Search

Työn tavoitteena oli luoda katsaus metsähakkeen käyttö- ja korjuumahdollisuuksiin vuonna 2020 ja selvittää asiantuntijakyselyn avulla metsähakkeen hankinta- ja toimituslogistiikan kehittämistarpeet, jotta metsähakkeen 13,5 milj. m3:n käyttötavoite voidaan saavuttaa vuonna 2020. Lisäksi perehdyttiin metsähakkeen nykyisiin korjuuketjuihin ja metsähakkeen hankinnan kustannusrakenteeseen, viljellyn energiapuun korjuuteknologiaan ja talouteen sekä pellettien ja torrefioidun puun tuotantoteknologiaan ja -kustannuksiin. Metsähakkeen korjuumahdollisuudet vuonna 2020 ovat 40,4 TWh eli 20,2 milj.m3, kun ainespuun korjuumäärä ja hakkuupoistuman rakenne ovat samat kuin vuosien 2004-2008 hakkuissa keskimäärin. Skenaariotarkastelun tuloksia tarkastellessa pitää muistaa, että käytännössä puunostajat ja metsänomistajat ratkaisevat puumarkkinoilla, miten metsiä vuonna 2020 hakataan ja hoidetaan. Metsähakkeelle asetettu 25 TWh:n suuruinen käyttötavoite voidaan saavuttaa yhdistetyssä sähkön- ja lämmöntuotannossa sekä erillisessä lämmöntuotannossa. Eniten metsähakkeen käyttöä voidaan lisätä yhdyskuntien CHP-laitoksissa (5,8 TWh) ja kivihiiltä käyttävissä CHP-laitoksissa (4,1 TWh). Lisäksi Suomeen on suunnitteilla kolme biojalostamoa, joiden kokonaistuotantokapasiteetti on noin 7 TWh liikenteen biopolttoainetta. Biopolttoaineiden tuotannossa syntyy paljon lämpöenergiaa, jota voidaan hyödyntää biojalostamoon integroituneen teollisuuden prosesseissa ja parantaa biopolttoaineiden tuotannon hyötysuhdetta. Asiantuntijakyselyn mukaan metsähakkeen hankinnan tärkeimmät kehitystarpeet liittyvät harvennuspuulla korjuukustannusten alentamiseen, kuljettajien ammattitaidon edistämiseen, ammattitaitoisen työvoiman saatavuuden turvaamiseen ja korjuun integrointiin. Kannoilla tärkeimmät kehitystarpeet liittyvät kantomurskeen laadun ja käytettävyyden parantamiseen ja kaukokuljetustehokkuuden lisäämiseen. Metsänomistajien aktivoiminen energiapuukauppaan, samoin kuin kestävyys ja seurannaisvaikutusten huomioiminen energiapuun korjuussa, nousi korostetusti esille kaikilla metsähakelajeilla. Pitkän kuljetusmatkan kuljetusmuotoja, samoin kuin yhdistettyjä kuljetusmuotoja, on kehitettävä ja metsähakkeen puutteellista toimitusvarmuutta ja laatua on parannettava.

Liikennepolttoaineiden korvaaminen biopohjaisilla polttoaineilla on yhtenä keinona ilmastonmuutoksen hillinnässä ja öljyriippuvuuden vähentämisessä. Suomessa kehitetään biomassan kaasutukseen perustuvia synteettisen biodieselin, ns. Fischer-Tropsch-dieselin, tuotantotekniikoita. Yhtenä raaka-aineena F-T-dieseliin on mahdollista käyttää turvetta, mikä herättää paljon mielenkiintoa Suomen suurten turvevarojen takia. Tässä tutkimuksessa tarkasteltiin turve-F-T-dieselin kasvihuonevaikutusta elinkaarinäkökulmasta. Turpeen ja turvemaan eri hyödyntämistapauksille laskettuja ketjuja verrattiin fossiiliseen dieseliin sekä metsätähde- ja ruokohelpipohjaiseen F-T-dieseliin. Kasvihuonevaikutuksen arvioimiseen käytettiin säteilypakotetta. Työssä laskettiin kasvihuonevaikutus useissa tuotantoketjuissa käyttäen erilaisia oletuksia. Työssä ei arvioitu eri oletusten realistisuutta. Laskennallisina tarkasteluaikajänteinä käytettiin 100 ja 300 vuotta. Turvepohjainen F-T-diesel on ilmastovaikutukseltaan tarkastelun rajoista, lähtötilanteesta ja jälkikäytöstä riippuen vaihtelevassa asemassa verrattuna fossiiliseen dieseliin sekä metsätähde- ja ruokohelpipohjaiseen F-T-dieseliin verrattuna. Useissa ketjuissa kasvihuonevaikutus on fossiilista dieseliä suurempi. Jos turve tuotetaan suopelloilta, jotka ovat voimakkaita kasvihuonekaasujen päästölähteitä, on kasvihuonevaikutus pienempi kuin, jos turve tuotetaan metsäojitetuilta soilta. Jos aluetta hyödynnetään turvetuotannon jälkeen kasvattamalla siinä metsää tai viljelemällä ruokohelpeä ja jälkikäytössä tuotettu biomassa hyödynnetään edelleen F-T-dieseliksi, alenee ketjussa tuotetun F-T-dieselin hyödyntämisen kokonaisvaikutus. Fossiiliseen dieseliin verrattuna turvepohjaisen F-T-dieselin aiheuttama kasvihuonevaikutus on pitkällä tarkasteluajalla alhaisempi siinä tapauksessa, että turve tuotetaan suopelloilta. Käytetyn turvevaran lisäksi merkittävimmin turve-F-T-dieselin kasvihuonevaikutukseen vaikuttavat polttoaineen prosessointi (häviöt ja käytetty sähkö) ja loppukäyttö. Prosessissa käytetyn sähkön tuottamisessa aiheutuvilla päästöillä on suuri vaikutus kasvihuonevaikutukseen. Tavallisesti uudessa sähköä kuluttavassa toiminnassa kulutettava sähkö on arvioitava marginaalisähköksi, mutta tietyissä erikoistapauksissa myös marginaalisähköstä poikkeava vähäpäästöinen sähkö voisi tulla kyseeseen. Tässä tutkimuksessa prosessissa kulutettavan sähkön tuotannossa syntyvät päästöt arvioitiin sekä nykyisen tyypillisen marginaalisähkön että nollapäästöisen sähkön mukaan, jotta sähkön tuotannon päästöjen merkitys tulisi selvästi tuloksissa esille. Turvepohjaisen F-T-dieselin kasvihuonevaikutus metsäteollisuuteen integroidussa tuotannossa on fossiilista dieseliä pienempi, kun tuotannossa oletetaan käytettävän nollapäästöistä sähköä ja turvemaata hyödynnetään liikennepolttoaineiden tuottamiseen kokonaisvaltaisesti, siis tuotetaan ensin turve-F-T-dieseliä ja jälkikäytössä (metsitys) syntynyttä puubiomassaa jalostetaan myös F-T-dieseliksi. Työssä arvioitiin myös hiilidioksidin talteenoton ja varastoinnin (CCS) hyödyntämistä F-T-dieselin tuotannossa. Kansainvälinen ilmastopaneeli on listannut CCS:n yhdeksi merkittäväksi ilmastonmuutoksen hillinnän keinoksi tulevaisuudessa. F-T-dieselin tuotantoprosessissa erotetaan hiilidioksidia prosessiteknisistä syistä, ja erotetusta hiilidioksidista (häviöstä) on mahdollista saada talteen suuri osa, mikä vähentää biomassapohjaisen (turve, metsätähde ja ruokohelpi) F-T-dieselin kasvihuonevaikutusta. Jos F-T-dieselin tuotantoon on sisällytetty CCS, vähenee 300 vuoden tarkasteluajalla turve- ja biomassapohjaisen F-T-dieselin tuotannon kasvihuonevaikutus fossiilisen dieselin vaikutuksen tasolle tai sen alle ketjusta riippuen.

