Metsäenergian haasteet ja tulevaisuuden näkymät Antti Asikainen, Metla Kehittyvä metsäenergia seminaari 16.12.2010, Lapua Metsäntutkimuslaitos Skogsforskningsinstitutet Finnish Forest Research Institute www.metla.fi
Metsäenergia maailmalla ja meillä Maailman, EU:n ja Suomen puuenergiavarat ja kasvun rajoitteet Voiko energiabiomassan kasvatus olla kannattavaa ja kestävää? Suomi metsäenergiateknologian suurvalta Metsäntutkimuslaitos Skogsforskningsinstitutet Finnish Forest Research Institute www.metla.fi
Metsäenergian lisäysmahdollisuus n. 2% maailman energiankulutuksesta 1200 1000 Milj. m 3 /a 800 600 400 200 Plantaasit Hakkuutähteet Sellupuu 0 Liikenne Sähkö ja lämpö Source: Röser et al. 2008 Metsäntutkimuslaitos Skogsforskningsinstitutet Finnish Forest Research Institute www.metla.fi
Milj. kuivatonnia EU:lla n. 100 milj. kuivatonnin biomassavaje v. 2020 600 500 400 300 200 100 Biolämpö Biopolttoaineet Biosähkö Ainespuu Lyhytkiertoviljely Agrobiomassa Puu 0 Tarjonta Supply Kysyntä Demand Rettenmaier et al. 2008 Metsäntutkimuslaitos Skogsforskningsinstitutet Finnish Forest Research Institute www.metla.fi
Metsähakkeen käyttö, 1000 m 3 /a Suomen metsähakkeen käyttö kuusinkertaistunut 2000 -luvulla 16000 14000 12000 10000 Pienkäyttö Sekal. Kannot 8000 6000 4000 2000 0 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2020 Järeä runkopuu Hakkuutähde Kokopuu Karsittu ranka
Puuenergian tuotanto laskenut 15% 50000 Vuotuinen käyttö, 1000 m 3 45000 40000 35000 30000 25000 20000 15000 10000 5000 Pienkäyttö Sekal. Kannot Järeä runkopuu Hakkuutähde Kokopuu Karsittu ranka Mustalipeä Sahojen sivutuotteet 0 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2020 Vuosi 6
Työvoimapanos, htv Metsäenergian osuus jo 25% puunkorjuun koko työpanoksesta 9000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 Vuosi Energiapuu Ainespuu 7
Metsähaketta, milj. m³ vuodessa Metsähakkeen tekninen korjuupotentiaali kahdella ainespuun hakkuuskenaarioilla ja metsähakkeen nykykäyttö 25 Latvusmassa Kannot Nuorten metsien energiapuu Järeä runkopuu 20 Tavoite 13,5 milj. m³ vuoteen 2020 mennessä 15 10 5 0 Suurin kestävä ainespuun hakkuumäärä: 78,4 milj. m³/vuosi jaksolle 2017-2026 Toteutuneiden hakkuiden taso ja rakenne: 56,1 milj. m³/vuosi jaksolle 2017-2026 Metsähakkeen käyttö vuonna 2009 Lähteet: Salminen 2010/Mela ryhmä, Ylitalo 2010
/MWh Voiko energiapuun tuotanto olla kannattavaa? Polttoaineet Suomessa ilman veroja 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Raskas PÖ Maakaasu Hiili Turve Hakkuutähde Kannot Pienpuu
Käyttämätöntä maata ei juuri ole Rettenmaier et al. 2008
Kestävätkö metsät ravinnepoistumaa? Hakkuutähteen poisto päätehakkuussa männyllä ei kasvuvaikutusta 10 v. aikana kuusen pituuskasvu aleni 2 v. kasvun verran 10 v. seurantajaksolla kuusen rehevillä kasvupaikoilla maan typpivarastot eivät alene, karuilla aleneminen merkittävää Kokopuukorjuu harvennuksessa männyn kasvu alenee 5 m 3 /ha 10 v. aikana kuusen kasvu alenee 17 m 3 /ha 10 v aikana
Päätehakkuulla havaitut talteensaantoprosentit n. 62% (Peltola ym. 2010) palstalle jäävä biomassa pääosin neulasia ja pienoksia Harvennushakkuulla kuusta ei korjata kokopuuna mäntyjen oksista merkittävä osa karsiutuu hakkuussa (latvusmassasta saadaan talteen vain puolet) runkojen järeytyminen johtamassa yhä enemmän karsitun rangan korjuuseen
Ravinteet saatava kiertämään Turve- ja puutuhkaa syntyy Suomessa n. 500 000 tonnia vuodessa Puhdasta puutuhkaa n. 150 000 tonnia vain 10% käytetään lannoitteena Pohjois-Karjala tiennäyttäjä tuhkan kierrätyksessä
Kantojen poltto kivihiilen veroinen päästö? Lähde: Liski 2010
Suomen hiilivelka on maksettu ennakkoon
Suomalaista metsäenergiateknologiaa
Suomalaista metsäenergiateknologiaa
Aika, s 2400 2200 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 Ajanmenekki/9,55 m³ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Kuljettaja Kasan järjestely kuorman järjestely siirtyminen tuonti vienti Ammattikuljettajat Opettajakuljettajat Oppilaskuljettajat Kuva 5. Kuormauksen ja kuormauksen aikaisen ajon työvaiheittaiset ajanmenekit kuljettajittain harvennuksella (Väätäinen & Lamminen 2010).
