Dissertationes Forestales

Sara Pineda-Zapata. (2026). Strategic landscape-level integration of biomass production and ecosystem services at European level. https://doi.org/10.14214/df.397

Avainsanat: biodiversiteetti; bioenergia; maankäytön muutos; nopeakasvuiset viljelmät; ekologinen kytkeytyneisyys; monitoiminnalliset maisemat

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Biomassajärjestelmien käyttö on lisääntynyt Euroopassa uusiutuvan energian ja biopohjaisten tuotteiden lähteinä. Erityisesti nopeakasvuisten viljelmien pinta-ala on kasvanut nopeasti vastauksena tarpeeseen vähentää hiilidioksidipäästöjä, hillitä ilmastonmuutosta ja vahvistaa energiaomavaraisuutta. Tuotannollisen roolinsa lisäksi biomassajärjestelmät voivat tarjota useita ympäristöpalveluita niitä ympäröiville maisemille. Näiden hyötyjen laajuus riippuu kuitenkin voimakkaasti paikallisesta kontekstista. Lisäksi biomassajärjestelmiä koskeva paikkatieto on edelleen hajanaista ja hajautunutta, mikä rajoittaa mahdollisuuksia tutkia niiden vaikutuksia.

Tämän puutteen korjaamiseksi väitöskirjassa kootaan paikkatietoa biomassajärjestelmistä eri puolilla Eurooppaa, kuvaillaan niitä ympäröivää maankäyttökontekstia sekä tarkastellaan spatiaalisia ratkaisuja, joiden avulla nämä järjestelmät voivat parantaa maisemarakenteen ominaisuuksia ja ekosysteemipalveluja. Käytettävissä olevan biomassajärjestelmien sijaintitiedon ja maankäyttöaineistojen avulla arvioitiin maankäytön monimuotoisuutta, mallinnettiin ekologista kytkeytyneisyyttä sekä sovellettiin monitavoitteista spatiaalista suunnittelua hoitotoimenpiteiden optimoimiseksi kannattavuuden ja ekosysteemipalvelujen tuottamisen välisten kompromissien näkökulmasta.

Tulokset osoittavat, että poppeli- ja pajuviljelmillä on suurin potentiaali monipuolistaa maatalousmaisemia, mikä johtuu niiden suhteellisen pienestä kuviokoosta ja sijoittumisesta pääosin voimaperäisen maatalouden matriisiin. Sitä vastoin eukalyptusviljelmät voivat aiheuttaa maiseman yksipuolistumisen riskin suuren kuviokokonsa ja pääosin metsäisiin ympäristöihin sijoittumisensa vuoksi. Vesistöalueen tasolla poppeliviljelmät voivat toimia askelkivinä, jotka yhdistävät suuria metsäalueita, mutta niiden tehokkuus riippuu niiden spatiaalisesta sijoittelusta ja tutkittujen lajien leviämiskyvystä. Poppeliviljelmien hoidon spatiaalinen optimointi paljasti niiden mahdollisen roolin ekosysteemipalvelujen ylläpitäjänä tiukoissa suojeluskenaarioissa. Yhdistettynä rantametsiin ne voivat saavuttaa sekä taloudellisen kannattavuuden että toivottavat ekologiset tulokset tuotannollisissa maisemissa.

Kaiken kaikkiaan tämä väitöskirja tarjoaa uuden panoksen biomassajärjestelmien ymmärtämiseen Euroopassa tarjoamalla spatiaalisen viitekehyksen, joka tukee maankäytön suunnittelijoita, päätöksentekijöitä ja tutkijoita maisemien suunnittelussa siten, että tuotannollisuus ja kestävyys ovat tasapainossa.

Pineda-Zapata, University of Eastern Finland, Faculty of Science, Forestry and Technology, School of Forest Sciences https://orcid.org/0009-0006-8014-0098 Sähköposti: spineda@uef.fi

Xiaoqian Xu. (2023). Land-use patterns of energy crops in the agricultural landscape. https://doi.org/10.14214/df.337

Avainsanat: bioenergia; maankäytön muutos; biomassan tuotantojärjestelmä; nopeakasvuiset puuviljelmät; lignoselluloosa biomassa

