Robert Prinz

Improving performance and energy efficiency of biomass supply through machine alteration and organisational redesign

Prinz R. (2019). Improving performance and energy efficiency of biomass supply through machine alteration and organisational redesign. https://doi.org/10.14214/df.276

Tiivistelmä

Väitöskirjassa esitetään yhteenveto neljästä tapaustutkimuksesta, joissa keskityttiin metsähakkeen toimitusketjun uudelleenmuotoiluun erityisesti terminaaliratkaisujen osalta ja toimitusketjun suorituskyvyn parantamiseen koneiden parannetun teknologian ja säädön avulla. Työn tavoitteena oli analysoida ja parantaa metsähakkeen toimitusketjun polttoainetaloutta ja energiatehokkuutta muuttamalla harvesterin asetuksia, tutkia uuden innovaation, hybridihakkurin, suorituskykyä ja kehittää vaihtoehtoisia tapoja hyödyntää syöttöterminaaleja hakkeen toimitusketjussa. Työssä käytettiin kahta tutkimusmenetelmää: työntutkimusta ja diskreettiä tapahtumasimulointia (DES). Työntutkimus keskittyi yksittäisten koneiden suorituskyvyn ja niiden muutosten tutkimiseen, DES-menetelmää käytettiin metsähakkeen koko tuotantoketjun organisointivaihtoehtojen tutkimiseen. Tutkimuksen tuloksena saatiin seuraavat havainnot ja päätelmät: 1) yksioteharvesterin asetuksilla on tilastollisesti merkittävä vaikutus polttoainetalouteen; 2) hybridihakkuri parantaa haketuksen energiatehokkuutta, vaikka analysoidun prototyypin tuottavuus olikin alhaisempi kuin perinteisten hakkureiden; 3) syöttöterminaalit metsähakkeen toimitusketjussa tehostavat koneiden käyttöastetta ja mahdollistavat toimitusten tehostamisen erityisesti korkean kysynnän talvikuukausina ja siten alentavat tukipolttoaineiden tarvetta ja 4) erilaisilla hakkuri- ja kuorma-autoyhdistelmillä voidaan parantaa kustannuskilpailukykyä. Nykyisen metsähakkeen toimitusketjun suorituskykyä ja energiatehokkuutta voidaan parantaa integroidulla lähestymistavalla, jossa huomioidaan fysikaalisen tason, teknologisen tason, yritystason ja teollisuustason energiatehokkuuksia.

Avainsanat
simulointi; metsäbiomassa; hakkuri; hakeauto; biomassan tuotantoketju; työtutkimus

Julkaistu 5.6.2019

Katselukerrat 5820

Saatavilla https://doi.org/10.14214/df.276 | Lataa PDF

Osajulkaisut

Prinz R., Spinelli R., Magagnotti N., Routa J., Asikainen A. (2018). Modifying the settings of CTL timber harvesting machines to reduce fuel consumption and CO2 emissions. Journal of Cleaner Production 197(part 1): 208-217.

https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.06.210

Prinz R., Laitila J., Eliasson L., Routa J., Järviö N., Asikainen A. (2018). Hybrid solutions as a measure to increase energy efficiency – study of a prototype of a hybrid technology chipper. International Journal of Forest Engineering 29(3): 151-161.

https://doi.org/10.1080/14942119.2018.1505350

Väätäinen K., Prinz R., Malinen J., Laitila J., Sikanen L. (2017). Alternative operation models for using a feed-in terminal as a part of the forest chip supply system for a CHP plant. GCB Bioenergy 9(11): 1657-1673.

https://doi.org/10.1111/gcbb.12463

Prinz R., Väätäinen K., Laitila J., Sikanen L., Asikainen A. (2019). Analysis of energy efficiency of forest chip supply systems using discrete-event simulation. Applied Energy 235: 1369-1380.

https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2018.11.053

---