Kokopuuta, rankaa, latvusmassaa & kantoja – teknologisia ratkaisuja energiapuun

hankintaan Juha Laitila

Metsäntutkimuslaitos, Itä-Suomen alueyksikkö, Joensuun toimipaikka

Bioenergiaa metsistä -tutkimusohjelman loppuseminaari

19.4. 2012 Helsinki

Korjuuteknologian ja toimintaympäristön kuvaus Metsähakkeen korjuuketjut kannolta laitokselle Metsähakkeen maantieteellinen kysyntä ja

kysynnän kausivaihtelu: missä ja milloin ? Metsähakkeen hankinnan kustannusrakenne Harvennuspuun ja kantojen korjuu

Voiko puuta korjata kannattavasti ja toimitusvarmasti energiantuotantoon ? Kyllä, jos…

ESITYKSEN SISÄLTÖ:

Kantojen korjuun ja hankinnan organisointi

Kantojen nosto ja paloittelu

kaivukoneella

Kantojen metsäkuljetus

Kantojen nosto, pilkonta ja metsäkuljetus kantokorjurilla

Kantojen murskaus

tienvarressa

Kantohakkeen autokuljetus

Kantopalojen autokuljetus varastolta

Kantopalojen murskaus

terminaalissa tai käyttöpaikalla

Latvusmassan korjuun ja hankinnan organisointi

Latvusmassan esikasaus yhdistettynä ainespuun hakkuuseen päätehakkuilla

Latvusmassan metsäkuljetus

Haketus tienvarressa

Haketus palstalla

Paalaus

Risutukkien ja latvusmassan metsäkuljetus

Risutukkien ja latvusmassan autokuljetus

Haketus käyttöpaikalla tai

termimaalissa

Kokopuun korjuun ja hankinnan organisointi

Kokopuun hakkuu

keräävällä kaatopäällä

Kokopuun kaato-kasaus metsurityönä

Kokopuun korjuu

korjurilla

Kokopuun metsäkuljetus kuormatraktorilla

Kokopuun haketus

tienvarressa

Hakkeen autokuljetus

Hakettamattoman kokopuun

autokuljetus

Kokopuun haketus terminaalissa tai

käyttöpaikalla

Rangan korjuun ja hankinnan organisointi

Rangan hakkuu joukkokäsittelyharvesterilla

Rangan metsäkuljetus

Rangan haketus

tienvarressa

Rangan autokuljetus

Haketus terminaalissa tai

käyttöpaikalla Hakkeen

autokuljetus

Metsähakkeen vastaanotto, käsittely ja poltto lämpö- tai voimalaitoksella

Hakkeen autokuljetus

Metsähakkeen korjuuketjut

Latvusmassan kasaus,

kantojen nosto, pienpuun hakkuu…

Latvusmassan, kantojen ja

pienpuun metsäkuljetus…

Palstalla, tienvarressa,

terminaalissa tai käyttöpaikalla

haketus

Kaukokuljetus hakkeena,

tiivistettynä tai tiivistämättömänä puubiomassana

Korjuun ja hankinnan

ohjaus

Kuva:Benefon Kuva: Oy Alholmens Kraft Ab

http://www.bioenergiatieto.fi/default/www/etusivu/tietoa_bioenergiasta/erilaisia_laskureita