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Lignoselluloosa energiakasvit voivat tuottaa huomattavia määriä biomassaa energian tuotantoon, mutta niiden käyttöönottoon liittyy usein maankäytön muutoksia, koska niitä viljellään pääasiassa maatalouden hallitsemissa maisemissa. Väitöskirjassa käsitellään energiakasvien esiintyvyyttä ja analysoidaan niiden maankäytön muotoja Ruotsin maatalousmaisemissa. Tavoitteena on erityisesti i) arvioida eri energiakasveja tuotannon, sijainnin sekä ilmastoprofiilien suhteen, ii) karakterisoida ja määritellä ympäröivää maatalousmaisemaa sekä iii) tutkia maankäytön yleisiä muutoksia, jotka johtuvat energiakasvi viljelmien perustamisesta. Analyysi perustuu empiirisiin tietoihin kaupallisista nopeakasvuisista puuviljelmistä (paju, poppeli ja hybridihaapa) sekä energiaruohosta (ruokohelpi) useilla spatiaalisilla mittakaavoilla aina peltokuvioilta maisematasolle vuosina 1986–2018. Peltotasolla suuntaus on pienempiin ja säännöllisen muotoisiin kuvioihin energiakasvien osalta, samalla niiden viljelyalueet ovat siirtyneet kohti tuottavampia maita, mikä heijastaa maankäytön muutosta. Pajuviljelmiä perustettiin aluksi pääasiassa kesannoille, mutta myöhemmin monet viljelyksistä korvattiin viljakasveilla maailmanlaajuisten viljan hintojen muutosten vuoksi. Ruokohelven kohdalla maankäytön muutos oli samansuuntainen, vaikkakin muutokset ilmestyivät myöhemmin eivätkä olleet niin ilmeisiä. Maisematasolla energiakasvit monipuolistavat merkittävästi maatalousmaisemaa, sillä nopeasti kasvavia puuviljelmiä istutetaan pääasiassa viljan viljelyalueille ja ruokohelpeä metsävaltaisiin maisemiin. Väitöskirjassa käytetyt menetelmät ja analyysit auttavat ymmärtämään paremmin energiakasveihin liittyviä maankäytön muutoksia ja auttavat määrittelemään niiden osuuden merkitystä maatalousmaiseman monipuolistamisessa.

Xu, University of Eastern Finland, Faculty of Science and Forestry, School of Forest Sciences Sähköposti: xiaoqian.xu@uef.fi

Abul Rahman. (2020). Inter-disciplinary analysis for synthesising weevil damage and stakeholder perception related to stump harvesting. https://doi.org/10.14214/df.287

Avainsanat: biotalous; bioenergian tuotanto; tukkimiehentäi; sosiaalinen hyväksyntä; ihmistoiminta

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Kantojen korjuu bioenergian tuotantoa varten on vaihtoehto, jolla Suomen metsäsektori voi kiihdyttää biotaloutenakin tunnetun vihreän talouden kehitystä. Lisäksi se osallistuu keskusteluun siitä, kuinka kantojen korjuu vaikuttaa tuhon aiheuttajien hallintaan. Tämä väitöskirja analysoi ja tekee synteesin bioenergian tuotantoa varten tapahtuvan kantojen korjuun kestävyydestä, erityisesti metsien terveyden ja yhteiskunnallisen hyväksynnän kannalta. Tämän vuoksi tutkimuksessa käytettiin monitieteistä lähestymistapaa. Ihmistoiminnan vaikutuksia, kannonkorjuun muodossa, tukkimiehentäin (Hylobius abietis) lisääntymiseen, syöntiin ja taimivaurioihin tutkittiin kenttäkokeilla. Sidosryhmien käsitystä kantojen korjuusta ja sen hyväksyttävyydestä tutkittiin kyselyllä ja kirjallisuuskatsauksella. Kenttäkokeet osoittivat, että kantojen korjuulla on toissijainen vaikutus tukkimiehentäin lisääntymisen ja syönnin säätelyn kannalta. Kyselyly osoitti vastaajien jakaantuvan siinä, miten kantojen korjaamisen koettiin vaikuttavan tukkimiehentäin torjuntaan, istutuspaikan valmisteluun ja bioenergian tuotantoon. Lisäksi sosiaalista hyväksyttävyyttä käsittelevässä tutkimuksessa todettiin, että tältä osin tutkimustulokset ovat olleet ristiriitaisia viime vuosikymmeninä. Tämän seurauksena yleisön ajatukset kantojen korjuusta bioenergian tuottamiseksi ovat edelleen hämmentyneitä. Kyselyn tulosten mukaan ylemmät virkamiehet suhtautuivat erityisen kriittisesti kantojen korjuuseen, kun taas viljelijät ja metsäammattilaiset olivat sen kannalla. Koska Suomen tavoitteena on olla biotalouden edelläkävijä, pitää tietämystä ja kantojen korjuun sosiaalista hyväksymistä bioenergian tuotannossa päivittää. Lisäksi teknologinen investointi ja kantojen korjuun hyväksyttävyys markkinoilla edistävät biotaloutta. Siksi tulevan tutkimuksen on syytä keskittyä kantojen korjuun vaikutuksiin suhteessa metsäpolitiikan tavoitteisiin päivittämällä ohjeistusta siten, että niissä otetaan huomioon sidosryhmien näkemykset.

