PURO Puuraaka-aineen määrän ja laadun optimointi metsänkasvatuksessa ja teollisuuden prosesseissa Annikki Mäkelä, HY Tausta Kilpailu kiristynyt - miten saada metsätalous kannattavammaksi perinteisillä lajeilla Suomen ilmastossa?
PUROn osapuolet Annikki Mäkelä, HY metsäekologian laitos Jari Hynynen, Metla Vantaa Pekka Saranpää, Metla Vantaa Marketta Sipi, HY metsävarojen käytön laitos Arto Usenius, VTT Rakennus- ja yhdyskuntatekniikka Lauri Valsta, HY metsäekonomian laitos
Hankkeen yhteinen nimittäjä Runkojen kolmiulotteinen kuvaus Edellyttää: uusinta biologista perustietoa kehittyneitä laskennallisia menetelmiä Teollisten prosessien optimointi hyötyy rungon ominaisuuksien tarkasta kolmiulotteisesta kuvauksesta! Muoto ja oksikkuus Puuaineen ominaisuudet
I: 3-ulotteisten runkojen kehitys Rungot kehittyvät kasvuprosessissa Empiiriset kasvumallit (Hynynen) Elintoimintoihin perustuvat kasvumallit (Mäkelä) Runkojen ominaisuuksien liittäminen kasvumalleihin => metsänhoidon ja ympäristön vaikutukset Männyn 3D oksikkuusmallit jo olemassa I: 3-ulotteisten runkojen kehitys Thickest branch in whorl (cm) ODS 3 2 2 1 1 0 Predicted Measured 0 5 10 15 20 Distance from tree top (m) ODS 0.2 0.15 0.1 0.05 0 0 5 10 15 20 Nyt: Kuusi: kasvu + puuaineen ominaisuudet
I: 3-ulotteisten runkojen kehitys Runkojen ominaisuuksien vaihtelu (Saranpää) Kuusen raaka-ainepotentiaali (Sipi) Kuusi, pääpaino puuaineen ominaisuuksissa Perustietoa, testiaineistoa kasvumalleihin Kasvu Ympäristö II: Runkojen optimaalinen käyttö puunjalostuksessa Ohjelmistot joiden avulla raaka-aineen käyttöä voidaan optimoida taloudellisten kriteerien perusteella (Usenius) Mäntytukin sahauksen ohjelmistot jo olemassa Nyt: myös massan- ja paperinvalmistus, optimointialgoritmien kehittäminen
III: Taloudellinen kannattavuus Mitkä metsänkäsittelyt johtavat parhaaseen tulokseen eri tavoitteiden ja hintarakenteiden vallitessa? (Valsta) Uudet, entistä tarkemmat ja luotettavammat kasvun ja jalostuksen mallit => mahdollisuus aiempaa syvällisempään taloudelliseen analyysiin Integroitu ohjelmisto Metsikkötiedot Kasvu ja laatu Rungot Käsittelyt Puun- jalostus Kysyntä Taloudellinen kannattavuus Tuotteet Metlan Motti-systeemin pohjalle
Tapaustutkimukset Mänty sahapuuna metsänkäsittelyt raaka-aineen ohjaaminen eri käyttötarkoituksiin teollisen prosessin optimointi raakapuun hinnoittelu Kuusen kasvatus eri tarkoituksiin eriytyneet metsänkäsittelyt raaka-aineen lajittelu teollinen konversio Ohjelmiston käyttömahdollisuudet Tutkijoiden käyttöön Metsäasiantuntijoiden käyttöön Tapaustutkimukset Ohjeet, käsittelysuositukset
Hankkeen merkitys Kokoaa metsän- ja puuntutkimuksen osa-aluiden asiantuntijoita aiempaa laajempaan yhteistyöhön Kouluttaa uusia metsäasiantuntijoita joilla kokonaiskuva puuntuotos- ja -jalostusketjusta Tuottaa yleispätevää tietoa, joka hyödynnettävissä vallitsevista laatukriteereistä riippumatta => hyödyttää myös myöhempää tutkimusta Edistyminen Jatko-opiskelijat eri osahankkeissa: Tuula Jaakkola Antti Rissanen Janne Karimäki, Anu Kantola Saija Mattila Timo Usenius Sami Pastila
Edistyminen Osahanke 1 (Saranpää) aiheeseen tutustuminen, koepuut, kemialliset ja mikroskooppianalyysit 1. käsikirjoitus Osahanke 2 (Sipi) mittaukset (yhdessä hankkeen 1 kanssa) analyysit Edistyminen Osahanke 3 (Mäkelä) yksityiskohtainen fotosynteesimalli alueellista sovellusta varten PipeQual-mallin adaptointi kuuselle; 1. versio valmis PipeQual MOTTIin, testaus meneillään Osahanke 4 (Usenius) runkojen lajittelun mallitus teollisuusprosessin optimointia varten
Edistyminen Osahanke 5 (Valsta) tapaustutkimus männyn metsänkäsittelyn kannattavuudesta metsänomistajan ja teollisuuden näkökulmasta laatupuun hinnoittelutapojen vertailu Osahanke 6 (Hynynen) Motti-ohjelmiston kehittäminen nuoria metsiä varten - aineiston analyysi mallien yhdistämisen ja yhteisten tapaustutkimusten suunnittelu PipeQual-mallin vienti Mottiin Edistyminen Ohjelmiston kehittämissuunnitelma Mottiin kasvu- ja laatumallit sekä SMA laadun arviointi ja vaikutus hintaan yksinkertaistetun aggregoinnin avulla, kasvumallit + WoodCIM Tapaustutkimuksissa kaikki mallit käytössä
Jatko-opintoseminaari HY:n laitosten yhteistyötä kaikki hankkeen jatko-opiskelijat avoin myös muille opiskelijat järjestävät vuorotellen: omia ja ulkopuolisia alustuksia, retkiä (Koskisen Oy, VTT) opiskelijapalaute erittäin positiivista Tiedottaminen Verkkosivut tekeillä (valmis 5 2004) Puolivälikokous, marraskuu 2004 Loppukokous, tammikuu 2006 Metsäfirmojen informointi (käsitellään ohj. ryhmän kokouksessa) Osallistuminen kv seminaareihin PURO:n nimissä: Edinburgh 9 2004 Sydney 8 2005 IUFRO wood quality group 12 2005