Korjuuketjut haketuspaikan mukaan

• Paalit & käyttöpaikkahaketus/murskaus

• Palstalla haketus

• Välivarastolla haketus/murskaus

• Käyttöpaikkahaketus/murskaus

• Terminaalihaketus/murskaus

UPM/Alholmens Kraft

Metsähakkeen alueellinen kysyntä vs. korjuupotentiaali

Kuntakohtainen metsähaketase

Metsähakkeen käyttö kunnittain

Kuntakohtainen metsähaketase

Metsähakkeen käyttö kunnittain

Kuntakohtainen metsähaketase

Metsähakkeen käyttö kunnittain

Kuntakohtainen metsähaketase

Metsähakkeen käyttö kunnittain

Tase on positiivisin Itä-Suomessa, negatiivisin rannikoilla ja Keski-Suomessa

Harvennuspuun autokuljetuskustannukset eri korjuutavoilla

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

5 20 35 50 65 80 95 110

125

140

155

Kaukokuljetusmatka, km

Kau

koku

ljetu

skus

tann

us, €

/m³ Kokopuu, €/m³

Palstahaketettu ranka& kokopuu, €/m³

Kokopuuhake, €/m³

Rankahake, €/m³

Kokopuupaalit, €/m³

Ranka, €/m³

Puunkorjuun ja –kuljetuksen sekä kaukolämmön tuotannon kausivaihtelu

0 % 10 % 20 % 30 % 40 % 50 % 60 % 70 % 80 % 90 % 100 %

Biomassarekka, ajo

Biomassarekka, kuormaus& purku

Hakerekka, ajo

Hakerekka, kuormaus &purku

Suhteellinen osuus kustannuksista, %

Työvoimakustannukset Pääomakustannukset Käyttökustannukset

0 % 10 % 20 % 30 % 40 % 50 % 60 % 70 % 80 % 90 % 100 %

Harvesteri

Kuormatraktori

Raskas kuormatraktori

Kaivukone

Hakkuri

Suhteellinen osuus kustannuksista, %

Työvoimakustannukset Pääomakustannukset Käyttökustannukset

Kor

juu-

ja k

ulje

tusk

alus

ton

kust

annu

srak

enne

Hak

kuup

oist

uma,

m³/h

a

Hakkuuvaihtoehdot nuorissa metsissä

Rinnankorkeusläpi-mitta X cm

Rinnankorkeusläpi-mitta noin 10 cm

Raivaus Energiapuun korjuu

Integroitu aines- ja

energiapuun korjuu

Ainespuun korjuu

Alk

uper

äine

n ku

vapo

hja:

Ves

a Ta

nttu

, Ram

k/TT

S

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

5 6 7 8 9 10 11 12 13

Hakkuupoistuman rinnankorkeusläpimitta, cm

Kor

juuk

usta

nnus

tien

vars

ivar

asto

lla, €

/m³

Ranganpalstahaketus

Ranka

Kokopuunpalstahaketus

Kokopuupaalit

Kokopuu

Pieniläpimittaisen puun korjuukustannus tienvarsivarastolla*

* Korjuukustannus tienvarsivarastolla = Hakkuu + (palstahaketus)+ metsäkuljetus.

Laskelmassa ”rautalankamallin leimikon” hakkuupoistuma 1500 runkoa hehtaarilta kaikilla d1.3 m läpimitoilla

Montako runkoa tunnissa hakkuulaitteen läpi, että hakkuu kannattaa?

Kokopuun ja rangan haketustuottavuus terminaaliolosuhteissa

55 m³/h

67 m³/h

0,33 m³

0,49 m³

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

Kokopuu Ranka

Kou

rata

akan

kok

o ha

ketu

kses

sa, m

³

Hak

etuk

sen

teho

tunt

ituot

tavu

us, m

³/h

Haketustuottavuus, m³/h Kourataakan koko, m³

Peruskoneen massan ja kantokoon vaikutus kantojen noston ajanmenekkiin

0

50

100

150

200

250

300

10 15 20 25 30 35 40 45 50 55

Kantoläpimitta, cm

Kan

non

nost

o ja

pal

oitte

luai

ka, s

Kantokorjuri& mänty

Kantokorjuri& kuusi

Kantokunkku& 17,5 tn &kuusi

PallariKH160, 21tn & kuusi

Kantojen esimurskauksen ja murskauksen määrä tulee kasvamaan tulevaisuudessa sekä

terminaaleissa ja tienvarsivarastoilla

Kuljetustehokkuus, epäpuhtauksien poisto,

kausivaihtelun tasaaminen &

terminaalilogistiikka !!!

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45 kmKokopuu & vv

45 kmKokopuu &terminaali

30m³

45 kmKokopuu & kp

30m³

45 kmLatvusmassa

& vv

45 kmLatvusmassa& kp 30 m³

45 kmLatvusmassa

& risutukit

45 km Kannot& kp 30 m³

45 km Kannot& terminaali

30 m³

Kor

juuk

usta

nnus

käy

ttöpa

ikal

la, €

/m³

Terminaalista toimitusKaukokuljetusHaketusMetsäkuljetusPaalausKantojen nostoHakkuu & kasausYleiskulut

X X X X X

X

X

Metsähakkeen käyttöpaikkahinnan kustannusrakenne, kun materiaali haketetaan joko

tienvarressa, terminaalissa tai käyttöpaikalla

Kyllä, jos…

Voiko puuta korjata kannattavasti ja toimitusvarmasti

energiantuotantoon?