Rahman, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: abul.rahman@uef.fi

Mai Suominen. (2018). Harvested and burned forests as habitats for polypore fungi. https://doi.org/10.14214/df.267

Avainsanat: lahopuu; metsäpalo; säästöpuut; bioenergia; boreaaliset metsät; ennallistamispoltto; latvukset; kannot; vanha maapuu

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Tutkin väitöskirjassani metsien polton ja hakkuun voimakkuuden vaikutusta lahottajasieniin, kääpiin, 10 vuoden aikana polton ja hakkuun jälkeen. Metsien hakkuiden yhteydessä valtaosa puusta korjataan metsistä, ja tämän takia monet kuolleesta puusta riippuvaiset eliölajit ovat uhanalaisia. Lajien elinmahdollisuuksia voidaan parantaa uusien keinojen, kuten hakkuualoille jätettävien säästöpuiden ja metsän hallitun polttamisen avulla, mutta toimenpiteiden merkitystä kääville ei juuri ole tutkittu.

Aineistoni kerättiin samoilta tutkimusalueilta viitenä eri vuotena: 2000, 2003, 2005, 2008 ja 2011. Laaja-alaisessa kokeellisessa asetelmassa oli mukana 24 tutkimusmetsikköä, joissa toteutettiin erilaisia hakkuita, ja joista puolet poltettiin. Käsittelyt toistettiin (replikoitiin) eri metsiköissä. Aineisto sisältää 98 136 kuolleiden puiden mittaustulosta ja 22 150 havaintoa niillä kasvaneista 122 eri kääpälajista.

Työni päähavainnot ovat:

1) Jätettävän säästöpuumäärän on oltava suuri, jotta kääpien monimuotoisuus säilyy hakkuualalla. Havaitsin enemmän kääpiä tutkimusaloilla, joille oli jätetty säästöpuuta 50 m³ ha^-1, kuin aloilla, joille säästöpuuta oli jätetty vain 10 m³ ha^-1. Hakattujen alojen polttaminen nopeutti säästöpuiden kuolemista ja kaatumista ja monipuolisti kuolleen puuston laatua. Uhanalaisia kääpälajeja löydettiin pääasiassa poltetuilta aloilta, joilla oli enemmän säästöpuita.

2) Hakkuualoilla on paljon erityyppisiä kuolleita puita: vanhaa hakkuuta edeltänyttä maapuuta, kantoja, latvuksia ja kuolleita säästöpuita. Kaikki nämä eri kuolleen puun laadut ovat tärkeitä kääville ja ylläpitävät lajiston monipuolisuutta talousmetsissä. Käsittelyjen vaikutus kääpälajistoon on nähtävissä tavallisesti vasta usean vuoden kuluttua. Erilaiset kuolleet puut lahoavat eri nopeuksilla ja ovat siten kääville sopivia kasvualustoja eri pituisia ajanjaksoja.

3) Metsän polttaminen lisäsi kääpälajien määrää ja monipuolisuutta sekä hakatuilla että hakkaamattomilla tutkimusaloilla. Hakatuissa metsissä poltto lisäsi lajimäärää erityisesti kannoilla.

Väitöskirjani tulokset osoittavat uusia keinoja kuolleesta puusta riippuvaisen lajiston suojelemiseksi suojelualueiden ulkopuolella. Säästöpuiden jättäminen, hakkuutähteiden korjuun välttäminen ja hakkuita edeltävän vanhan lahopuun säästäminen hakkuualoilla ovat erityisen hyviä keinoja monimuotoisuuden kannalta. Kontrolloiduilla metsänpoltoilla voidaan luoda aiempaa monipuolisempi ja myös ajallisesti vaihteleva kuollut puusto käsiteltyihin metsiin.

Suominen, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: mai.suominen@gmail.com

Md. Kamrul Hassan. (2015). Supply and demand of biomass based energy: rural people's perspectives in Bangladesh. https://doi.org/10.14214/df.210

Avainsanat: tiedot; käsitykset; Asenteet; Bioenergiapotentiaali; maaseudun kotitaloudet; biomassan kulutus; preferenssi