A GIS-based approach is presented in order to define a decision support system tool for strategic planning of forest biomass supply chain for a heating/energy use. The presented GIS-based approach focus its analysis on forest management data, road network characteristics, terrain features and chipping and transporting cost. According to two different heating plants location, results on the availability of logging residues for energy use are presented in form of cost supply curves. For the investigated case study, supply curves evidence that, also at local level, different locations of heating plants can affect the cost-efficient use of logging residues in form of wood chips.

Liikennepolttoaineiden korvaaminen biopohjaisilla polttoaineilla on yhtenä keinona ilmastonmuutoksen hillinnässä ja öljyriippuvuuden vähentämisessä. Suomessa kehitetään biomassan kaasutukseen perustuvia synteettisen biodieselin, ns. Fischer-Tropsch-dieselin, tuotantotekniikoita. Yhtenä raaka-aineena F-T-dieseliin on mahdollista käyttää turvetta, mikä herättää paljon mielenkiintoa Suomen suurten turvevarojen takia. Tässä tutkimuksessa tarkasteltiin turve-F-T-dieselin kasvihuonevaikutusta elinkaarinäkökulmasta. Turpeen ja turvemaan eri hyödyntämistapauksille laskettuja ketjuja verrattiin fossiiliseen dieseliin sekä metsätähde- ja ruokohelpipohjaiseen F-T-dieseliin. Kasvihuonevaikutuksen arvioimiseen käytettiin säteilypakotetta. Työssä laskettiin kasvihuonevaikutus useissa tuotantoketjuissa käyttäen erilaisia oletuksia. Työssä ei arvioitu eri oletusten realistisuutta. Laskennallisina tarkasteluaikajänteinä käytettiin 100 ja 300 vuotta. Turvepohjainen F-T-diesel on ilmastovaikutukseltaan tarkastelun rajoista, lähtötilanteesta ja jälkikäytöstä riippuen vaihtelevassa asemassa verrattuna fossiiliseen dieseliin sekä metsätähde- ja ruokohelpipohjaiseen F-T-dieseliin verrattuna. Useissa ketjuissa kasvihuonevaikutus on fossiilista dieseliä suurempi. Jos turve tuotetaan suopelloilta, jotka ovat voimakkaita kasvihuonekaasujen päästölähteitä, on kasvihuonevaikutus pienempi kuin, jos turve tuotetaan metsäojitetuilta soilta. Jos aluetta hyödynnetään turvetuotannon jälkeen kasvattamalla siinä metsää tai viljelemällä ruokohelpeä ja jälkikäytössä tuotettu biomassa hyödynnetään edelleen F-T-dieseliksi, alenee ketjussa tuotetun F-T-dieselin hyödyntämisen kokonaisvaikutus. Fossiiliseen dieseliin verrattuna turvepohjaisen F-T-dieselin aiheuttama kasvihuonevaikutus on pitkällä tarkasteluajalla alhaisempi siinä tapauksessa, että turve tuotetaan suopelloilta. Käytetyn turvevaran lisäksi merkittävimmin turve-F-T-dieselin kasvihuonevaikutukseen vaikuttavat polttoaineen prosessointi (häviöt ja käytetty sähkö) ja loppukäyttö. Prosessissa käytetyn sähkön tuottamisessa aiheutuvilla päästöillä on suuri vaikutus kasvihuonevaikutukseen. Tavallisesti uudessa sähköä kuluttavassa toiminnassa kulutettava sähkö on arvioitava marginaalisähköksi, mutta tietyissä erikoistapauksissa myös marginaalisähköstä poikkeava vähäpäästöinen sähkö voisi tulla kyseeseen. Tässä tutkimuksessa prosessissa kulutettavan sähkön tuotannossa syntyvät päästöt arvioitiin sekä nykyisen tyypillisen marginaalisähkön että nollapäästöisen sähkön mukaan, jotta sähkön tuotannon päästöjen merkitys tulisi selvästi tuloksissa esille. Turvepohjaisen F-T-dieselin kasvihuonevaikutus metsäteollisuuteen integroidussa tuotannossa on fossiilista dieseliä pienempi, kun tuotannossa oletetaan käytettävän nollapäästöistä sähköä ja turvemaata hyödynnetään liikennepolttoaineiden tuottamiseen kokonaisvaltaisesti, siis tuotetaan ensin turve-F-T-dieseliä ja jälkikäytössä (metsitys) syntynyttä puubiomassaa jalostetaan myös F-T-dieseliksi. Työssä arvioitiin myös hiilidioksidin talteenoton ja varastoinnin (CCS) hyödyntämistä F-T-dieselin tuotannossa. Kansainvälinen ilmastopaneeli on listannut CCS:n yhdeksi merkittäväksi ilmastonmuutoksen hillinnän keinoksi tulevaisuudessa. F-T-dieselin tuotantoprosessissa erotetaan hiilidioksidia prosessiteknisistä syistä, ja erotetusta hiilidioksidista (häviöstä) on mahdollista saada talteen suuri osa, mikä vähentää biomassapohjaisen (turve, metsätähde ja ruokohelpi) F-T-dieselin kasvihuonevaikutusta. Jos F-T-dieselin tuotantoon on sisällytetty CCS, vähenee 300 vuoden tarkasteluajalla turve- ja biomassapohjaisen F-T-dieselin tuotannon kasvihuonevaikutus fossiilisen dieselin vaikutuksen tasolle tai sen alle ketjusta riippuen.

