Artikkelit jotka sisältävät avainsanan 'energiapuu'.

Aaron Petty. (2014). Opportunities for cost mitigation and efficiency improvements through rationalization of small-diameter energy wood supply chains. https://doi.org/10.14214/df.175

Mahdollisuuksia kustannusten hillitsemiseen ja tehostamiseen pieniläpimittaisten energiapuun toimitusketjujen rationalisoinnilla

Suomessa energiapuun hankinnan kustannuskilpailukyky pienirunkoisista (d1,3 < 9 cm) nuorista metsistä erilliskorjuuna ja energia- ja kuitupuun integroituna korjuuna on usein heikko, mikä estää näiden harvennuskohteiden kannattavan korjuun ja markkinoille tulon. Nuorissa metsissä haasteelliset korjuuolot, kuten pieni poistuman rungon koko, matala hehtaarikohtainen hakkuukertymä ja korkea lähtöpuuston ja jäävän puuston tiheys, laskevat korjuun tuottavuutta ja nostavat kustannuksia erityisesti hakkuussa. Väitöskirjatyössä kartoitettiin nykyistä tehokkaamman ja kustannuksiltaan alhaisemman pieniläpimittaisen energia- ja kuitupuun hankinnan kannalta optimaaliset hankintamenetelmät ja -teknologiat sekä optimaalinen tukipolitiikka.

Karsitun rankapuun integroidut hakkuumenetelmät -osatutkimuksissa hyödynnettiin joukkokäsittelyä ja eri puutavaralajit hakattiin yhteen kasaan, eli ei tehty puutavaralajien erilleen hakkuuta. Osatutkimukset tehtiin nuorissa harvennusmetsissä, joissa poistuman rungon koko oli rinnankorkeusläpimitaltaan 5–17 cm. Tutkimustulokset osoittivat, että karsitun rankapuun integroidut korjuumenetelmät, joissa hyödynnetään joukkohakkuuta, pienensivät korjuukustannuksia 0,1–52,4% verrattuna perinteiseen kuitupuun korjuuseen (hakkuu tehdään yksinpuin) poistuman rinnankorkeusläpimitan ollessa 7–17 cm, ja erityisesti rinnankorkeusläpimitan ollessa alle 11 cm. Kun puutavaralajeja ei korjata puulajipuhtaina, puutavaralajien yhdistäminen tuo 1,5–8,0%:n kustannussäästöt poistuman rungon järeyden ollessa 5–17 cm.

Väitöskirjatyössä tarkasteltiin kuormainvaa’an teknistä soveltuvuutta energia- ja ainespuun mittaukseen. Tutkimuksessa kuormainvaakamittauksen todettiin olevan luotettava, tarkka ja kustannustehokas mittausmenetelmä, joka vähentää puun mittauskustannuksia 18,2–45,5%, kun verrataan perinteiseen pinomittaukseen vuotuisen mittausmäärän ollessa 20 000 – 30 000 m3.

Kolmas osa-alue, johon väitöskirjatyössä keskityttiin, oli valtiovallan tukipolitiikka nuorten metsien hoitoon ja energiapuun korjuuseen. Tukien vaikutusta ja tarvetta energiapuun hankinnan kannattavuuteen selvitettiin poistuman rungon koon suhteen. Tutkimustulokset osoittivat, että energiapuun korjuutuet ovat korkeat ja niiden tasoa voidaan pienentää, tosin rungon rinnankorkeusläpimitan ollessa alle 7 cm tukien lisäsivät tuottoisuutta Valtiovallan tarjoamat taloudelliset kannustimet energiapuun korjuuseen PETU-tukien muodossa lisäsivät energiapuun hankinnan kannattavuutta 3,8–19,9% riippuen poistuman järeydestä; erityisesti poistuman rungon koon ollessa rinnankorkeusläpimitaltaan 5–7 cm.

Väitöskirjassa esille nostetut kustannussäästöpotentiaalit liittyen hankintaketjujen, korjuumenetelmien ja -teknologioiden rationalisointiin sekä tukipolitiikkaan pitäisi hyödyntää viipymättä ja täysmääräisesti pienpuuhakkeen tuotannossa.

  • Petty, University of Helsinki, Department of Forest Sciences ORCID ID:Sähköposti aaron.petty@helsinki.fi (email)
Jussi Laurila. (2013). Moisture content, weight loss and potential of energy wood in South and Central Ostrobothnia regions in western Finland. https://doi.org/10.14214/df.167

Energiapuun kosteus, massahävikki ja potentiaali Etelä- ja Keski-Pohjanmaan alueella

Työn tavoitteena oli edistää energiapuun käyttöä sekä parantaa energiapuun laatua alueellisesti.