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Biomassaan perustuvan energian kysyntä ja tarjonta: maaseudun ihmisten tulevaisuudennäköalat Bangladeshissa Biomassa on yleisin ja merkittävin energialähde Bangladeshin maaseutualueilla. Laajalle levinnyt biomassan energiakäyttö on huolenaihe, koska se voi johtaa metsävarojen ylihyödyntämiseen ja metsämaan siirtymiseen muihin kuin metsätaloustarkoituksiin, millä on mahdollisesti kielteisiä vaikutuksia ilmastonmuutokseen, mutta myös paikalliseen elintarvikkeiden ja polttoaineen tuotantoon. Lisäksi kattavien tietojen puute koskien resurssien käytettävyyttä, biomassan kulutustottumukset sekä tiedon puute koskien yleisiä asenteita ja tietoa biomassapolttoaineista on yleensä todettu suurimmiksi esteiksi nykyaikaisen ja tehokkaan biomassapohjaisen energiakäytön kehittymiselle Bangladeshissa. Tässä tutkimuksessa tarkastellaan neljää bioenergianäkökohtaa Bangladeshissa: bioenergiapotentiaalia, maaseudun kotitalouksien energiankulutustottumuksia, maaseudun kotitalouksien mieltymyksiä ja suhtautumista biopolttoaineita kohtaan sekä väestön tietoja ja käsityksiä kestävän energian kehittämisestä. Tuloksista kävi ilmi, että hyödynnettävissä oleva bioenergiapotentiaali maatalouskasvien korjuutähteistä ja puupolttoaineista oli 762 miljoonaa GJ vuonna 2009. Kuitenkin tämän potentiaalin on ennustettu yltävän 946 miljoonaan GJ vuoteen 2020 mennessä "status quo" mittapuulla ja nousevan enintään 1236 miljoonaan GJ korkeimpien BKT:n kasvukäyrien mukaan (artikkeli I). Biomassapolttoaineet todettiin pääasiallisiksi primäärienergian lähteiksi. Primäärienergian kulutukseksi asukasta kohti arvioitiin 6,45 GJ vuodessa, josta biopolttoaineiden osuus oli arviolta 6,03 GJ (vastaa 93 prosenttia energian kokonaiskulutuksesta) (artikkeli II). Tutkimus osoitti, että biomassapolttoaineen kulutukseen vaikuttivat perhekoko, tulot henkeä kohti sekä maapinta-ala henkeä kohti. Suosituin biomassapolttoaine oli polttopuu, jonka jälkeen tulivat lehmän lanta, bambu ja juutin varsi (artikkeli III). Toisaalta puuresurssien jatkuvasta vähenemisestä johtuen polttopuun saatavuudessa on ongelmia. Maatiloilla ja niiden ulkopuolella tapahtuvasta puiden istutuksesta on tullut yhä tärkeämpää maaseudun kotitalouksien keskuudessa vastauksena polttopuun akuuttiin puutteeseen. Yleisen tietoisuuden tärkeyteen ja uusiutuvien energialähteiden kehittämiseen liittyen tutkimuksessa havaittiin, että maaseudun kotitalouksissa oli hyvä tietämys perinteisistä biopolttoaineista; heillä oli kuitenkin suhteellisen vähän tietoa uudemmista biopolttoaineista ja muista uusiutuvista energialähteistä (artikkeli IV). Tämä merkitsee sitä, että tarvitaan tietoisuuden lisäämistä bioenergiasta ja muista uusiutuvista energiateknologioista maaseudun asukkaiden keskuuteen. Puuresurssien ehtyminen, riittämättömät metsitysohjelmat ja aloitteiden puute kesannointimaiden hyödyntämiseksi puuenergiaistutuksiin on todettu suurimmiksi esteiksi biomassapohjaisen energian kehittymiselle Bangladeshissa. Analyysi osoitti että metsitysohjelmien parantaminen, julkisen energiateknologiatietoisuuden parantaminen sekä "maaseudun biomassapohjaisten energiastrategioiden" valmistelu ja toteuttaminen ovat keskeisiä tekijöitä kestävään biomassaan perustuvan energian kehittämiseksi Bangladeshissa. Tulokset antavat yksityiskohtaista tietoa bioenergian ja muun uusiutuvan energian dynamiikasta, mikä on hyödyllistä kehitettäessä metsä- ja energia-alan mikrohankkeita paikallisella, alueellisella ja kansallisella tasolla.

Hassan, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: kamrul.hassan@uef.fi

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

Avainsanat: bioenergia; energiapuu; kokopuu; energiapuun mittaus; kanto; metsäenergia

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

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 Sähköposti: jussi.laurila@gmail.com

Dominik Röser. (2012). Operational efficiency of forest energy supply chains in different operational environments. https://doi.org/10.14214/df.146

Avainsanat: biomassa; puupolttoaineden logistiikka; metsäkoneet; bioenergian hankinta