The objectives of this thesis are to evaluate (1) the influence of slope aspect on boreal plant responses to clear-cutting and (2) the effects of post-harvest extraction of bioenergy (logging residues or slash) on plant composition, richness and performance in clear-cuts. Such insight is essential for understanding changes in species composition and richness in response to clear-cutting and application of intensified harvesting systems. The focus is on productive and managed spruce dominated forests and focal organisms are mosses, liverworts (i.e. bryophytes) and vascular plants. Space-for-time substitution studies were performed in south- and north-facing slopes located in 10 forests and 10 adjacent clear-cut stands in central Sweden. Differences between forests and clear-cuts were interpreted as effects of clear-cutting. The results show that the response of all three focal groups differed between aspects. More species were lost in south-facing slopes and clear-cutting reduced species richness of liverworts as well as of bryophytes and vascular plants associated with sheltered habitats. By contrast, clear-cutting caused no reduction in any group and more species were added in north-facing slopes. As a result north-facing clear-cuts generally had higher species richness than their forest counterparts. The disparate patterns in species’ response between aspects were most likely caused by initial microclimatic differences and a greater microclimatic change in south-facing slopes, in response to clear-cutting. A paired comparative study of conventionally harvested (i.e. slash left) and slash-harvested clear-cut stands was performed 5-10 years after clear-cutting in south-central Sweden. Both the species composition and the richness of mosses and liverworts were affected by slash harvest, whereas the composition of vascular plants was not. Slash harvest also reduced richness of mosses and liverworts associated with forests and organic substrates (e.g. dead wood and litter). Species richness of vascular plants and bryophytes associated with inorganic substrates (i.e. mineral soil) was unchanged. Differences between conventionally harvested stands and slash-harvested stands were most likely a result of reduced cover of organic material reducing substrate availability and shelter in the latter. Increased mechanical disturbance in slash-harvested stands that destroys remnant forest vegetation and favours pioneers may also play a role. A bryophyte transplant experiment was performed in seven clear-cuts in central Sweden and monitored over one vegetation period. The results show that logging residues (or slash) and forest edges may shelter ground-dwelling bryophytes by buffering the clear-cut microclimate. In conclusion, both slope aspect and extraction of forest bioenergy affect plant survival in clear-cut boreal forests. As surviving plant populations facilitate re-colonisation, north-facing slopes and conventionally harvested clear-cuts (i.e. slash left) may potentially recover faster than south-facing slopes and slash-harvested clear-cuts.

Renewable energy sources play an important role in the Finnish energy and climate strategies which are implemented partly through the Action Plan for Renewable Energy Sources. Enhancement of wood energy plays a key role in the plan. A special emphasis is given to forest chips produced from small-sized trees from early thinnings and above-ground and below-ground residual biomass from regeneration cuttings. The production goal of forest chips is 5 million m3 solid (10 TWh) in 2010. The use of forest chips is promoted by means of environmental taxes, financial aid for investments, and financial support for research, development and commercialization of technology. In 2002, altogether 365 heating and power plants larger than 0.4 MW used forest chips. The total consumption was 1.7 million m3, the use of small houses and farms included. The growth of use is presently about 350 000 m3 per annum, but reaching the official goal will require an annual growth of 400 000 m3 during this decade.The consumption of roundwood per capita, 15 m3 per annum, is in Finland 20 times as high as the average consumption of the EU countries, respectively. Consequently, residual forest biomass is abundantly available. The capacity of heating and power plants to use forest chips is large enough to meet the goal. However, users require competitive chip prices, good quality control of fuel and reliable supply chains, and new efficient procurement systems are being developed. The paper deals with the drivers of this development: support measures of the Government; strong support to research, development and commercialization of forest chip production from the National Technology Agency Tekes; advanced infrastructure for the procurement of timber for the forest industries; positive attitude and active participation of the forest industries; the active role of leading forest machine and boiler manufacturers, and the possibility to cofire wood and peat fuels in large fluidized bed boilers so as to secure the availability of fuel in all conditions, stabilize the moisture content of fuel and reduce the emissions from combustion.

Puuenergian teknologiaohjelmassa kehitettiin metsähakkeen suurimittaisia tuotantoketjuja ja niihin liittyviä teknologioita. Kehitystyössä tähdennettiin tuotantokustannusten alentamista, toimitusvarmuutta ja metsähakkeen laadun parantamista. Ohjelmassa on kehitetty hakkeen suurkäyttäjille erinomaisesti soveltuvaa risutukkitekniikkaa, joka on nopeasti yleistynyt Suomessa ja leviämässä vientituotteeksi. Metsähakkeen raaka-ainepohja on laajentunut ohjelman aikana päätehakkuiden tähteistä nuorten metsien harvennuspuuhun ja kantomurskeeseen. Ohjelman kokonaislaajuus oli noin 42 miljoonaa euroa ja siihen osallistui 53 yritystä ja 27 tutkimusyksikköä. Tässä ohjelman neljännessä vuosikirjassa esitellään 31:n käynnissä olevan projektin tuloksia vuosilta 2002-2003. Ohjelmaan on liitetty Puupolttoaineiden pientuotannon ja -käytön panostusalue vuonna 2002. Siinä kehitetään korkeatasoista osaamista koko puupolttoaineiden pienkäytön liiketoimintaketjuun: polttoaineen hankinnasta, käsittelystä, varastoinnista ja logistiikasta sen käyttöön ja lämmöntuotantoon. Kirjan lopussa esitellään tämän panostusalueen projektien ensimmäisiä tuloksia.

Puuenergian teknologiaohjelmassa kehitettiin metsähakkeen suurimittaisia tuotantoketjuja ja niihin liittyviä teknologioita. Kehitystyössä tähdennettiin tuotantokustannusten alentamista, toimitusvarmuutta ja metsähakkeen laadun parantamista. Ohjelmassa on kehitetty hakkeen suurkäyttäjille erinomaisesti soveltuvaa risutukkitekniikkaa, joka on nopeasti yleistynyt Suomessa ja leviämässä vientituotteeksi. Metsähakkeen raaka-ainepohja on laajentunut ohjelman aikana päätehakkuiden tähteistä nuorten metsien harvennuspuuhun ja kantomurskeeseen. Ohjelman kokonaislaajuus oli noin 42 miljoonaa euroa ja siihen osallistui 53 yritystä ja 27 tutkimusyksikköä. Tässä ohjelman neljännessä vuosikirjassa esitellään 31:n käynnissä olevan projektin tuloksia vuosilta 2002-2003. Ohjelmaan on liitetty Puupolttoaineiden pientuotannon ja -käytön panostusalue vuonna 2002. Siinä kehitetään korkeatasoista osaamista koko puupolttoaineiden pienkäytön liiketoimintaketjuun: polttoaineen hankinnasta, käsittelystä, varastoinnista ja logistiikasta sen käyttöön ja lämmöntuotantoon. Kirjan lopussa esitellään tämän panostusalueen projektien ensimmäisiä tuloksia.