• Pieniläpimittaisen harvennuspuun korjuussa korjuutapojen väliset erot ratkaistaan hakkuuvaiheessa

– Hakkuuvaiheessa syntynyttä kustannuseroa on suhteellisen vaikea kuroa umpeen metsä- ja kaukokuljetuksessa tai haketuksessa

• Koneen tuntikustannus vs. tuottavuus (€/m³) & muissa työvaiheissa syntyvät säästöt

• Rangalla parempi tuottavuus metsäkuljetuksessa, haketuksessa & hakettamattoman puun autokuljetuksessa kuin kokopuulla. Lisäksi rankana korjuu niveltyy erittäin hyvin integroituun korjuuseen

• Suomessa harvennukset perustuvat ala- tai laatuharvennukseen ja puiden valinnan tekee kuljettaja

– Nopein tapa tehostaa hakkuutyön tuottavuutta on parantaa harvennusten korjuuolosuhteita: riittävä näkyvyys ja hakkuupoistuman järeys = puuta korjataan hoidetuista metsistä aines- ja/tai energiapuuksi

– Nykyiset korjuumenetelmät & laitteet kehittyvät kokoajan hitaasti kiiruhtaen

• Energiapuu ei ole vastaus taimikonhoidon laiminlyönteihin – Pienipuustoisilla kohteilla toiminta on aina rajusti tappiollista

– Taimikkovaiheen metsän korjuuta tuskin saadaan millään kannattavaksi

– Käytäväharvennusten ja muiden radikaalien korjuumenetelmien käyttöönotto vaativat muutoksia nykyisiin metsänhoito-ohjeisiin sekä paljon teknistä kehitystyötä

Johtopäätökset:

• Laatu & toimitusvarmuus syntyy tekemällä: tavoitteena kuivaa, puhdasta ja tasalaatuista haketta

– Hakkuu, metsäkuljetus, varastointi, haketus & tehokas kuljetuslogistiikka pitkillä kaukokuljetusmatkoilla ja eri kuljetusmuotojen yhdistelmillä

– Metsähakkeen korjuun haitallisten seurannaisvaikutusten ennaltaehkäisy korjuuta kehittämällä

– Korjuun ja kuljetuksen tehokas toiminnanohjaus • Kosteus %, epäpuhtaudet, puun polttotekniikan/jalostuksen metsähakkeelle asettamat muut vaatimukset (kemia)

• Korjuu- ja kuljetuskaluston sekä kuljettajien mahdollisimman tasainen työllistyminen

– Kohtuulliset lisälaiteinvestoinnit korjuukoneisiin sekä riittävä määrä työtä investointikulujen kattamiseksi

– Kausivaihtelu aines- ja energiapuun korjuussa, turvetuotannossa, maanrakennuksessa, metsänparannuksessa & kiinteiden puupolttoaineiden käytössä

– Metsähakkeen raaka-aineen puskurivarastointi: ranka, paalit & esimurskattu kanto

• Sopivasti /riittävästi eri kokoluokan käyttöpaikkoja – Polttoaineen saatavuus => varmuus, aikataulut, määrät, hinnat…

– Kohtuulliset kuljetusmatkat

– Johdonmukainen tukipolitiikka

Johtopäätökset:

• Laitila, J. & Väätäinen, K. 2011. Kokopuun ja rangan autokuljetus ja haketustuottavuus. Metsätieteen aikakauskirja 2/2011

• Laitila, J., Leinonen, A., Flyktman, M., Virkkunen, M. & Asikainen, A. 2010. Metsähakkeen hankinta- ja toimituslogistiikan haasteet ja kehittämistarpeet. VTT Tiedotteita 2564

• Kärhä, K., Laitila, J., Jylhä, P., Nuutinen, Y. & Keskinen, S. 2009. Kokopuun paalaus - tuotantoketjun tuottavuus ja kustannukset. Metsätehon raportti 211

• Laitila, J., Asikainen, A. & Anttila, P. 2008. Energiapuuvarat. Julkaisussa: Kuusinen, M. & Ilvesniemi, H. (toim.). Energiapuun korjuun ympäristövaikutukset, tutkimusraportti.

• Laitila, J. 2010. Kantojen korjuun tuottavuus. Metlan työraportteja 150

• Laitila, J., Ala-Fossi, A., Vartiamäki, T., Ranta, T. & Asikainen, A. 2007. Kantojen noston ja metsäkuljetuksen tuottavuus. Metlan työraportteja 46.

• Heikkilä, J., Laitila, J., Tanttu, V., Lindblad, J., Sirén, M., Asikainen, A., Pasanen, K. & Korhonen, K.T. 2005. Karsitun energiapuun korjuuvaihtoehdot ja kustannustekijät. Metlan työraportteja 10

Esitykseen liittyvää kirjallisuutta:

Kiitos