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Metsäenergiaketjujen toiminnallinen tehokkuus eri toimintaympäristöissä Metsäbiomassan käyttö energiantuotannossa on noussut merkittäväksi vaihtoehdoksi ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi useissa maissa. Jotta biomassan energiakäytölle asetettavat kunnianhimoiset tavoitteet voidaan saavuttaa tulevaisuudessa, on olemassa olevien tuotantoketjujen tehokkuutta kyettävä nostamaan ja osaamista ja teknologiaa on siirrettävä uusiin toimintaympäristöihin ja kohdemaihin. Väitöskirjassa sovellettiin kolmiulotteista metsäenergian toimitusketjujen analysointimenetelmää, jossa ketjuja arvioidaan ja kehitetään ottaen huomioon toimitusketjun taloudellinen, sosiaalinen ja tekninen suorituskyky. Kehitettyä menetelmää testattiin neljässä tapaustutkimuksessa, jotka toteutettiin Suomessa, Skotlannissa, Saksassa ja Italiassa. Ensimmäisessä tapaustutkimuksessa kehitettiin menetelmiä energiabiomassan kuivaamiseksi toimitusketjun eri osissa käyttämällä osittaista kuorintaa, kasojen peittämistä sekä säähavaintoaineistoja. Nämä kuivauskokeet tehtiin Skotlannissa, Suomessa ja Italiassa. Toisessa tapaustutkimuksessa vertailtiin haketuksen tuottavuutta Suomessa ja Saksassa, joissa sekä hakkeen raaka-aineet että laatuvaatimukset poikkeavat toisistaan. Haketuksen tuottavuutta Saksassa voitiin nostaa välttämällä hakkeen loppukäyttäjän kannalta tarpeettoman ylilaadun tuotantoa mm. palakoon suhteen. Kolmas osatutkimus keskittyi metsähakkeen hankintaketjuihin liittyvän kommunikaation mallintamiseen Process Mapping –tekniikalla Suomessa ja Saksassa. Tutkimuksessa havaittiin, että yhden hake-erän haltuunsaanti ja toimittaminen metsästä asiakkaalle vaati yli 200 fyysistä ja informaationvälityksen toimenpidettä (yhteydenotot, maastokäynnit, maksut, sopimukset, koneiden siirrot, jne.). Neljännessä osatutkimuksessa tutkittiin toimitusketjujen taloudellista tehokkuutta ja kilpailukykyä sekä toimintaympäristön analyysiin perustuvaa teknologiavalintaa. Tutkimuksen tulokset osoittivat, että metsähakkeen operatiivisen tehokkuuden kehittämiseksi teknologisten, taloudellisten ja sosiaalisten tekijöiden huomioonottamisella voidaan tutkia valitun teknologian ja sen käyttäjien ja käyttöympäristön monimutkaisia suhteita sekä kehittää teknologiaa toimintaympäristön vaatimukset huomioon ottaen. Tutkimuksessa sovellettu menetelmä ja tapaustutkimuksen tulokset ovat hyödynnettävissä, kun suomalaista metsäenergiateknologiaa siirretään uusiin toimintaympäristöihin ja kohdemaihin.Tutkittujen kolmen tarkastelunäkökulman lisäksi tutkimuksessa havaittiin toimintojen suunnittelun ja erityisesti ajoittamisen tärkeys mm. laadunhallinnan näkökulmasta neljänneksi edellytykseksi metsäenergian toimitusketjun kilpailukyvylle.

Röser, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: dominik.roser@metla.fi

Hanna-Liisa Kangas. (2012). Renewable Energy and Climate Policies: Studies in the Forest and Energy Sector. https://doi.org/10.14214/df.136

Avainsanat: mallinnus; päästökauppa; energiapolitiikka; bioenergia; yhteispoltto; osittaistasapaino

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Uusiutuvan energian tukipolitiikka ja ilmastopolitiikka: Tutkimuksia metsä- ja energiasektoreilla Väitöskirja tarkastelee energia- ja ilmastopolitiikan ohjauskeinojen vaikutuksia metsä- ja energiasektoreihin. Työtä on motivoinut huoli ilmastonmuutoksesta ja erityisesti Euroopan unionin asettamat ilmasto- ja energiapoliittiset tavoitteet. Suomessa metsä- ja energiasektori ovat avainasemassa näiden tavoitteiden saavuttamisessa. Työn tavoitteena on määrittää, kuinka energia- ja ilmastopolitiikan ohjauskeinot vaikuttavat metsä- ja energiasektoreiden toimintaan ja vertailla eri ohjauskeinojen vaikutuksia keskenään. Ilmastopolitiikan ohjauskeinoista työssä keskitytään päästökauppaan. Energiapolitiikan ohjauskeinoista tarkastellaan erilaisia metsäpohjaista uusiutuvaa energiaa tukevia instrumentteja. Väitöskirjan menetelmänä on mikrotaloustieteeseen perustuva numeerinen mallinnus ja sovelluksissa keskitytään Suomen tilanteen tarkasteluun. Väitöskirjan osatutkimukset käsittelevät puun ja turpeen yhteispolttoa, nestemäisen biopolttoaineen tuotantoa ja ilmastopolitiikan vaikutuksia massa- ja paperiteollisuuteen. Väitöskirjan tulokset osoittavat että puupohjaista uusiutuvaa energiaa tukevilla ohjauskeinoilla voi olla odottamattomia negatiivisia vaikutuksia. Jos syöttötariffi on käytössä päästökauppajärjestelmän kanssa, niin tietyissä tuotantolaitoksissa uusiutuvan energian tuotanto saattaa laskea, kun päästöluvan hinta nousee. Biopolttoaineen tuotannossa investointituen käyttö aiheuttaa valtiolle korkeita tukimaksuja ja muita negatiivisia vaikutuksia muihin ohjauskeinoihin verrattuna. Työ osoittaa myös, että ainakin alueellisten päästömarkkinoiden tapauksessa täydellinen kilpailu on ilmastonäkökulmasta kannatettavin puumarkkinamuoto. Johtopäätöksenä voidaan esittää, että puupohjaisen uusiutuvan energian tukimuotona kannattaa käyttää keinoja, jotka tukevat suoraan uusiutuvan energian lopputuotantoa (esimerkiksi tuotantotuki tai syöttöpreemio). Väitöskirjan tulosten perusteella tukitaso on suositeltavaa sitoa päästöluvan hintaan tai lopputuotteen substituutin hintaan. Väitöskirja osoittaa myös, että uusiutuvan energian tukipolitiikkaa suunniteltaessa tulisi politiikan tavoitteiden olla selkeitä ennen kuin ohjauskeinoista päätetään.

