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