Kosteus on energiapuun merkittävin laatutekijä. Tuoreesta puusta suunnilleen puolet on vettä, joka energiakäytön kannalta on ongelmallista. Energiapuuta voidaan kuivata joko keinokuivaamalla tai kuivaamalla luonnonolosuhteissa.

Energiakäyttöön nostetut kuusen (Picea abies L. Karst.) kannot kuivuvat suotuisissa olosuhteissa hakkuuaukealla ja tienvarsivarastossa melko nopeasti. Tässä tutkimuksessa kantojen keskimääräinen kosteus oli 31 % kuukauden kuluttua kannonnostosta. Pieniläpimittainen kokopuuna korjattu energiapuu ei kuivu tehokkaasti tienvarsivarastossa sillä noin vuoden kuluttua korjuusta kokopuun keskimääräinen kosteus tienvarsivarastossa oli 43 %. Varastoinin aikana pieniläpimittaisella kokopuulla havaittiin merkittävä massahävikki 37 % metsän ja lämpölaitoksen välillä.

Kaikkein tehokkaimmaksi kuivausmenetelmäksi tässä tutkimuksessa osoittautui puristuskuivaus. Alin kosteus 30 % saavutettiin koivulla (Betula pubescens Ehrh.) 38 MPa paineella ja 30 sekunnin puristusajalla. Puristuskuivauksen energiankulutus on vain murto-osa verrattuna veden höyrystämiseen lämpöenergian avulla.

Etelä- ja Keski-Pohjanmaan teknis-taloudellinen metsäenergiapotentiaali oli 1,6 TWh/v. Potentiaalilaskelmat tehtiin tässä tutkimuksessa, kuten yleensä, tuoreelle puulle ja näin ollen todellinen potentiaali olisi suurempi käytettäessä kuivaa puuta. Absoluuttisen kuivalle puulle alueen potentiaali oli 1,9 TWh/v.

Energiapuun ominaisuudet vaihtelevat laajasti energiapuutavaralajista, kuivausmenetelmästä, varastointi- ja sääolosuhteista johtuen. Energiapuun ominaisuuksien tunteminen ja laadun hallinta edistävät uusiutuvan metsäenergian käyttöä ja vähentävät riippuvuutta fossiilisista polttoaineista.

  • Laurila, University of Helsinki, Department of Forest Sciences ORCID ID:Sähköposti jussi.laurila@gmail.com (email)
Jussi Laurila. (2013). Moisture content, weight loss and potential of energy wood in South and Central Ostrobothnia regions in western Finland. https://doi.org/10.14214/df.167

Energiapuun kosteus, massahävikki ja potentiaali Etelä- ja Keski-Pohjanmaan alueella

Työn tavoitteena oli edistää energiapuun käyttöä sekä parantaa energiapuun laatua alueellisesti.

Kosteus on energiapuun merkittävin laatutekijä. Tuoreesta puusta suunnilleen puolet on vettä, joka energiakäytön kannalta on ongelmallista. Energiapuuta voidaan kuivata joko keinokuivaamalla tai kuivaamalla luonnonolosuhteissa.

Energiakäyttöön nostetut kuusen (Picea abies L. Karst.) kannot kuivuvat suotuisissa olosuhteissa hakkuuaukealla ja tienvarsivarastossa melko nopeasti. Tässä tutkimuksessa kantojen keskimääräinen kosteus oli 31 % kuukauden kuluttua kannonnostosta. Pieniläpimittainen kokopuuna korjattu energiapuu ei kuivu tehokkaasti tienvarsivarastossa sillä noin vuoden kuluttua korjuusta kokopuun keskimääräinen kosteus tienvarsivarastossa oli 43 %. Varastoinin aikana pieniläpimittaisella kokopuulla havaittiin merkittävä massahävikki 37 % metsän ja lämpölaitoksen välillä.

Kaikkein tehokkaimmaksi kuivausmenetelmäksi tässä tutkimuksessa osoittautui puristuskuivaus. Alin kosteus 30 % saavutettiin koivulla (Betula pubescens Ehrh.) 38 MPa paineella ja 30 sekunnin puristusajalla. Puristuskuivauksen energiankulutus on vain murto-osa verrattuna veden höyrystämiseen lämpöenergian avulla.

Etelä- ja Keski-Pohjanmaan teknis-taloudellinen metsäenergiapotentiaali oli 1,6 TWh/v. Potentiaalilaskelmat tehtiin tässä tutkimuksessa, kuten yleensä, tuoreelle puulle ja näin ollen todellinen potentiaali olisi suurempi käytettäessä kuivaa puuta. Absoluuttisen kuivalle puulle alueen potentiaali oli 1,9 TWh/v.

