Ympäristöklusterin tutkimusohjelman hiilikonsortio Suomen metsät ja puutuotteet ilmastonmuutoksen torjunnassa nielut ja substituutiot sekä niiden taloudellinen ja oikeudellinen ohjaus 2004-2005 1
Hiilikonsortion osapuolet Hanke A Prof. Lauri Valsta (HY) VTL Johanna Pohjola (Metla) Prof. Jussi Uusivuori (Metla) TkT Risto Sievänen (Metla) Hanke B TkT Kim Pingoud (Metla) Hanke C Ms.C. Paula Horne (Metla) OTT Kai Kokko (HY) OTK Eriika Melkas (TY/HY) MMM Jyri Mononen (HY) Mmyo Kalle Karttunen (HY) 2
Hiilikonsortion rakenne Hiilen lisääntyneen sidonnan vaikutus puun käyttömuotoihin Hiilen sitomisen kustannusvertailu: metsiin vai tuotteisiin ja energiaksi Hiilisertifioinnin sopimukselliset kysymykset Politiikkatavoitteiden yhteensovittaminen Ohjauskeinot Kokonaishiilitase Biomassan tehokas hyväksikäyttö vs. muut politiikkatavoitteet Metsänkasvatus 3
Metsän hiilinielun toteuttaminen ja kustannukset Lauri Valsta Metsäekonomian laitos Helsingin yliopisto Johanna Pohjola Metsäntutkimuslaitos
Laskentatavat Kompensaatiomalli Metsänomistajalle maksetaan esim. 10 /sidottu CO2-tonni Kun sitominen on pysyvää, se voidaan rinnastaa päästövähennykseen Korvaus voi olla vuotuinen tai tietyn aikajakson mukainen, tällöin yhden vuoden korvaus on korkokanta * 10, esim. 0.03*10 = 0.3 /CO2-ton/v Lähtökohtana on taloudellista tuottoa yli ajan (omaisuuden nykyarvoa) maksimoiva päätöksentekijä Perustulokset lasketaan optimointimallilla, joka etsii parhaan kombinaation puuntuotantotuloille ja hiilituloille (kompensaatio) Malli antaa tulokseksi optimaalisen metsänhoidon muutoksen ja varastoidun lisähiilen määrän annetulla CO2-hinnalla 5
Esimerkki hiilikompensaatiosta Mänty Hiilen hinta, /t CO 2 0 10 Muutos, /ha Muutos, % Nykyarvo (3 %) yht. 1250 1320 70 5.6 Puuntuotannon nykyarvo (3 %) 1250 1196-54 -4.3 Hiilinykyarvo (3 %) 0 124 124 6
Esimerkki puun ja hiilinielun yhteistuotannosta Scots pine, 3 % 4000 Discounted cumulative return, /ha 3000 2000 1000 0-1000 0 20 40 60 80 Timber return Carbon return Total return -2000 Stand age, yr 7
Laskentatavat (2) Varastonmuutosmalli Lasketaan vaihtoehtoisia metsänhoitotapoja, jotka varastoivat eri määriä hiiltä puustoon metsän kiertoajan kuluessa Lasketaan nettotulojen nykyarvot eri vaihtoehdoille Nettotulojen nykyarvojen erot jaetaan hiilivarastojen eroilla, jolloin saadaan varastoinnin yksikkökustannukset (nykyarvoisina) Vaihtoehdot voidaan määrittää (a) optimaalisina eri hiilivarastoille tai (b) poikkeamina metsänhoitosuosituksista 8
Esimerkki varastonmuutoksesta Yksikkökustannus, /t CO2 Diskonttaamaton yksikkökustannus, /t CO2 Vaihtoehto Hiilen määrä, t CO2/ha Nykyarvo, /ha MH-suositus 235 1464 Kiertoaika + 10 v 279 1326 Erotus 44-137 -3.11-30.08 9
Muutokset hiilikompensaatiolla (1) optimaaliset hakkuut Mänty, VT Kuusi, OMT Tilavuus, m3/ha 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 30 40 50 60 70 80 90 100 Tilavuus, m3/ha 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 30 40 50 60 70 80 90 100 CP 0 CP 10 CP 20 CP 0 (2h) CP 10 (3h) 10
Muutokset hiilikompensaatiolla (2) optimaaliset hakkuut Männiköt Kuusikot Hiilidioksidin hinta, /t CO 2 0 10 20 0 10 Kiertoaika, v 79 88 100 64 81 Keskitilavuus, m 3 /ha Hiilen määrä, t CO 2 /ha 116 148 178 147 207 150 192 230 219 308 11
Muutokset hiilikompensaatiolla (3) optimaaliset hakkuut Männiköt Kuusikot Hiilidioksidin hinta, /t CO 2 0 10 20 0 10 Puuntuotos, m 3 /ha/v Tukkipuu 3.6 4.0 4.2 4.4 5.4 Kuitupuu 1.9 1.7 1.5 3.6 3.1 Kokonaistuotos 5.6 5.8 5.8 8.1 8.7 12
Hiilivaraston kasvattaminen metsänhoitosuosituksista lähtien Tarkastellut kolme muutosvaihtoehtoa metsänhoitosuosituksiin: 1. Kiertoaikaa pidentämällä (päätehakkuuajankohtaa viivästyttämällä, tässä 10 vuodella). 2. Harvennustenjälkeistä pohjapinta-alaa korottamalla (metsikön kasvatus tiheämpänä, tässä 4 m 2 /ha perusuraa korkeammalla tasolla). 3. Edelliset yhdessä 13
Metsänhoidon ja puuston hiilivaraston yhteys kiertoajan keskim. hiilivarasto, tc/ha 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Tapio perus +20v & PPA+4 +20 v +40v & PPA+4 50 70 90 110 tiheämpänä kasvatus +40v kiertoaika, v. 14
Mänty, VT Nettonykyarvo (3 %), /ha 1000 900 800 700 Tapio perus Optimaaliset kombinaatiot Tapio +10 v Tapio PPA+4 Tapio PPA+4, +10 v 600 120 140 160 180 200 220 Keskimääräinen hiilivarasto, t CO2/ha 15
Johtopäätöksiä Optimaalinen hiilivarannon nostaminen käyttää sekä puuston tiheyden että kiertoajan lisäämistä Hiilivarannon kompensointi johtaa selvästi suurempaan tukkipuun ja jonkin verran pienempään kuitupuun tuotokseen Puuston tiheyden nostaminen kohtuullisessa määrin on kustannustehokkaampi tapa kuin kiertoajan pidentäminen Päästökaupan kustannustasolla metsien hiilivarantoa voidaan nostaa n. 30 % puuntuotannollisesta optimikäsittelystä Arkimetsissä osa hiilivarannon kasvusta voisi olla kustannuksetonta, osa olisi kalliimpaa kuin edellä Ilmastovaikutusten kannalta liian voimakkaat harvennukset (alhainen puuston tiheys) on epätoivottavaa varaston ja puuntuotoksen alhaisuuden vuoksi (metsänhoitosuositukset) 16