In this work the amount of nutrients accumulated in the above ground biomass of nine representative Pinus radiata plantations from NW Spain were studied. From the data of 54 trees, models to estimate the mass of the different tree fractions were developed. The logging residues accumulate the most part of N (60%), as well as substantial amounts of P, K, Ca and Mg (36 to 47%). The accumulations in tree biomass of P, Mg, K and, in some cases, Ca are considerably higher than the available amounts in the soil. The data confirm that the frequent deficiencies of these elements in this type of forest plantations are due to the low nutrient storage in the soils. They also suggest that the nutritional stability of these systems is dependent on the nutrient supply by the decomposition of logging residues. These results, along with those of previous studies, show the need to carry out an appropriate management of logging residues, as well as fertilisation programmes to compensate the nutrient extractions by the clear cutting, especially if whole-tree harvesting is carried out., En este trabajo se presentan datos sobre biomasa arbórea y contenidos de nutrientes en nueve plantaciones de Pinus radiata localizadas en Galicia sobre los suelos más representativos en la zona, desarrollados sobre esquistos y rocas graníticas. A partir de los datos dasométricos de 54 árboles, se desarrollaron modelos para estimar las diferentes fracciones arbóreas. Los restos de corta (ramas, acículas y piñas) acumulan la mayor proporción del N de la plantación (60%), así como cantidades substanciales de P, K, Ca y Mg (entre 36 y 47%). Las acumulaciones en la biomasa arbórea de P, Mg, K y en algunos casos Ca, son considerablemente superiores a las cantidades asimilables en los suelos. Estos datos, por una parte, confirman que las frecuentes deficiencias de esos elementos en estas plantaciones se deben a su escasa reserva en los suelos. Por otro lado, también sugieren que la estabilidad nutricional de estos sistemas depende de los aportes de elementos durante la descomposición de los restos de corta. Los resultados muestran la necesidad de realizar fertilizaciones que compensen la extracción de nutrientes durante el aprovechamiento, especialmente si éste incluye la retirada de restos de corta.

In this work the amount of nutrients accumulated in the above ground biomass of nine representative Pinus radiata plantations from NW Spain were studied. From the data of 54 trees, models to estimate the mass of the different tree fractions were developed. The logging residues accumulate the most part of N (60%), as well as substantial amounts of P, K, Ca and Mg (36 to 47%). The accumulations in tree biomass of P, Mg, K and, in some cases, Ca are considerably higher than the available amounts in the soil. The data confirm that the frequent deficiencies of these elements in this type of forest plantations are due to the low nutrient storage in the soils. They also suggest that the nutritional stability of these systems is dependent on the nutrient supply by the decomposition of logging residues. These results, along with those of previous studies, show the need to carry out an appropriate management of logging residues, as well as fertilisation programmes to compensate the nutrient extractions by the clear cutting, especially if whole-tree harvesting is carried out. En este trabajo se presentan datos sobre biomasa arbórea y contenidos de nutrientes en nueve plantaciones de Pinus radiata localizadas en Galicia sobre los suelos más representativos en la zona, desarrollados sobre esquistos y rocas graníticas. A partir de los datos dasométricos de 54 árboles, se desarrollaron modelos para estimar las diferentes fracciones arbóreas. Los restos de corta (ramas, acículas y piñas) acumulan la mayor proporción del N de la plantación (60%), así como cantidades substanciales de P, K, Ca y Mg (entre 36 y 47%). Las acumulaciones en la biomasa arbórea de P, Mg, K y en algunos casos Ca, son considerablemente superiores a las cantidades asimilables en los suelos. Estos datos, por una parte, confirman que las frecuentes deficiencias de esos elementos en estas plantaciones se deben a su escasa reserva en los suelos. Por otro lado, también sugieren que la estabilidad nutricional de estos sistemas depende de los aportes de elementos durante la descomposición de los restos de corta. Los resultados muestran la necesidad de realizar fertilizaciones que compensen la extracción de nutrientes durante el aprovechamiento, especialmente si éste incluye la retirada de restos de corta.

Tekesin Puuenergian teknologiaohjelman tavoitteena on luoda teknis-taloudelliset edellytykset metsähakkeen käytön viisinkertaistamiseksi vuoteen 2003 mennessä eli lisätä käyttö 2,5 miljoonaan m3:iin. Vuonna 2003 metsähakkeella tuotettaisiin energiaa noin 5 TWh eli lähes 0,5 Mtoe. Näin nopea kasvu on mahdollista saavuttaa vain teollisuuden raakapuun hankintaan liittyvän puupolttoaineen tuotannon ja suurien käyttökohteiden kautta. Vaatimuksena on lisäksi, että metsähake tuotetaan ympäristöystävällisin menetelmin ja metsätalouden kestävyys turvaten. Rinnakkaisena tavoitteena on parantaa puupolttoaineitten laatua. Vuonna 2001 metsähakkeen käyttö oli 1,3 miljoonaa m3, mikä on noin puolet ohjelman tavoitteesta. Tekes on siis keskittänyt puuenergian kehitystoiminnan Puuenergian teknologiaohjelmaan, jonka kokonaisbudjetin arvio vuosille 1999-2003 on 42 M euroa . Vuoden 2002 heinäkuun loppuun alkuun mennessä oli käynnistynyt 35 tutkimuslaitos-, 35 yritys- ja 15 demonstraatiohanketta. Niiden kokonaislaajuus on 27,6 M euroa. Tässä ohjelman kolmannessa vuosikirjassa esitellään 35 käynnissä olevan projektin tuloksia vuosilta 2001-2002. Kirjan lopussa on myös katsaukset IEA:n bioenergiatoimintaan.

Tekesin Puuenergian teknologiaohjelman tavoitteena on luoda teknis-taloudelliset edellytykset metsähakkeen käytön viisinkertaistamiseksi vuoteen 2003 mennessä eli lisätä käyttö 2,5 miljoonaan m3:iin. Vuonna 2003 metsähakkeella tuotettaisiin energiaa noin 5 TWh eli lähes 0,5 Mtoe. Näin nopea kasvu on mahdollista saavuttaa vain teollisuuden raakapuun hankintaan liittyvän puupolttoaineen tuotannon ja suurien käyttökohteiden kautta. Vaatimuksena on lisäksi, että metsähake tuotetaan ympäristöystävällisin menetelmin ja metsätalouden kestävyys turvaten. Rinnakkaisena tavoitteena on parantaa puupolttoaineitten laatua. Vuonna 2001 metsähakkeen käyttö oli 1,3 miljoonaa m3, mikä on noin puolet ohjelman tavoitteesta. Tekes on siis keskittänyt puuenergian kehitystoiminnan Puuenergian teknologiaohjelmaan, jonka kokonaisbudjetin arvio vuosille 1999-2003 on 42 M euroa . Vuoden 2002 heinäkuun loppuun alkuun mennessä oli käynnistynyt 35 tutkimuslaitos-, 35 yritys- ja 15 demonstraatiohanketta. Niiden kokonaislaajuus on 27,6 M euroa. Tässä ohjelman kolmannessa vuosikirjassa esitellään 35 käynnissä olevan projektin tuloksia vuosilta 2001-2002. Kirjan lopussa on myös katsaukset IEA:n bioenergiatoimintaan.

