessit Uutteet Uutteiden jalostus Pyrolyysi Puun/mustalipeän kaasutus Kaasun jalostus Tuotteet Hemiselluloosa ja sokerit Etanoli, polymeerit ja kemikaalit Hartsit/puukomposiitit Synteesikaasu Sähkö, nestemäiset liikennepolttoaineet 7 Puupohjainen biojalostamo nykyhetki / tulevaisuus? TULEVAISUUS CO 2 O 2 Sähkö tai Nestemäiset polttoaineet / kemikaalit Nykytehdas O2 CO 2 Hemiselluloosa Uudet tuotteet Kemikaalit & polymeerit Tuotanto Höyry, sähkö & kemikaalit - Mustalipeän kaasutus - Puun kaasutus - Nestemäisten polttoaineiden ja kemikaalien valmistusprosessi Sellu Ostosähkö NYKYHETKI CO 2 - Soodakattila - Voimakattila Höyry, sähkö & kemikaalit Tuotanto Sellu 8
Joustavuus on puupohjaisen biojalostamon toiminnan kriittinen tekijä Paperi ja markkinasellu Sellu- ja Paperitehdas Sähkö Lämpö Voimalaitos Biosähkö Kuori Sähkö Höyry Vero- ja tukipolitiikka vaikuttaa liiketoimintamallin muotoutumiseen Metsäbiomassa Tulevaisuudessa myös yhdyskuntajätteet ja olki tropiikin nopeakasvuiset istutusmetsät Puunkäsittely Hakkuutähteet ja pienpuu Biopolttoaineen tuotanto Biopolttoaineet: (Pelletit) Etanoli/Metanoli Biodiesel Raakaöljy Jalostus 9 Optimikonseptiin vaikuttaa monet tekijät Yksittäisen metsäteollisuuslaitoksen yhteyteen sijoitetun biojalostamon optimikonsepti riippuu useista tekijöistä: Tuotteen markkinatilanne (kysyntä/hinta) Sähkön hinta Polttoaineen saatavuus ja hinta Kuljetuskustannukset Mahdollinen energiaintegraatio Tehtaan koko Päästökauppa jne 1
Suurin kestävä hakkuukertymä 27-227 Hakkuumahdolisuudet kasvavat noin 6-7 milj. m3 seuraavien kahden vuosikymmenen aikana. Yli puolet lisäyksestä on mäntykuitua. 8 Milj. m³ 7 6 5 4 nykyhakkuukertymä 3 2 Lehtikuitu Lehtitukki Kuusikuitu Kuusitukki Mäntykuitu Mäntytukki 1 22-212 212-222 222-232 11 Metsähakkeen nykykäyttö ja tuotantopotentiaali Milj. m³ 5 METSÄHAKKEEN SAATAVUUS 4 3 2 Arvioitu mäntykuituylijäämä 21 Kannot ja juuret Harvennukset Päätehakkuut Tekninen käyttöpotentiaali 21 1) 1 Teoreettinen metsäbiomassapotentiaali Teknisesti korjattavissa oleva metsäbiomassapotentiaali 2) 2) Taloudellisesti Metsähakkeen käyttö 24 korjattavissa oleva metsäbiomassapotentiaali 1) Metsähakkeen määrä, joka käytettävissä ilman merkittäviä teknologiainvestointeja. 2) Arvio 12 Lähteet: VTT, Energiatilastot, Metla, Pöyry Energia
Puustamaksukyky: metsäteollisuustuotteet vs. biojalostamo Biojalostamon puustamaksukyky on perinteisiin metsäteollisuustuotteisiin verrattuna alhainen. Puustamaksukyky EUR/m 3 8 7 6 5 4 3 2 1 Päällystetty puupitoinen (LWC) Taivekartonki Havusellu Biojalostamon puustamaksukyky 13 Kestävän metsänhyödyntämisen arvo 4, Mrd. SEK 3,5 3, 2,5 2, 1,5 1,,5, LWC-paperi Sanomalehtipaperi Sellu Bioenergia Biopolttoaine (mustalipeä) Lähde: Skogsindustrierna Biopolttoaine (jalostus) 14
Hakkuutähteen tuotantokustannukset ilman tukia Biojalostamon puustamaksukyvyn alarajalla hakkuutähteelle ei jää kantohintaa. 12 EUR/MWh Metsähakkeen keskimääräinen hinta käyttöpaikalla 25 1 8 Yleiskustannukset Kaukokuljetus Haketus / murskaus Korjuu Kantohinta 6 4 2 Tienvarsihaketus Käyttöpaikkamurskaus irtorisu Käyttöpaikkamurskaus risutukki 15 Johtopäätökset Biojalostamot ovat jo nykypäivää suhteellisen pienessä mittakaavassa Sellutehdas on erittäin tehokas bioenergian tuottaja jo tänään Nykyteknologialla biojalostamo (BTL) voi parhaissa olosuhteissa parantaa sellu-paperi integraatin kannattavuutta marginaalisesti Metsäperäistä taloudellisesti korjattavissa olevaa lisäpuubiomassaa riittää muutamalle laitokselle. Synergiat ovat hyvät puunhankinnassa ja lämpötaloudessa Puustamaksukyky parhaissa integraateissa on nykyisen metsähakkeen hinnan tasolla Lisää tutkimusta ja pilot-laitoksia tarvitaan 16