,. ~ ~ ETS..TEHO e ENERGIAPUUN KORJUU TAIMIKOSTA NAARVA-KOURALLA Jarmo Hämäläinen Risto Lilleberg Tutkimuksessa kokeiltiin Naarva-kaatolaitteella varustettua kuormatraktoria varttuneen taimikon harvennuksessa ja vertailtiin menetelmän kustannuksia raivaussahatyöhön. Kokeilu toteutettiin kolmella erilaisella tutkimustyömaalla. Tutkimuskohteet olivat männiköitä, joiden valtapituus vaihteli 3, 7:stä 9,3:een metriin. Paistettavien puiden keskipituus oli 3, -,8 metriä, tiheys 6 - kpl haja tilavuus, runkopuu ja oksat mukaan lukien, 5-6 m 3 /ha. Naarva-laitteella varustettua korjuun yhdistelmäkonetta kokeiltiin ensimmäistä kertaa taimikonhoidossa. Kehittämistyöllä menetelmän tuottavuutta voitanee parantaa. Metsätehossa on käynnistetty Bioenergia-ohjelmaan kuuluva jatkoprojekti, jossa laitekokeilua jatketaan sekä tarkastellaan menetelmän kokonaistaloudellisuutta puuntuotantoketjun kannalta. Kmjuun tehotuntituotos vaihteli lwealoittain välillä,8 -,9 m 3, kun metsäkuljetusmatka oli 5-5 metriä. Tuotos parani selvästi hehtaarikohtaisen kertymän kasvaessa. Laskennalliset korjuukustannukset tienvarressa olivat 6-35 mk m 3 (3-7 mk / MWh) eli 3 77-6 6 mk ha. Laskelmat tehtiin 5 m:n metsäkuljetusmatkalle, ja niissä otettiin huomioon taimikonhoitoon ja nuoren metsän lwnnostukseen sekä energiapuun kmjuuseen myönnettävät metsänparannustuet. Tulosten mukaan korjuu kannattaa suunnata ensisijaisesti lwhteisiin, joissa kertymä on vähintään -5 m 3 /ha. Energiapuun talteenottoon perustuva taimikonhoito oli useimmissa tapauksissa metsänomistajan kannalta kalliimpaa kuin puiden kaato maahan raivaussahatyönä. Menetelmän kilpailukyvyn kannalta kriittisiä seikkoja ovat käyttölaitosten alueellinen kattavuus ja niiden puustamaksukyky.
JOHDANTO Gutzeit Oy:n ja Pentin Paja Ky:n yhteistyönä. Metsäteho vastasi projektin suunnittelusta, aineiston keräyksestä, tulosten laskennastaja analysoiunista sekä raportoinnista. Enso-Gutzeit Oy huolehti tutkimustyömaiden sekä aputyövoiman ja koehenkilöidenjärjestämisestä projektiin. Pentin Paja Ky antoi tutkittavan hakkuulaitteen käyttöön ja huolehti sen asennuksesta. Viime vuosina taimikonhoito-ohjeita on uusittu eri organisaatioissa. Harvennus suositellaan nykyään tehtäväksi noin - 7 m :n pituusvaiheessa. Myöhäisissä harvennuksissa poistettava puusto on kookkaampaa kuin perinteisillä taimikonhoitotyömailla, jolloin sen kaatokin on aiempaa työläämpää. Energiapuun talteenotto saattaa olla muutoksen johdosta entistä useammin perusteltua (ks. Metsätehon katsaus 995). TUTKIMUSMENETELMÄ JA -AINEISTO Naarva-laite asennettiin Osmo Maksimaisen Valmet 83 -kuormatraktoriin. Kokeilu tehtiin kolmella puustoltaan erilaisella tutkimustyömaalla Ilomantsissa. Kullekin työmaalle perustettiin kaksi a, joiden pituus oli 3 metriä ja leveys metriä (taulukko!). Koealoilla tehtiin aikatutkimus koneen työskentelystä. Koneen kuljettaja harjoitteli laitteen käyttöä yhden päivän ajan ennen aikatutkimusta. Tutkimuksen tavoitteena oli kokeilla Naarva-kouralla varustettua puunkorjuun yhdistelmäkonetta varttuneissa taimikoissa. Kokeilun pohjalta tarkasteltiin energiapuun korjuun kustannuksia ja vertailtiin toimintamallia tavanomaiseen taimikonhoitoon. Tutkimus kuuluu valtakunnalliseen Bioenergia-tutkimusohjelmaan, ja se toteutettiin Metsätehon, Enso- Konetyömaiden puustotunnukset TAULUKKO Lähtötiheys, Kasvatettavien puiden valtakpl/ha pituus, m ~ / 3/ 3/ Poistuman keskitiheys, kpl/ha Poistuman keskiläpimitta (d, 3 ), cm Kertymä, m3/ha 3, 3,,8,7,7,3 88 6 9 96 6 8 868 8 86,5, 3, 3,,6,8 7 5 53 36 6, 3,7 9,3 9, 7,3 7,8 9 83 3 67 8 9 7 58 3 5 Poistuman keskipituus, m Puita/ha 35 - - / 3 - - / 5 - - / --/ - - 3/ 5 - - 3/ 5 3 5 6 7 8 9 3 5 6 7 8 Rinnankorkeusläpimitta, cm Kuva. Poistettujen puiden läpimittajakauma Metsätehon katsaus 7/996