Kehitysajurit Keski- ja Etelä-Euroopassa
Metsäenergian korjuukonetarve P or tugal i kaivukoneet metsätraktorit hakkurit hakeautot kaatokasauskoneet Iso-Br i tanni a Itäval ta P uol a Espanj a T sekki Ranska Saksa Suomi Ruotsi 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 K onemäär ä, kpl
Kasvun rajoitteen keskiarvo Kasvun rajoitteen keskihajonta Kehittämispotentiaalin keskiarvo Kehittämispotentiaalin keskihajonta Korjuukustannukset: Harvennuspuu Korjuun & käsittelyn vaatima ammattitaito: Harvennuspuu Työvoiman tarve: Harvennuspuu Metsänomistajien suhtautuminen energiapuukauppaan: Harvennuspuu Integroitavuus muihin toimintoihin: Harvennuspuu 4,8 4,4 4,3 3,3 3,3 0,4 0,8 0,7 1,3 1,2 4,6 4,6 3,9 3,8 3,8 0,9 1,1 0,9 0,5 0,6 Harvennusenergiapuun kehityspotentiaali Lähde: Laitila ym. 2010 Lainsäädäntö & metsänkäsittely: Harvennuspuu 3,4 1,3 3,6 1,1 Saatavuus eri markkinatilanteissa: Harvennuspuu 2,4 3,7 Kuljetustehokkuus: Harvennuspuu 2,9 3,1 0,9 Pääoman tarve: Harvennuspuu 3,1 2,8 1,3 Kestävyys & seurannaisvaikutukset: Harvennuspuu 2,5 1,1 3,2 Materiaalin kuormaus & purku: Harvennuspuu 2,5 2,9 1,1 Laatu & lämpöarvo: Harvennuspuu 2,2 3,1 0,9 Varastoitavuus: Harvennuspuu 2,5 0,7 2,6 0,8 Soveltuvuus eri kokoluokan käyttöpaikoille: Harvennuspuu 1,5 0,7 1,8 0,8
Soveltuvuus eri kokoluokan käyttöpaikoille:kannot Metsänomistajien suhtautuminen energiapuukauppaan:kannot Kestävyys & seurannaisvaikutukset:kannot Kuljetustehokkuus:Kannot Laatu & lämpöarvo:kannot Saatavuus eri markkinatilanteissa:kannot Kasvun rajoitteen keskiarvo Kehittämispotentiaalin keskiarvo 2,9 4,1 3,9 3,8 3,7 3,8 1,1 0,7 1,3 Kasvun rajoitteen keskihajonta Kehittämispotentiaalin keskihajonta 4,2 0,8 3,7 1,2 3,7 1,1 3,7 1,2 3,7 1,1 2,7 Energiakantojen kehityspotentiaali Lähde: Laitila ym. 2010 Materiaalin kuormaus & purku:kannot 3,0 1,1 3,5 1,1 Korjuukustannukset:Kannot 3,1 0,8 3,2 0,8 Korjuun & käsittelyn vaatima ammattitaito:kannot 2,9 3,2 0,9 Integroitavuus muihin toimintoihin:kannot 2,9 3,3 Pääoman tarve:kannot 3,1 0,8 3,1 1,1 Työvoiman tarve:kannot 2,7 0,9 2,8 0,8 Lainsäädäntö & metsänkäsittely:kannot 2,7 2,7 0,8 Varastoitavuus:Kannot 2,3 1,2 2,7 1,3