Kangas, University of Helsinki, Department of Economics and Management Sähköposti: hanna-liisa.kangas@wwf.fi

Pradipta Halder. (2011). Bioenergy knowledge, perceptions, and attitudes among young citizens – from cross-national surveys to conceptual model. https://doi.org/10.14214/df.135

Avainsanat: bioenergia; Suhtautuminen; konseptuaalinen malli; tiedot; käsitykset; politiikka

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Nuorten kansalaisten bioenergiaan liittyvät tiedot ja käsitykset sekä suhtautuminen bioenergiaan - kansainvälisestä kyselytutkimuksesta konseptuaaliseen malliin Väitöskirjatyössä on tutkittu kansainvälisen aineiston avulla koululaisten bioenergiaan liittyviä tietoja ja käsityksiä sekä suhtautumista bioenergiaan. Aineistoa on analysoitu käyttämällä tilastollisia malleja ja malleilla on selitetty koululaisten aikomuksiaan käyttää bioenergiaa. Tutkimuksessa käytettiin esitutkimuksessa testattua kyselylomaketta, jolla kerättiin 15 vuotiaiden koululaisten keskuudesta laaja-aineisto (1903 koululaista) Suomesta, Taiwanilta, Turkista ja Slovakiasta. Tutkimuksessa havaittiin, että koululaisten enemmistön tiedot olivat ainoastaan perustasoa, ja vain selvän vähemmistön tietojen taso osoittautui korkeaksi. Koululaisten käsitykset metsäbioenergian tuotantoa kohtaan olivat yleisesti hyvin kriittisiä. Tutkimus osoitti kuitenkin, että koululaisten suhtautuminen bioenergiaan oli positiivista, kun tarkasteluun sisällytettiin aikomus käyttää bioenergiaa. Koululaiset, joiden tiedot bioenergiasta olivat parhaimmat, olivat käsitysten ja suhtautumisen osalta kaikkein kriittisimpiä. Tutkimuksessa havaittiin suomalaisten koululaisten osalta, että koulu, koti ja media vaikuttivat merkittävästi koululaisten bioenergiaan liittyviin tietoihin ja käsityksiin. Kansainvälisen aineiston analyysissä havaittiin kolme ulottuvuutta, jotka kuvasivat erilaisia näkökulmia, jotka liittyivät koululaisten tietoihin ja käsityksiin sekä suhtautumiseen bioenergiaan. Regressioanalyysiin perustuva malli osoitti, että koululaisten aikomukset käyttää bioenergiaa olivat yhteydessä bioenergiaan liittyvien käsitysten yhteiskunnallisiin aspekteihin. Tutkimusten tulosten perusteella voidaan suositella, että politiikan linjaajien ja ammattilaisten on lisättävä koululaisten keskuudessa yleistä bioenergiatietoisuutta. Samalla koululaisia on syytä pitää merkittävänä sidosryhmänä, kun politiikkalinjauksia tehdään yhteiskunnassa. Tutkimus tukee myös ajatusta siitä, että bioenergiapolitiikka ja bioenergiaan liittyvät koulutusstrategiat on syytä kytkeä toisiinsa entistä paremmin.

Halder, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: pradipta.halder@uef.fi

Qu Mei. (2011). Social climate of forest bioenergy development in China among forestry stakeholders. https://doi.org/10.14214/df.131

Avainsanat: metsäbioenergia; Ilmastonmuutoksen hillintä; sisältöanalyysi; asiantuntijatieto; ammatillinen suhtautuminen; yleinen käsitys; kyselytutkimus; ympäristöasioihin liittyvä kestävä kehitys