Tämä julkaisu on tehty Puuenergian teknologiaohjelmaan kuuluvaan projektiin "Metsähakkeen autokuljetusten logistiikan ja kuljetuskaluston kehittäminen" liittyvistä kuormantäyttökokeista.Kokeiden tavoitteena oli tehostaa hakeautojen kuormatilan käyttöä.Laboratoriokokeiden avulla tutkittiin ja kehitettiin teknisiä keinoja, joilla kuormausta voitiin nopeuttaa ja saatiin aikaan riittävän tiivis, koko kuormatilan täyttävä kuorma.VTT Energiassa suunniteltiin ja rakennettiin kuormantäyttökokeita varten koelaitteisto, jolla voitiin tutkia erilaisia kuormaukseen ja kuormantäyttöön liittyviä tekijöitä.Koelaitteistolla tutkittiin mm. hakkeen tiivistymistä kuormatilassa, kuormauksen tehontarvetta sekä kuormatilan täyttönopeutta. Tutkittavana materiaalina käytettiin sekä kosteaa että kuivaa hakkuutähdehaketta..Vuodenajan vaikutusta kuorman muodostumiseen tutkittiin tekemällä kuormantäyttökokeita sekä kesällä että talvella.Tutkittavat kuormausvaihtoehdot olivat: hakkeen puhaltaminen kuormatilaan, kuormaus hihnakuljettimella, kuormaus mekaanisella heittimellä varustetulla hihnakuljettimella sekä kauhakippaus.Kuormauskokeissa suurin kuormauskapasiteetti saavutettiin hihnakuljettimella.Sen kapasiteetti oli noin 14,5 tonnia kuiva-ainetta tunnissa.Seuraavaksi suurin kuormauskapasiteetti saavutettiin puhaltimella.Kuormauksen tehontarve oli pienin hihnakuljettimella, alle 5 kilowattia.Seuraavaksi pienin tehontarve oli hihnakuljetin + heitin -yhdistelmällä, jonka tehontarve oli likimain kolminkertainen hihnakuljettimeen verrattuna.Suurin hakkeen irtotiheys muodostui kuormiin, jotka kuormattiin mekaanisella heittimellä varustetulla hihnakuljettimella.Näissä kuormissa irtotiheys oli noin 15 % suurempi kuin puhalletuissa kuormissa.Hihnakuljettimella kuormattujen kuormien irtotiheys oli noin 10 % suurempi kuin puhalletuissa kuormissa.

International audience; The effects of logging residue management practices on export and dynamics of nutrients were studied in a plantation of Pinus radiata D. Don growing on an infertile soil, in a humid, temperate area of NW Spain. The export of nutrients due to the removal of wood and logging residues during thinning and clear-cutting was evaluated by estimation of nutrient stores in the above-ground biomass and in the soil. Nutrient dynamics in decomposing slash needles and twigs were monitored over one year in a thinned stand and in an adjacent clear-cut area. Comparison of nutrient release in decaying residues with the nutrient store in tree biomass as well as inputs via litterfall and atmosphere allowed discussion of possible implications for sustainable sylviculture in these plantations. Nutrient release from decomposing material increased following clear-cutting and to an even greater extent, after mechanical incorporation of logging residues to the mineral soil, which substantially increased the short-term flush of some nutrients.; Effets des pratiques forestières sur la nutrition d'un peuplement de Pinus radiata : exportation des éléments minéraux et dynamique des résidus en décomposition. Les effets de l'utilisation des résidus d'exploitations forestières sur l'exportation et la dynamique des éléments minéraux ont été étudiés dans une plantation de Pinus radiata D. Don située sur une station non fertile et dans une région humide et tempérée du Nord-Ouest de l'Espagne. Le flux d'éléments minéraux dû à l'exportation du bois et des résidus de l'exploitation forestière à la suite d'une éclaircie et d'une coupe rase a été évalué à partir de l'estimation des réserves d'éléments minéraux dans la biomasse aérienne forestière et dans le sol. La dynamique des éléments minéraux provenant des résidus en décomposition d'aiguilles et de brindilles a été suivi pendant un an dans une parcelle éclaircie et aussi dans une zone de déboisement adjacente. La comparaison de la libération d'éléments minéraux en décomposition avec la réserve d'éléments minéraux dans la biomasse des arbres, de même que les apports par les pluviolessivats et les pluies incidentes nous ont permis de discuter des implications possibles pour assurer la pérennité de la production forestière. La libération des éléments minéraux à partir de matières en décomposition augmente après le défrichement total, et ceci tout particulièrement après l'incorporation mécanique des résidus d'exploitations forestières au sol minéral, laquelle augmente de façon appréciable la libération d'éléments minéraux.

VTT Energia on arvioinut biopolttoaineiden tuotannon ja suurkäytön mahdollisuuksia tulevaisuudessa Tekesin Climtech-ohjelman projektissa "Biopolttoaineiden merkitys kasvihuonekaasujen vähentämisessä. selvityksessä on tarkasteltu kahta vaihtoehtoa: Perusvaihtoehto on Uusiutuvien edistämisohjelman tavoitteiden mukainen ja maksimivaihtoehdossa pyritään maksimoimaan biopolttoaineiden käyttö.Pääpaino tässä tarkastelussa on puupolttoaineilla suurkäyttökohteissa, koska esimerkiksi kierrätyspolttoaineita ja puun pienkäyttöä on tarkasteltu tarkemmin omissa kohdissaan.

Suomessa on tavoitteena nostaa metsähakkeen energiakäyttö 5 milj. m³:iin vuoteen 2010 mennessä. Se vastaa lämpösisällöltään 0,9 miljoonaa ekvivalenttista öljytonnia. Kehityksen ja energiapolitiikan vaikuttavuuden seuraamiseksi Puuenergian teknologiaohjelma teki selvityksen käytön tilasta vuonna 1999. Metsähaketta käytettiin 135 lämpölaitoksessa, 21 voimalaitoksessa sekä useissa tuhansissa pientaloissa. Metsähakkeen kaupallinen käyttö oli 567 000 m³ ja kaupan ulkopuolella tapahtunut pienkäyttö arviolta 180 000 m³. Käyttö on ripeässä kasvussa erityisesti sähkön ja lämmön yhteistuotannossa. Julkaisussa annetaan tietoja käytön kohdistumisesta erikokoisiin laitoksiin, käytön vuodenajoittaisesta vaihtelusta, metsähakkeen raaka-ainelähteistä, metsähakkeen kosteudesta sekä hintakehityksestä. Hinta aleni 1990-luvulla 35 %. Vuonna 1999 keskimääräinen hinta käyttöpaikalla oli kokopuuhakkeella 61 mk/MWh, hakkuutähdehakkeella 44 mk/MWh sekä kaikella metsähakkeella keskimäärin 53 mk/MWh.

VTT Energia on arvioinut biopolttoaineiden tuotannon ja suurkäytön mahdollisuuksia tulevaisuudessa Tekesin Climtech-ohjelman projektissa "Biopolttoaineiden merkitys kasvihuonekaasujen vähentämisessä. selvityksessä on tarkasteltu kahta vaihtoehtoa: Perusvaihtoehto on Uusiutuvien edistämisohjelman tavoitteiden mukainen ja maksimivaihtoehdossa pyritään maksimoimaan biopolttoaineiden käyttö.Pääpaino tässä tarkastelussa on puupolttoaineilla suurkäyttökohteissa, koska esimerkiksi kierrätyspolttoaineita ja puun pienkäyttöä on tarkasteltu tarkemmin omissa kohdissaan.

