Kestävien puubiomassojen ja metsäenergian avoimet kysymykset, hiilitase ja riittävyys liikenteen biopolttoaineisiin Antti Asikainen, professori, METLA VTT 2G 2020 Biofuels -loppuseminaari Hilton Helsinki Kalastajatorppa Storyline Metsä, vedet ja biomassan intensiivinen korjuu Metsien ja metsäenergian hiilitaseet Mihin metsävarat riittävät Suomessa ja EU:ssa? 1
Tausta EU:n metsäenergiavarat (hakkuutähteet, kannot, pienpuu) n. 400 TWh (200 milj. m 3 /a) Suomi ja Ruotsi ovat suurimmat metsähakkeen käyttäjät Suomi: 8.3 milj. m 3 /a (2012) Ruotsi: 7.6 milj. m 3 /a (2011) EU:ssa metsähaketta käytetään 20-30 milj. m 3 /a Vertailun vuoksi Teollisuuspuun hakkuut: 340 milj. m 3 Polttopuun käyttö: 90 milj. m 3 Bioenergia ja metsäluonto Muutos metsien käsittelyssä: Enemmän ravinteita poistuu metsistä, kun oksia ja neulasia korjataan energiaksi Enemmän mikrobien ja muiden eliöiden käyttämää energiaa poistuu maaperästä Maaperän rakenne muuttuu Maan kasvillisuus (peittävyys ja lajisuhteet muuttuvat) Hakkuutähteet korjataan 30% ja kannot 10 % avohakkuualoista 2
Energiapuun korjuun vaikutukset maaperäeliöstöön (Ilvesniemi 2013) Hajotukseen osallistuvat eliöryhmät: mikrobit (bakteerit ja sienet) hajottajaeläimet: mikrofauna (< 200 m; esim. alkueläimet ja sukkulamadot) mesofauna (100 m - 2 mm; hyppyhäntäiset, punkit, änkyrimadot) makrofauna (> 2 mm; lierot, maasiirat, etanat) Hakkuutähteiden korjuu ja kantojen nosto Vaikuttavat maaperän lämpö- ja kosteusoloihin, happamuuteen ja ravintolähteenä käytettävissä olevan biomassan määrään Vaikutukset eri maaperäeliöryhmiin vaihtelevia ja usein samaa suuruusluokkaa kuin lajiston vuosien välinen vaihtelu. 20-30 vuotta seuratuissa kokopuukorjuukokeissa kuitenkin useiden maaperäeliöryhmien runsaudet laskivat alentaa mahdollisesti kasvipaikan pitkän aikavälin tuottokykyä 3
Energiapuun korjuun vaikutukset aluskasvillisuuteen Avohakkuun vaikutus kasvilajistoon suuri; hakkuutähteiden poiston lisävaikutus marginaalinen Hakkuutähteen pääasiallinen vaikutus liittyy neulasten mukana tulevaan ravinnelisäykseen Hakkuutähteen poisto vähentää tiettyjen kasvilajien runsauksia, mutta toisaalta lisää toisten lajien runsauksia typensuosijat (maitohorsma, vadelma) vähenevät puolukka, kanerva, poronjäkälä runsastuvat Vaikutukset sammallajistoon suurempia: peitto väheni 50 %; noin 1/3 maksasammallajeista hävisi hakkuutähteen poiston seurauksena (Åström ym. 2005) Kannonnostosta kärsivät useimmat kasvullisesti lisääntyvät kloonikasvit kuten mustikka Energiapuun korjuun vaikutuksia harvinaisten kasvilajien säilymiseen ei ole tutkittu Pohjavesi Metsäluonto ja vedet Maaperän muokkaantuminen voi vaikuttaa veden laatuun Poistuvat ravinteet voivat vaikuttaa veden laatuun Valumavedet Hienoaineksen huutoutuminen pohjavesivaikutusten lisäksi 4
Metsän ja ilmakehän hiili Kuva: Richardson el al. 2006, IEA) Systeemirajaus 5
Metsien hiilitase, MtCO 2 ekv./vuosi Kasvu 128 Luonnonpoistuma 4 Tase 33 Hakkuut 87 Turvemaat 3 Mineraalimaat 3 Metsähakkeen käyttö Suomessa 2000-2011 6