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Kiinan bioenergia-alan kehittymiseen liittyvä sosiaalinen ilmasto metsätalouden toimijoiden keskuudessa Teollistumisen ja kaupungistumisen myötä energiaturvallisuus on noussut merkittäväksi asiaksi kaikkialla maailmassa. Erityisesti Kiinassa energiaturvallisuudesta on tullut erittäin tärkeä yhteiskunnallinen kysymys. Taloudellisen kasvun lisäksi myös biotalouden kehittämisen tarve edellyttää energiatalouden tehostamista ja siirtymistä uusiutuvan energian kuten bioenergian käyttöön. Metsäbioenergian käyttöä on edistetty sekä lisäämällä kannustimia että kehittämällä ja ottamalla käyttöön uutta teknologiaa Kiinassa. Bioenergian heikko hyväksyntä kansalaisten keskuudessa on kuitenkin heikentänyt kehittämisen edellytyksiä. Tilanteen parantamiseksi on pyrittävä ymmärtämään hyväksyttävyyteen ja positiiviseen suhteutumiseen vaikuttavia tekijöitä sekä mahdollisesti myös pyrittävä lisäämään aktiivisesti hyväksyttävyyttä. Metsätalouden toimijat työskennellessään operatiivisissa ja hallinnollisissa tehtävissä ovat avainasemassa pyrittäessä kehittämään metsäbioenergiaa Kiinassa. Heidän käsityksensä vaikuttaa tuotannon ja markkinoiden kehittymiseen ja bioenergian kulutukseen erityisesti aloitettaessa modernisoimaan bioenergiataloutta. Metsätalouden toimijoiden jakama luotettava tieto tukee ja lisää yhteiskunnallista hyväksyttävyyttä. Tämän työn tavoitteena on tutkia metsäbioenergian kehittymistä Kiinassa ja tunnistaa metsäalan toimijoiden vaikutusta politiikkatoimiin ja niiden toteuttamiseen. Tutkimuksessa asetettiin seuraavat yksityiskohtaiset tehtävät: 1) hallinnon ja yleisön bioenergiaan liittyvät keskustelut internetissä sisältöanalyysin avulla, 2) bioenergiakehityksen arviointi alan asiantuntijoiden kanssa totutetun Delphi-kyselyn avulla, 3) opiskelijoiden ja ammattilaisten bioenergiaan liittyvien tietojen, tietolähteiden sekä käsitysten, suhtautumisen ja valintojen tutkiminen. Tutkimuksen tulosten mukaan 1) internetissä julkaistujen uutisartikkelien määrä heijastaa hallituksen politiikan muutoksia, 2) tutkimuksen ja teknologian puutteet, politiikan ja ohjauksen heikkoudet sekä alhainen tietoisuuden taso ja heikko yhteiskunnallinen arvostus olivat kehittämisen suurimpia esteitä, 3) biopolttoaineet ovat tärkeitä liikennepolttoaineita tulevaisuudessa ja asiantuntijat arvioivat, että ne korvaavat uusiutumattoman öljyn kymmenessä vuodessa, 4) opiskelijat ja metsäalan ammattilaiset arvioivat, että internet ja televisio ovat tärkeimmät tietolähteet, 5) asiantuntijoiden ja ammattilaisten näkemykset ovat hyvin samanlaisia, mutta opiskelijat esittivät monia edellisten käsityksistä poikkeavia bioenergiaan liittyviä käsityksiä. Tutkimus tarjoaa ensimmäisen katsauksen eri toimijoiden bioenergian kehittämiseen liittyvistä käsityksistä ja näkymistä Kiinassa. Havainnot osoittavat, että tutkimuksessa haastateltujen toimijoiden keskuudessa tuntemukset bioenergiaa kohtaan ovat enimmäkseen myönteisiä ja että heidän käsityksensä mukaan Kiinassa on hyvät mahdollisuudet hyödyntää merkittävää bioenergiapotentiaalia.

Mei, University of Eastern Finland, School of Forest Sciences Sähköposti: mei.qu@uef.fi

Tianjin Cao. (2010). Silvicultural decisions based on simulation-optimization systems. https://doi.org/10.14214/df.103

Avainsanat: hiililaskenta; taloudellinen tuotto; lannoitus; metsäbioenergia; optimiharvennus; puunaineen laatu

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Metsänkäsittelyn päätökset simulointi-optimointijärjestelmiin perustuen Metsien hoito kohtaa uusia haasteita ilmastonmuutoksesta johtuen. Muokkaamaalla harvennusohjelmia perinteinen metsänhoito voidaan mukauttaa metsävarojen käytön erilaisiin tavoitteisiin, kuten puuaineen laatu, metsäbioenergia ja hiilen sidonta. Tässä väitöskirjassa kehitetään optimointi-simulointijärjestelmä, jolla voidaan saavuttaa monitieteinen ymmärrys puutieteen, metsäekologian ja metsäekonomian vuorovaikutuksista. Työssä kehitettiin OptiFor-sovellus metsänkäsittelyä varten. OptiFor-simulointi-optimointijärjestelmä yhdistää prosessipohjaisen PipeQual-kasvumallin, puuaineen laadun mallit, biomassan tuotannon ja hiilipäästöjen mallit sekä energiapuu- ja korjuukustannusmallit yhdeksi optimointimalliksi. Optimointialgoritmina päätösmuuttujien optimiarvojen määrittämiseksi käytettiin Osyczkan suora- ja satunnaishakualgoritmia. Tämän väitöskirjan numeeriset tutkimukset laajensivat nykytietämystä ja ymmärrystä puutieteen, metsäekologian ja metsäekonomian suhteista. Puuntuotantoa koskevat tulokset osoittavat, että optimaalinen harvennusohjelma riippuu kasvupaikasta ja nuoren metsikön ominaisuuksista. Puun laadun kohdalla tulokset osoittivat, että kasvava harvennusvoimakkuus johti alempaan puun tiheyteen ja lyhyempiin kuituihin. Ravinteiden lisääminen kiihdytti tilavuuskasvua mutta alensi puun laatua kuusella. Kun energiapuuharvennusta tarkasteltiin yhdessä perinteisen metsänkasvatuksen kanssa, todettiin, että perinteinen metsänkasvatus ilman energiapuun korjuuta oli edullisin tapa alhaisen tiheyden männiköissä. Energiapuun korjuu ensiharvennuksissa oli sen sijaan edullista tiheissä metsiköissä. Kun metsän hiilitasapaino otetaan huomioon, tulosten mukaan eri hiililaskennan menetelmät johtavat hyvin poikkeaviin optimaalisiin harvennusohjelmiin ja keskimääräisiin hiilivarantoihin. Hiilen hinnan nostaminen johti pidempiin kiertoaikoihin ja korkeampaan keskikasvuun sekä huomattavasti korkeampaan hiilivarantoon kiertoajan kuluessa.