Tekesin Puuenergian teknologiaohjelman tavoitteena on luoda teknistaloudelliset edellytykset metsähakkeen käytön viisinkertaistamiseksi vuoteen 2003 mennessä eli lisätä käyttö 2,5 miljoonaan m3:iin. Vuonna 2003 metsähakkeella tuotettaisiin energiaa noin 5 TWh eli lähes 0,5 Mtoe. Näin nopea kasvu on mahdollista saavuttaa vain teollisuuden raakapuun hankintaan liittyvän puupolttoaineen tuotannon ja suurien käyttökohteiden kautta. Vaatimuksena on lisäksi, että metsähake tuotetaan ympäristöystävällisin menetelmin ja metsätalouden kestävyys turvaten. Rinnakkaisena tavoitteena on parantaa puupolttoaineiden laatua. Vuonna 2000 metsähakkeen käyttö oli lähes miljoona m3. Tekes on siis keskittänyt puuenergian kehitystoiminnan Puuenergian teknologiaohjelmaan, jonka kokonaisbudjetin arvio vuosille 1999-2003 on 250 miljoonaa markkaa. Vuoden 2001 kesäkuun alkuun mennessä oli käynnistynyt 26 tutkimuslaitos-, 24 yritys- ja 12 demonstraatiohanketta. Niiden kokonaislaajuus on 86,1 miljoonaa markkaa (14,5 M ). Tässä ohjelman toisessa vuosikirjassa 2001 esitellään 42 projektin tuloksia vuosilta 2000-2001.

Tekesin Puuenergian teknologiaohjelman tavoitteena on luoda teknistaloudelliset edellytykset metsähakkeen käytön viisinkertaistamiseksi vuoteen 2003 mennessä eli lisätä käyttö 2,5 miljoonaan m3:iin. Vuonna 2003 metsähakkeella tuotettaisiin energiaa noin 5 TWh eli lähes 0,5 Mtoe. Näin nopea kasvu on mahdollista saavuttaa vain teollisuuden raakapuun hankintaan liittyvän puupolttoaineen tuotannon ja suurien käyttökohteiden kautta. Vaatimuksena on lisäksi, että metsähake tuotetaan ympäristöystävällisin menetelmin ja metsätalouden kestävyys turvaten. Rinnakkaisena tavoitteena on parantaa puupolttoaineiden laatua. Vuonna 2000 metsähakkeen käyttö oli lähes miljoona m3. Tekes on siis keskittänyt puuenergian kehitystoiminnan Puuenergian teknologiaohjelmaan, jonka kokonaisbudjetin arvio vuosille 1999-2003 on 250 miljoonaa markkaa. Vuoden 2001 kesäkuun alkuun mennessä oli käynnistynyt 26 tutkimuslaitos-, 24 yritys- ja 12 demonstraatiohanketta. Niiden kokonaislaajuus on 86,1 miljoonaa markkaa (14,5 M ). Tässä ohjelman toisessa vuosikirjassa 2001 esitellään 42 projektin tuloksia vuosilta 2000-2001.

Tämä julkaisu on tehty Puuenergian teknologiaohjelmaan kuuluvaan projektiin "Metsähakkeen autokuljetusten logistiikan ja kuljetuskaluston kehittäminen" liittyvistä kuormantäyttökokeista.Kokeiden tavoitteena oli tehostaa hakeautojen kuormatilan käyttöä.Laboratoriokokeiden avulla tutkittiin ja kehitettiin teknisiä keinoja, joilla kuormausta voitiin nopeuttaa ja saatiin aikaan riittävän tiivis, koko kuormatilan täyttävä kuorma.VTT Energiassa suunniteltiin ja rakennettiin kuormantäyttökokeita varten koelaitteisto, jolla voitiin tutkia erilaisia kuormaukseen ja kuormantäyttöön liittyviä tekijöitä.Koelaitteistolla tutkittiin mm. hakkeen tiivistymistä kuormatilassa, kuormauksen tehontarvetta sekä kuormatilan täyttönopeutta. Tutkittavana materiaalina käytettiin sekä kosteaa että kuivaa hakkuutähdehaketta..Vuodenajan vaikutusta kuorman muodostumiseen tutkittiin tekemällä kuormantäyttökokeita sekä kesällä että talvella.Tutkittavat kuormausvaihtoehdot olivat: hakkeen puhaltaminen kuormatilaan, kuormaus hihnakuljettimella, kuormaus mekaanisella heittimellä varustetulla hihnakuljettimella sekä kauhakippaus.Kuormauskokeissa suurin kuormauskapasiteetti saavutettiin hihnakuljettimella.Sen kapasiteetti oli noin 14,5 tonnia kuiva-ainetta tunnissa.Seuraavaksi suurin kuormauskapasiteetti saavutettiin puhaltimella.Kuormauksen tehontarve oli pienin hihnakuljettimella, alle 5 kilowattia.Seuraavaksi pienin tehontarve oli hihnakuljetin + heitin -yhdistelmällä, jonka tehontarve oli likimain kolminkertainen hihnakuljettimeen verrattuna.Suurin hakkeen irtotiheys muodostui kuormiin, jotka kuormattiin mekaanisella heittimellä varustetulla hihnakuljettimella.Näissä kuormissa irtotiheys oli noin 15 % suurempi kuin puhalletuissa kuormissa.Hihnakuljettimella kuormattujen kuormien irtotiheys oli noin 10 % suurempi kuin puhalletuissa kuormissa.

Suomessa on tavoitteena nostaa metsähakkeen energiakäyttö 5 milj. m³:iin vuoteen 2010 mennessä. Se vastaa lämpösisällöltään 0,9 miljoonaa ekvivalenttista öljytonnia. Kehityksen ja energiapolitiikan vaikuttavuuden seuraamiseksi Puuenergian teknologiaohjelma teki selvityksen käytön tilasta vuonna 1999. Metsähaketta käytettiin 135 lämpölaitoksessa, 21 voimalaitoksessa sekä useissa tuhansissa pientaloissa. Metsähakkeen kaupallinen käyttö oli 567 000 m³ ja kaupan ulkopuolella tapahtunut pienkäyttö arviolta 180 000 m³. Käyttö on ripeässä kasvussa erityisesti sähkön ja lämmön yhteistuotannossa. Julkaisussa annetaan tietoja käytön kohdistumisesta erikokoisiin laitoksiin, käytön vuodenajoittaisesta vaihtelusta, metsähakkeen raaka-ainelähteistä, metsähakkeen kosteudesta sekä hintakehityksestä. Hinta aleni 1990-luvulla 35 %. Vuonna 1999 keskimääräinen hinta käyttöpaikalla oli kokopuuhakkeella 61 mk/MWh, hakkuutähdehakkeella 44 mk/MWh sekä kaikella metsähakkeella keskimäärin 53 mk/MWh.