Suomen metsien nettohiilimäärän kasvu 1990-2010 800 700 600 milj. tco 2 ekv. 500 400 300 metsähake nettokertymä 200 100 0 Suomen metsien nettohiilensidonta kasvaa (Kallio et al. 2012, Metla) 2007 harvest level 25 TWh bio CHP 25 TWh bio CHP + 7 TWh traffic fuels 7
Metsien käytön ja luonnonpoistuma (Asikainen ym. 2012) Metsien käytön ja luonnonpoistuma (Asikainen ym. 2012) 8
Hakkuutähteen käytön tase 2009 2002-2011 2007 Anttila ym. 2013, Metla Hakkuutähdehakkeen siirtotarve 2009 2000-2011 2007 Anttila ym. 2013, Metla 9
Metsähakkeen riittävyys 20 18 16 14 milj. m 3 /vuosi 12 10 8 kannot hakkuutähteet pienpuu 6 4 2 0 2012 max avg min sähkö+lämpö 2020 Anttila ym. 2013, Metla sähkö, lämpö, liikenne 2020 Metsähakkeen voittomarginaali on ohut ( /MWh, käyttöpaikalle toimitettuna) Hakkeesta maksetaan Kivihiili sähköntuotannossa Turve 10
Hakkuutähteiden Ruotsi ja pienpuun Suomi EU:n metsien kasvu vs. poistuma, m 3 /ha 5 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 kasvu poistuma Metsätilastollinen vuosikirja 2012 11
4000 EU:n metsävaranto kasvaa nopeasti (metsien puuvarat, milj. m 3 ) 3500 3000 2500 2000 2003 2011 1500 1000 500 0 Suomi Saksa Latvia Metsätilastollinen vuosikirja 2004, 2012 EU:n puuston hiilivarasto kasvoi 30% (1990-2010, Global Resource Assessment 2010) 1600 1400 1200 Million tonnes C in growing stock 1000 800 600 400 1990 2010 200 0 Finland France Germany Sweden Latvia Global forest resource assessment, 2010, FAO 12
Boreaalisen metsän hakkuut laskevat (milj. m 3 ) 600 500 400 300 2002 2011 200 100 0 Suomi Kanada USA Metsätilastollinen vuosikirja 2003, 2012 Metsä puu- ja hiili-investointikohteena Metsä (t=0) Poistuma (m 3 ja ) Metsänhoito, suojelu ja investoinnit Metsä (t=t+1) 13
Mitä jos olisi jatkettu 60 luvun malliin? Pohdintoja Metsiemme kasvu kiihtyy edelleen Hiilitase pysyy positiivisena Suomessa Biomassaa riittää 25TWh sähkön- ja lämmöntuotantoon ja 7 TWh muuhunkin käyttöön EU:n metsätase vahvasti positiivinen ja käytön lisäysvara energiantuotantoon 300-400 TWh/a Myös EU:n metsien hiilitase pysyy positiivisena 14
Kuitupuun käyttö erityisesti nestemäisten biopolttoaineiden tuotannossa tulee lisääntymään Sivutuotevirtojen kautta Suorana runkopuun käyttönä Biomassatoimitusten hintakilpailukyky määrää käyttömäärien kasvunopeuden Fossiilisen polttoaineen tuotantopanoksia vähennettävä biomassaketjussa Työn tuottavuutta kyettävä edelleen parantamaan Ohjelman 30-30-30-30 tavoite ForestEnergy2020 tähtää uuden teknologian, liiketoiminnan ja palvelukonseptien kehittämisellä 30 % alhaisempaan energiabiomassan tuotantokustannukseen 30 % pienempiin fossiilisen polttoaineen panoksiin metsäenergian hankintaketjussa 30 % korkeampaan arvonlisäykseen metsähakepohjaiselle energiaportfoliolle sekä 30 TWh nykyistä suurempaan metsähakkeen energiakäyttöön Suomessa (kokonaiskäyttö 45 TWh vuonna 2020) ja 15
www.forestenergy2020.org 16