Kohteet ja 3 olivat istutusmänniköitä ja kohde oli luontaisesti uudistettu männikkö. Kasvatettava valtapuusto oli pääosin mäntyä ja poistettava puusto lähinnä luontaisesti syntynyttä koivua. Kertymä sisältää sekä runkopuun että oksat. Poistuman runkoluvusta suurin oså oli rinnankorkeusläpimitaltaan vain muutamia senttimetrejä (kuva ). Talteen pyrittiin ottamaan pääasiassa yli,5 metrin pituisia puita, mutta käytännössä pienempiäkin tuli mukaan, koska ne usein sijaitsivat samoissa ryhmissä isompien puiden kanssa. Vertailumenetelmänä oli tavanomainen raivaussahatyö, jota tutkittiin samoilla työmailla kuin konetyötä. Raivaussahatyön aikatutkimusaineisto kerättiin koealoilta, joiden koko oli metriä. Aikatutkimukseen osallistui kaksi raivaussahatyöhön tottunutta ammattimetsuria. Aineistoa kerättiin yhteensä 8 a, noin a kummaltakin työntekijäitä (taulukko ). TULOKSET Konetyön tuottavuus ja kustannukset Puiden kaadon, kuormauksen ja metsäkuljetuksen käsittävä tehotuntituotos vaihteli kohteittain vajaasta yhdestä kuutiometristä noin kolmeen kuutiometriin (taulukko 3). Tuottavuus parani hehtaarikohtaisen k ertymän kasvaessa. Aineisto oli kuitenkin niin pieni, ettei se antanut edellytyksiä luotettavaan rungon koon, poistuman tiheyden yms. vaikutusten selvittämiseen. Metsäkuljetusmatkat olivat kaikilla koealoilla lyhyet, vain 5-5 metriä. TAULUKKO 3 Kertymä, m3/ha Tehoajanmenekki, h/ha 7 5 3, 8, / 3 3/ 53 36 6 3, 3,3 3,9, Raivaussahatyön aikatutkimukset toteutettiin lokakuun lopussa ja konekokeilu marraskuun alussa 995. Konekokeilun aikana koealoilla oli lunta 5 cm. Aikatutkimusaineistojen pohjalta vertailtiin eri m enetelmien tuottavuutta ja kustannuksia. Tarkasteluissa hyödynnettiin Metsätehon laskentamalleja sekä yleisiä töiden hinnoitteluperusteita. TAULUKKO Raivaussahat Kantoläpimitta, cm Tiheys, puita/ha 3 5 koealoja, kpl - 5 5-5 7 5-3 > 3 / 3 3/ Metsätehon katsaus 7/996 Tehotuntituotos, m3/h,,8,7,9,5,9 Aikatutkimuksen pohjalta laskettiin korjuukustannukset. Laskelmissa koneen käyttötuntikustannukset ovat 7 mk, alle 5 minuutin keskeytysten osuus % käyttöajasta ja metsäkuljetusmatka 5 m. Vaihtoehtolaskelmissa otettiin lisäksi huomioon taimikonhoitoonja nuoren metsän kunnostukseen sekä energiapuun korjuuseen myönnettävät metsänparannustu et: taimikonhoitotuki 3 % työkustannuksistaja en ergiapuutuki 5 mk/m 3. Korjuukustannukset tienvarressa olivat tuet mukaan lukien 6-35 mk/m 3 (3-7 mk!mwh) eli noin 3 8-6 6 mk/ ha (taulukko ). Laskelma korj uukustannuksista TAULUKKO Naarva-kouralla varustetun yhdistelmäkoneen tuottavuus KorjuuKorjuukustannukset kustannukset, metsänparannustuet, mklm 3 mk/m 3 3 3 56 38 78 9 96 35 5 7 5 6 KorjuuKorjuukustannukset kustannukset, metsänparannustuet, mk/ha mk!ha 6 7 5 3 88 6 8 6 5 6 5 3 8 6 6 7 5 3 76 3