Energiapuun ominaisuudet vaihtelevat laajasti energiapuutavaralajista, kuivausmenetelmästä, varastointi- ja sääolosuhteista johtuen. Energiapuun ominaisuuksien tunteminen ja laadun hallinta edistävät uusiutuvan metsäenergian käyttöä ja vähentävät riippuvuutta fossiilisista polttoaineista.

  • Laurila, University of Helsinki, Department of Forest Sciences ORCID ID:Sähköposti jussi.laurila@gmail.com (email)
Juha Laitila. (2012). Methodology for choice of harvesting system for energy wood from early thinning. https://doi.org/10.14214/df.143

Menetelmä nuorten metsien energiapuun korjuumenetelmän valintaan

Työn tavoitteena oli luoda tuottavuus- ja kustannustietoa nuorten metsien energiapuun korjuuketjuista sekä kehittää menetelmä nuorten metsien energiapuuvarojen kertymien ja korjuukustannusten laskentaan työmaa- ja aluetasolla. Vertailussa oli mukana yleisimmät korjuutavat. Korjuuketjujen tuottavuus- ja kustannustiedot perustuivat valtaosin väitöskirjan osajulkaisujen tuloksiin ja energiapuun kertymä Jyväskylän ympäristössä laskettiin VMI:n koealatietojen avulla. Lisäksi laadittiin "päätöspuu" taloudellisesti, sosiaalisesti ja ekologisesti kestävän energiapuun korjuumenetelmän valintaan vaikuttavista tekijöistä osajulkaisujen tulosten ja kirjallisuuskatsauksen perusteella.

Kokopuun metsäkuljetuksen tuottavuus oli koneellisen kaato-kasauksen jäljiltä selvästi parempi kuin siirtelykaatotekniikalla tehdyn metsurihakkuun jäljiltä. Koneellisessa kaato-kasauksessa kourakasat tehdään lähelle ajouraa ja ne ovat suuria. Tämä tehostaa kuormaustyötä ja alentaa metsäkuljetuskustannuksia. Leimikkotason vertailulaskelmassa koneelliseen kaato-kasaukseen perustuvalla korjuuketjulla kokopuun korjuukustannukset tienvarteen toimitettuna olivat alimmat. Ero metsurityönä tai koneella tehdyn kaato-kasauksen kustannuksen välillä oli pieni. Toisaalta kun huomioidaan metsäkuljetuksen tehostuminen koneellisen kaatokasauksen jäljiltä, oli koneellinen korjuu selvästi metsurityötä edullisempaa. Energiapuukorjurilla kokopuun korjuukustannukset tienvarsivarastolla olivat vertailun korkeimmat. Metsätraktorialustaisen korjurin tuottavuutta on mahdollista parantaa kone- ja työteknisillä muutoksilla.

Metsähakkeen tekninen korjuupotentiaali Jyväskylän ympäristön nuorissa metsissä aleni rankana korjuussa 42 % kokopuukorjuuseen verrattuna. Leimikkotasolla puubiomassan hehtaarikertymä pieneni, kun oksat ja latvakappaleet jäivät palstalle. Lisäksi rankana korjuussa energiapuun kertymälle asetettu vähimmäismäärä, 25 m³ ha-1, oli selvästi vaikeampi ylittää kuin kokopuukorjuussa. Rankana korjuussa oli kuitenkin mahdollista saada myös kustannussäästöjä ja lisätä metsähakkeen kertymää, kun latvusmassan karsinnan avulla energiapuun korjuu voidaan ulottaa niille kohteille, joilta kokopuukorjuuta on pyritty mahdollisten kasvuhäiriöiden ja -tappioiden vuoksi välttämään. Tällaisia kohteita ovat nykyisten korjuusuositusten mukaan muun muassa kuusikot, turvemaat ja karut kivennäismaat. Kokopuukorjuun rajoittaminen pelkästään reheville kivennäismaille – kuusikoita lukuunottamatta – laskee alueellista kertymää ja nostaa metsähakkeen korjuukustannusta käyttöpaikalla verrattuna vaihtoehtoon, jossa energiapuuta korjataan edellä mainittujen kasvupaikkojen lisäksi rankana kuusikoilta, soilta ja karuilta kivennäismailta.

Puunkorjuussa hakkuulaitteiden monikäyttöisyys lisää peruskoneen käyttöastetta ja parantaa kustannustehokkuutta, kun samalla laitteella voidaan korjata niin teollisuuden ainespuuta kuin myös rankaa ja kokopuuta energiateollisuuden tarpeisiin.