Nutrient concentration and distribution in the aboveground tree biomass, litter layer and mineral soil were determined in nine plantations of Eucalyptus globulus (6-18 years old) from NW Spain. In mature plantations, the total quantities of P, K, Ca and Mg in tree biomass were higher than available quantities of P, K, Ca and Mg in the soil. The logging residues (bark, branches, twigs and leaves), representing the 25 % of the total aboveground biomass, accumulated more than half of the tree biomass nutrients (N, K, Ca and Mg). These tree biomass components also accounted for more than 30 % of the P, Ca and Mg of the forest system. The organic horizon of soil in mature plantations also constituted an important reserve of limiting nutrients, specially of P, Ca and Mg. These results show the importance of logging residues and soil humus layer to avoid the loss of fertility after harvesting., En este trabajo se estudiaron nueve plantaciones de Eucalyptus globulus con edades comprendidas entre 6 y 18 años, localizadas en el norte de España (Lugo y noroeste de Asturias). Se determinó el nivel de nutrientes y su acumulación en las diferentes fracciones de la biomasa arbórea aérea, así como en el horizonte orgánico y en los horizontes minerales del suelo. Las cantidades de P, K, Ca y Mg total encontradas en la biomasa aérea de plantaciones de fin de turno son superiores a las cantidades disponibles de estos elementos en el suelo. Los restos de corta (corteza, ramas y hojas) de las plantaciones maduras, que representan el 25 % de la biomasa, acumulan más de la mitad de las cantidades de N, K, Ca y Mg que la plantación absorbe durante el turno. El horizonte orgánico de las plantaciones maduras constituye una reserva importante de elementos limitantes, puesto que las cantidades de algunos de ellos (P, Ca, Mg) superan a las cantidades disponibles en el suelo. Estos datos sugieren la necesidad de mantener los restos de corta y horizonte orgánico sobre el terreno tras el aprovechamiento de estas masas para mantener el nivel de fertilidad de los suelos.

Tekesin Puuenergian teknologiaohjelman tavoitteena on luoda teknistaloudelliset edellytykset metsähakkeen käytön viisinkertaistamiseksi vuoteen 2003 mennessä. Näin nopea kasvu on mahdollista saavuttaa vain teollisuuden raakapuun hankintaan liittyvän puupolttoaineen tuotannon ja suurien käyttökohteiden kautta. Vaatimuksena on lisäksi se, että metsähake tuotetaan ympäristöystävällisin menetelmin ja metsätalouden kestävyys turvaten. Rinnakkaisena tavoitteena on parantaa puupolttoaineitten laatua. Vuonna 1998 metsähakkeen käyttö oli noin 0,5 miljoonaa m3. Puuenergian teknologiaohjelman tavoitteena on luoda puitteet metsähakkeen vuotuisen energiakäytön viisinkertaistamiselle 2,5 miljoonaan m3:iin. Vuonna 2003 metsähakkeella tuotettaisiin energiaa siis noin 5 TWh eli lähes 0,5 Mtoe. Tekes on siis keskittänyt puuenergian kehitystoiminnan Puuenergian teknologiaohjelmaan, jonka kokonaisbudjetin arvio vuosille 1999-2003 on 250 miljoonaa markkaa. Vuoden 2000 kesäkuun alkuun mennessä oli käynnistynyt 15 tutkimuslaitos-, 15 yritys- ja kuusi demonstraatiohanketta. Niiden kokonaislaajuus on 75 miljoonaa markkaa. Tässä ohjelman ensimmäisessä vuosikirjassa 2000 esitellään 27 projektin tuloksia vuosilta 1999-2000.

Yhtenä merkittävimmistä globaaleista hiilen varastoista pidetään metsiä ja erityisesti niiden maaperän hiilivarastoja. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli tarkastella hakkuutähteiden energiakäytön merkitystä metsien hiilitaseelle ja erityisesti keskittyä tarkastelemaan hakkuutähteiden hajoamista maaperässä. Tutkimuksessa käytettiin Jari Liskin (EFI) kehittämää dynaamista mallia, jonka avulla voidaan laskea maaperään päätyvän orgaanisen aineksen hajoaminen ja maaperän kokonaishiilivaraston kehittyminen. Mallilaskelmilla kuvattiin hakkuutähteen muodostaman hiilisyötteen hajoamista maaperässä ja toisaalta maaperän kokonaishiilivaraston muutoksia hakkuiden jälkeen. Hakkuutähteisiin sitoutunut hiili hajoaa suurimmaksi osaksi melko nopeasti. Lähes 90 % hakkuutähteiden hiilestä hajoaa ensimmäisen 20 vuoden kuluessa. Hakkuutähteiden keruun aiheuttama hiilivaje hakkuu-hetkellä maaperään päätyvässä hiilimäärässä näkyy maaperän kokonais-hiilimäärässä vain n. 20 hakkuun jälkeistä vuotta. Tämän jälkeen erot hiilimäärissä ovat pieniä. Mallilla seurattiin myös maaperän kokonaishiilivaraston käyttäytymistä erilaisten hakkuiden jälkeen. Merkittävä vaikutus maaperän hiilivarastoon on jo ainespuu-hakkuilla ja hakkuu-tähteiden talteenoton lisävaikutus ei ole huomattava. Jatkuvalla karikesyötteellä on suurempi vaikutus maaperän hiilitaseeseen kuin yksittäisen vuoden suurella hiilisyötteellä, kuten hakkuutähteillä. Mallilaskelmien mukaan hakkuutähteiden hiilestä on hakkuuta seuraavien 100 vuoden aikana keskimäärin n. 11 % varastoituneena maaperään. Mikäli hakkuutähteet poltetaan hakkuun jälkeen, vapautuu kaikki hakkuutähteisiin sitoutunut hiili välittömästi ilmakehään. Tällöin tuo muussa tapauksessa maaperään varastoitunut 11 % hakkuutähteiden hiilestä voidaan ajatella 100 vuoden kiertoajalla epäsuoraksi päästöksi ilmakehään. Esimerkki-laskelmassa tämä päästö oli n. 40 - 45 kg CO2 MWhpa-1, kun polton kasvihuonekaasu-päästöt (muut kuin CO2) ovat n. 4 kg CO2 MWh-1 ja korjuuketjun aiheuttamat päästöt n. 5 - 10 kg CO2 MWhpa-1. Vertailun vuoksi hiilen poltosta aiheutuvat hiilidioksidi-päästöt Suomessa ovat n. 330 kg CO2 MWhpa-1 eli fossiilisen hiilen korvaaminen hakkuutähdehakkeella on maaperän hiilivaje huomioon ottaenkin mielekästä.

The scale of energy wood procurement effects on productivity and costs of harvesting.As the harvested amounts become greater, forest fuels must be recovered on larger geographic area.Hauling distaces become longer and residues must be gathered on less favorable areas from harvesting cost point of view.Knowledge on cost factors are needed in order to direct the harvesting to right logging sites and also in planning of operations.Selection of suitable harvesting method calls for information on the effect of conditions at the logging sites on productivity and costs.In this study, effect of cost factors on different harvesting systems are compiled.In addition to existing studies, additional time studies have been made.Harvesting systems are then compared on large geographic area.