.r: G.> :CU /) åi ::E.X (ij > iii E E G.> ::E Raivaussahatyön tuottavuus ja kustannukset Aikatutkimusaineistosta määritettiin sahausajanmenekin riippuvuus harvennusolosuhteista. Paistettavien puiden lukumäärä ja kantoläpimitta vaikuttivat voimakkaasti ajanmenekkiin (kuva ). Aineisto oli pieni erityisesti järeimmissä kantoläpimittaluokissa, joten tuloksiin on suhtauduttava varauksin. Suhteellinen ajanmenekki Raivaussahatöiden urakkahinnoittelun yksikköpalkkataso sijoitettiin ajanmenekkifunktioihin, ja laskettiin harvennuskustannukset konetyökohteille (taulukko 5). Laskelmaan sisältyvät palkka- ja palkkasivukustannukset (7 %), ja työ on oletettu tehtäväksi työntekijän raivaussahalla. TAULUKKO 5 Raivaussahatyönä tehtävän harvennuksen kustannukset konetyökohteilla Kustannukset, mklha Kustannukset metsän parannustuet, mklha / 3 3/ 96 58 8 8 9 67 8 56 6 73 soo,- - - - 5 -t- - - - - - -- -- --- --------- --- ----- 35 --- -- - - - --scm...-cm --3cm -+-cm ~----~------L------L------~----~ 3 5 Paistettavia puita, kpuha Kuva. Paistettavien puiden lukumäärän ja kantoläpimitan vaikutus raivaussahatyön ajanmenekkiin ( = cm 8 5 kpl/ha) Menetelmien vertailua Energiapuun korjuuseen perustuvan taimikonhoidon taloudellisuutta tarkasteltiin metsänomistajan näkökulmasta. Energiapuusta maksettavaksi tienvarsihinnaksi oletettiin 8 mk/m 3. Hintataso johdettiin kuntien pienten lä mpölaitosten käytännössä maksamista hinnoista (noin 35 mk/m 3 ). Tienvarsihinta laskettiin vähentämällä laitoshinnasta rationaalista toimitusketjua vastaavat kulj etuskusta nnukset ( mk/m 3 ), haketuskustannukset ( mk/m3 ) sekä yleiskustannukset ( mk/m 3 ). Metsätehon katsaus 7/996
Puun talteenottoon perustuva menetelmä oli useimmissa tapauksissa raivaussahatyötä huomattavasti kalliimpaa (kuva 3). mk/ha llll Korjuu!;:! Korjuu - mp-tuet Koska kokeiltu laite oli prototyyppi ja menetelmää kokeiltiin ensimmäistä kertaa, on luultavaa, että tuottavuus kohenee kehittämistyön edetessä. Tuottavuuden merkitystä havainnollistaa esimerkkilaskelma, jossa tuottavuuden oletettiin nousevan % tutkimuksessa todetusta tasosta. Se tekisi menetelmän kilpailukykyiseksi jo suurella osalla tutkimuskohteista, kun lähtökohtana on 8 mk:n tienvarsihinta (kuva ). 3 TARKASTELUA Kaatolaitteeseen perustuva korjuun yhdistelmäkone on kokeilun perusteella kiinnostava vaihtoehto taimikonhoidon koneellistamisen kannalta. Tähänastisten taimikonhoitokoneiden, jotka on tarkoitettu pelkästään puiden kaatoon, kilpailukyky on ollut huono raivaussahatyöhön verrattuna. - e - 3 3 Kuva 3. Energiapuun korjuun aiheuttamat lisäkustannukset/kustannussäästöt raivaussahatyönä tehtävään taimikonhoitoon verrattuna. Energiapuun hinta tienvarressa 8 mklm 3 mk/ha 3 e llll Korjuu!;:! Korjuu - mp-tuet Tutkittua yhdistelmäkonetta käytettiin ensimmäistä kertaa tiheissäja pienipuustoisissa nuorissa metsissä. Lisäksi peruskoneen hydrauliikassa oli mitoitus- ja säätöongelmia, jotka hidastivat puiden kaatovaihetta, ja kuljettaja oli vielä tottumaton laitteen käyttöön. Ominaisuuksiltaan N aarva-koura soveltui kuitenkin varsin hyvin tiheiden taimikonhoitokohteiden käsittelyyn, koska se on pienikokoinen ja mahdollistaa usean puun yhtäaikaisen käsittelyn. Lisäksi laite on hinnaltaan edullinen. J atkossa laitetta on kehitettävä niin, että nykyistä useamman puun taakan keräily on mahdollista. Tutkimuskohteet vastasivat poistettavan puuston osalta varttuneita taimikonhoitokohteita, mutta kasvatettava valtapuusto oli osalla koealoista varsin kookasta, taimikkovaiheen ohittanutta. Sen seurauksena ajourilta tuleva kertymä oli suurempi kuin varsinaisissa taimikonhoitokohteissa. Kokeilun perusteella korjuu