  • Laitila, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences ORCID ID:Sähköposti juha.laitila@metla.fi (email)
Johanna Routa. (2011). Effects of forest management on sustainability of integrated timber and energy wood production - scenario analysis based on ecosystem model simulations. https://doi.org/10.14214/df.123

Metsänhoidon vaikutukset kestävään yhdistettyyn aines- ja energiapuun tuotokseen- skenaarioanalyysi perustuen ekosysteemimalli simulointeihin

Väitöskirjan tavoitteena oli tutkia metsänhoidon vaikutusta kestävään aines- ja energiapuun yhdistettyyn tuotantoon kuusella (Picea abies (L.) Karst.) ja männyllä (Pinus sylvestris L.) erilaisilla kasvupaikoilla. Työssä tutkittiin ekosysteemimallilla tehtävien simulointien avulla metsänhoidon vaikutusta aines- ja energiapuun tuotokseen, käyttäen erilaisia taimikonhoidon jälkeisiä lähtöpuuston tiheyksiä, harvennusten ajoituksia ja voimakkuuksia sekä typpilannoitusta eri kiertoajoilla. Lisäksi tutkittiin kuusella alkuperän vaikutusta maanpäällisen biomassan tuotokseen kokeellisen aineiston avulla.

Tutkimuksessa havaittiin, että metsänhoitoskenaariot, joissa taimikonhoidon jälkeinen tiheys oli suurempi kuin perusmetsänhoitoskenaarioissa ja käytettiin typpilannoitusta, tuottivat selvästi enemmän sekä aines- (tukki- ja kuitupuu) että energiapuuta (hakkuutähteet, pieniläpimittainen runkopuu, kannot ja juuret). Myös metsänkasvatuksen taloudellinen kannattavuus oli korkeampi kiertoajan yli laskettuna sekä kuusella että männyllä riippumatta kasvupaikkatyypistä tai käytetystä kiertoajasta. Aines- ja energiapuun tuotokseen vaikutti myös energiapuuhakkuun ajoitus. Vaikka typpilannoitus lisäsi tuotosta, käytetyllä lannoitteen määrällä (100-200 kgN/ha) tai lannoituskertojen lukumäärällä (2-3 kertaa kiertoajalla) oli hyvin vähän vaikutusta. Energiapuun käytöstä aiheutuneet hiilidioksidipäästöt olivat selvästi alhaisempia silloin kun taimikonhoidon jälkeinen tiheys oli suuri ja typpilannoitusta käytettiin riippumatta puulajista, kasvupaikkatyypistä tai käytetystä kiertoajan pituudesta. Korkea puuntuotos indikoi myös keskimäärin korkeampaa taloudellista kannattavuutta ja matalampia hiilidioksidipäästöjä energiayksikköä kohden.

Metsäaluetasolla suurin aines- ja energiapuun tuotos sekä paras taloudellinen kannattavuus saatiin kuusella silloin kun metsäalueella oli paljon vanhoja metsiä. Toisaalta alhaisimmat hiilidioksidipäästöt saatiin kun metsäalueella oli paljon nuoria metsiä ja käytetty kiertoaika oli 60 ja 80 vuotta. Kiertoajan ollessa 120 vuotta saatiin alhaisimmat hiilidioksidipäästöt puuston normaalijakaumaa noudattavalla ikärakenteella.

Tämän tutkimuksen mukaan, taimikonhoidon jälkeisiä puuston kasvatustiheyksiä voitaisiin pitää ainakin jonkin verran nykyisiä metsänhoitosuosituksia korkeammalla männyllä ja kuusella. Tämä yhdessä ajallaan tehtyjen puuston harvennusten ja lannoitusten kanssa voisi lisätä merkittävästi puuntuotosta ja metsänkasvatuksen taloudellista kannattavuutta. Samalla myös energiapuun käytön hiilidioksidipäästöt energiayksikköä kohden pienenisivät. Lisäksi eri alkuperien biomassan tuotantopotentiaalia tulisi selvittää jatkossa tarkemmin, sillä sopivia alkuperiä käyttäen voisi olla mahdollista lisätä puuntuotosta huomattavasti yhdistetyssä aines- ja energiapuun kasvatuksessa.

  • Routa, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences ORCID ID:Sähköposti johanna.routa@metla.fi (email)

Rekisteröidy käyttäjäksi
Paina tätä linkkiä Metsätieteen aikakauskirjan käsikirjoituksen tarjoamis- ja seurantajärjestelmään (OJS) kirjautumiseen.
Kirjaudu sisään
Jos olet kirjautunut käyttäjäksi, kirjaudu sisään tallentaaksesi valitsemasi artikkelit myöhempää käyttöä varten.
Ilmoitukset päivityksistä
Kirjautumalla saat tiedotteet uudesta julkaisusta.


Valitsemasi artikkelit