Cao, Helsingin yliopisto, Metsätieteiden laitos Sähköposti: tianjian.cao@helsinki.fi

Blas Mola-Yudego. (2009). Wood biomass production potential on agricultural lands in Northern Europe – achieving the goals of energy policy. https://doi.org/10.14214/df.84

Avainsanat: kaukokartoitus; Empiiriset kasvu- ja tuotosmallit; tuotostrendit; adoptiomallit; lyhytkiertoviljely; energiapolitiikka; bioenergia; uusiutuva energia

Tiivistelmä | Näytä lisätiedot | Artikkeli PDF-muodossa | Tekijä

Puiden lyhytkiertoviljely tarjoaa hyviä mahdollisuuksia pyrittäessä saavuttamaan EU:n uuden energiantuotantomallin tavoitteita. Tässä tutkimuksessa tarkastellaan pajujen lyhytkiertoviljelyn laajenemisen mahdollisuuksia Pohjois-Euroopan pelloilla. Kuudesta osajulkaisusta muodostuva tutkimus perustuu laajaan ruotsalaisilta kaupallisilta viljelmiltä kerättyyn empiiriseen aineistoon. Ensimmäinen julkaisu käsittelee kolmea ensimmäistä korjuukiertoa ja toinen julkaisu satotason muutostrendiä vuosina 1986–2000. Kolmannessa artikkelissa tarkastellaan mahdollisuuksia käyttää kaukokartoitusta pajukasvustojen tuotospotentiaalin arvioimiseen sekä neljännessä julkaisussa pajun kasvattamisen maantieteellistä levinneisyyttä ja viidennessä julkaisussa Ruotsin politiikkatoimien vaikutuksia energiaviljelyn lisääntymiseen vuosina 1986–2006. Viimeisessä artikkelissa arvioidaan pajujen energiaviljelyn tuotantopotentiaalia kuudessa Euroopan Unionin pohjoisessa jäsenmaassa. Tulokset osoittavat, että tuotokset vaihtelevat huomattavasti eri tuottajien energiaviljelmillä, mikä osoittaa tuotanto-osaamisen eli ennen muuta viljelmien kunnollisen perustamisen ja hoitamisen merkityksen. Satotasot olivat keskimäärin matalampia kuin aikaisemmin on esitetty, mutta keskimääräinen hehtaarituotos lisääntyi vuosittain 0,20 ja parhaimmilla viljelmillä 0,27 kuiva-ainetonnia. Todennäköisesti kasvavat sadot olivat seurausta viljelymateriaalin sekä kasvatusmenetelmien kehittymisestä. Viljelmiltä kerättyyn aineistoon perustuva ja alueellista tuotostarkastelua täydentämään kehitetty kaukokartoitusmenetelmä osoittautui varsin käyttökelpoiseksi ja luotettavaksi. Tulokset osoittavat politiikkatoimien ratkaisevan merkityksen pyrittäessä lisäämään energiaviljelyä. Tutkimuksessa kehitettiin menetelmä, jolla arvioidaan politiikkatoimien vaikutuksia ja kuluttajien merkitystä varmistettaessa pitkän aikajänteen kysyntää. Kehitettyjä malleja voidaan käyttää tehtäessä Ruotsin ja Ruotsia lähellä olevien maiden kuten Suomen, Tanskan, Eestin sekä Latvian energiaviljelyyn liittyviä skenaarioita. Loppupäätelminä tutkimuksessa esitetään, että energiaviljelyn menestyksellinen kehittäminen edellyttää tutkimukseen perustuvaa arvoketjuosaamista, erityisesti tuottajataitojen lisäämistä, infrastruktuuripalveluja sekä onnistuneita politiikkatoimia. Tuotosennusteet, jotka eivät perustu empiiriseen aineistoon saattavat huomattavasti yliarvioida uusien energiaviljelmien kasvua. Kehitetyt mallit ja tutkimusmenetelmät ovat käyttökelpoisia energiaviljelyn suunnitteluun ja hallinnointiin sekä taloudelliseen arviointiin ja uusien tutkimusten tarkoituksenmukaiseen suuntaamiseen.

Mola-Yudego, University of Joensuu, Faculty of Forest Sciences Sähköposti: blas.mola@joensuu.fi

Artikkelit jotka sisältää sanan 'bioenergia'

Kategoria : Articles