kannattaisi suunnata ensisijaisesti sellaisiin taimikon harvennuskohteisiin, joissa energiapuukertymä on vähintään - 5 m 3/ha. Jos esimerkiksi kolmannes vuotuisesta taimikonhoitoalasta olisi tulevaisuudessa korjuukelpoista, merkitsisi se mittavaa, noin,5-3 milj. kuutiometrin energiapuupotentiaalia. - - -3 3 3 Kuva. Energiapuun korjuun aiheuttamat lisäkustannukset/kustannussäästöt raivaussahatyönä tehtävään taimikonhoitoon verrattuna. Energiapuun hinta tienvarressa 8 mk/m3, tuottavuuden lisäys % tutkimuksessa todettuun verrattuna Metsätehon katsaus 7/996 Puun koneelliseen talteenottoon perustuvan taimikonhoidon taloudellisuudessa on vielä parantamisen varaa. Konetyön tuottavuuden ohella energiapuun käyttölaitosten alueellinen kattavuus ja niiden puustamaksukyky ovat menetelmän kilpailukyvyn kannalta kriittisiä. Metsätehossa on käynnistetty Bioenergia-ohjelmaan kuuluva jatkoprojekti, jossa j atketaan konekokeilua sekä tarkastellaan koneellisen taimikonhoidon yhteyksiä ensiharvennukseenja vaikutuksia koko puuntuotantoketjun taloudellisuuteen. Asiasanat: taimikonhoito, puun korjuu, energiapuu 5
Metsäteho Review 7/996 A FORWARDER WITH NAARVA FELLING-LOADING HEAD IN A YOUNG STAND TO HARVEST ENERGY WOOD The study looked into the use of a forwarder equipped with a Naarva whole-tree felling-loading head mounted on a hydraulic loader in thinning a young stand. The method was compared in terms of costs to using a clearing saw. The trial was carried out on three different kinds of study sites. These were stands of pine, whose dominant heights varied from 3.7 metres to 9.3 metres. The mean height ofthe trees removed varied between 3. and.8 metres, stand density varied between 6 - trees/ha, the volume per hectare (inc. stemwood and branches) varied between 5 and 6 m 3/ha. The productivity of harvesting per effective hour varied by sample plot within the range of.8 -.9 cubic metres, when the forest haulage distance varied between 5 and 5 metres. Productivity was observed to distinctly improve as the outturn per hectare increased. The calculatory harvesting costs at the roadside were FIM 6 - FIM 35 per m 3 (FIM 3 - FIM 7 per MWh) or FIM 3 77 - FIM 6 6 per ha. The calculations were done for a forest haulage distance of 5 metres taking into account forest improvement Metsäteho Oy PL 9 3 Helsinki Käyntiosoite Unioninkatu 7 ISSN 35 83X- Helsinki 996 Painovalmista Ky grants given for tending of young stands and improvement ofyoung increment stands and harvesting of energy wood. The results obtained indicate that harvesting operations should be primarily focused on sites with estimated outturns of at least - 5 m 3/ha. In most cases the tending of young stands based on the recovery of energy wood was more costly from the forest owner's point of view than simply felling the excess trees motor-manually by means of a clearing saw and leaving them on the ground. The two factors critical from the viewpoint of the competitiveness of the method are the regional coverage of energy-generation plants and their ability to pay for wood raw material. The combined harvester forwarder equipped with a Naarva grapple-mounted whole-tree felling-loading head was tested in tending of young stands for the first time. Further development work is expected to improve the method's productivity. Key words: young stand tending, harvesting, energy wood Telefax (9) 3 55 tai 659 Puhelin (9) 3 5