Tässä raportissa arvioidaan päätehakkuussa syntyvän hakkuutähteen korjuuketjujen, hakkuutähteiden polton sekä tuhkankierrätyksen ja mahdollisen kompensaatiolannoituksen kasvihuonekaasujen päästötasot. Tehdyt laskelmat osoittavat, että metsätähteiden talteenotto on hyvin tehokasta, tuotantoketjun energiankulutus on noin 2 - 3 % tuotetun polttoaineen energia-sisällöstä ja koneiden aiheuttamat kasvihuonekaasu-päästöt pienet, 4 - 7 kg CO2-ekv/MWh tuotettua puupolttoainetta. Myös tuotanto-ketjujen väliset erot ovat pienet. Metsätähdehakkeen poltossa vapautuu Forssassa tehtyjen päästömittausten perusteella hyvin vähän kasvihuonekaasupäästöjä, vain noin 2 kg CO2-ekv/MWh käytettyä puupolttoainetta. Huonolla polttotekniikalla päästöt voivat olla kymmenkertaisia. Tuhkan granulointi ja levitys metsään nostaisi ketjujen päästöjä vain 3 - 6 %. Jos poisviety typpi tämän lisäksi palautettaisiin lannoittamalla, ovat tästä aiheutuvat lisäpäästöt samaa suuruusluokkaa kun tuotantoketjun muut päästöt eli noin 7 kg CO2-ekv/MWh. Jos puupolttoaineella voidaan suoraan korvata fossiilisia polttoaineita, vältytään vastaavasti fossiilisten polttoaineiden aiheuttamilta päästöiltä Parhaimmillaan voidaan metsätähdehakkeen käytöllä vähentää 97 - 98 % korvattujen polttoaineiden päästöistä. Lyhyen, muutaman viikon kestävän hakkeen varastoinnin aikana polttoaineen laatu kärsii, mutta ei kuitenkaan niin paljon, että varastointi olisi täysin poissuljettu. Epäedullisissa olosuhteissa (vilkas hajoamis-prosessi) on mahdollista, että kasvihuonekaasu-päästöt varastointi-vaiheesta ovat huomattavasti suuremmat kuin koko tuotantoketjun päästöt Jos tällaisia päästöjä syntyy, voivat puupolttoaineen avulla saavutettavat päästösäästöt vähentyä 90 %:iin tai jopa alle. Asian varmentaminen edellyttää kuitenkin lisätutkimuksia.

Yhtenä merkittävimmistä globaaleista hiilen varastoista pidetään metsiä ja erityisesti niiden maaperän hiilivarastoja. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli tarkastella hakkuutähteiden energiakäytön merkitystä metsien hiilitaseelle ja erityisesti keskittyä tarkastelemaan hakkuutähteiden hajoamista maaperässä. Tutkimuksessa käytettiin Jari Liskin (EFI) kehittämää dynaamista mallia, jonka avulla voidaan laskea maaperään päätyvän orgaanisen aineksen hajoaminen ja maaperän kokonaishiilivaraston kehittyminen. Mallilaskelmilla kuvattiin hakkuutähteen muodostaman hiilisyötteen hajoamista maaperässä ja toisaalta maaperän kokonaishiilivaraston muutoksia hakkuiden jälkeen. Hakkuutähteisiin sitoutunut hiili hajoaa suurimmaksi osaksi melko nopeasti. Lähes 90 % hakkuutähteiden hiilestä hajoaa ensimmäisen 20 vuoden kuluessa. Hakkuutähteiden keruun aiheuttama hiilivaje hakkuu-hetkellä maaperään päätyvässä hiilimäärässä näkyy maaperän kokonais-hiilimäärässä vain n. 20 hakkuun jälkeistä vuotta. Tämän jälkeen erot hiilimäärissä ovat pieniä. Mallilla seurattiin myös maaperän kokonaishiilivaraston käyttäytymistä erilaisten hakkuiden jälkeen. Merkittävä vaikutus maaperän hiilivarastoon on jo ainespuu-hakkuilla ja hakkuu-tähteiden talteenoton lisävaikutus ei ole huomattava. Jatkuvalla karikesyötteellä on suurempi vaikutus maaperän hiilitaseeseen kuin yksittäisen vuoden suurella hiilisyötteellä, kuten hakkuutähteillä. Mallilaskelmien mukaan hakkuutähteiden hiilestä on hakkuuta seuraavien 100 vuoden aikana keskimäärin n. 11 % varastoituneena maaperään. Mikäli hakkuutähteet poltetaan hakkuun jälkeen, vapautuu kaikki hakkuutähteisiin sitoutunut hiili välittömästi ilmakehään. Tällöin tuo muussa tapauksessa maaperään varastoitunut 11 % hakkuutähteiden hiilestä voidaan ajatella 100 vuoden kiertoajalla epäsuoraksi päästöksi ilmakehään. Esimerkki-laskelmassa tämä päästö oli n. 40 - 45 kg CO2 MWhpa-1, kun polton kasvihuonekaasu-päästöt (muut kuin CO2) ovat n. 4 kg CO2 MWh-1 ja korjuuketjun aiheuttamat päästöt n. 5 - 10 kg CO2 MWhpa-1. Vertailun vuoksi hiilen poltosta aiheutuvat hiilidioksidi-päästöt Suomessa ovat n. 330 kg CO2 MWhpa-1 eli fossiilisen hiilen korvaaminen hakkuutähdehakkeella on maaperän hiilivaje huomioon ottaenkin mielekästä.

The scale of energy wood procurement effects on productivity and costs of harvesting. As the harvested amounts become greater, forest fuels must be re-covered on larger geographic area. Hauling distaces become longer and residues must be gathered on less favorable areas from harvesting cost point of view. Knowledge on cost factors are needed in order to direct the harvesting to right logging sites and also in planning of operations. Selection of suitable harvesting method calls for information on the effect of conditions at the logging sites on productivity and costs. In this study, effect of cost factors on different harvesting systems are compiled. In addition to existing studies, additional time studies have been made. Harvesting systems are then compared on large geographic area.

Tässä raportissa arvioidaan päätehakkuussa syntyvän hakkuutähteen korjuuketjujen, hakkuutähteiden polton sekä tuhkankierrätyksen ja mahdollisen kompensaatiolannoituksen kasvihuonekaasujen päästötasot. Tehdyt laskelmat osoittavat, että metsätähteiden talteenotto on hyvin tehokasta, tuotantoketjun energiankulutus on noin 2 - 3 % tuotetun polttoaineen energia-sisällöstä ja koneiden aiheuttamat kasvihuonekaasu-päästöt pienet, 4 - 7 kg CO2-ekv/MWh tuotettua puupolttoainetta. Myös tuotanto-ketjujen väliset erot ovat pienet. Metsätähdehakkeen poltossa vapautuu Forssassa tehtyjen päästömittausten perusteella hyvin vähän kasvihuonekaasupäästöjä, vain noin 2 kg CO2-ekv/MWh käytettyä puupolttoainetta. Huonolla polttotekniikalla päästöt voivat olla kymmenkertaisia. Tuhkan granulointi ja levitys metsään nostaisi ketjujen päästöjä vain 3 - 6 %. Jos poisviety typpi tämän lisäksi palautettaisiin lannoittamalla, ovat tästä aiheutuvat lisäpäästöt samaa suuruusluokkaa kun tuotantoketjun muut päästöt eli noin 7 kg CO2-ekv/MWh. Jos puupolttoaineella voidaan suoraan korvata fossiilisia polttoaineita, vältytään vastaavasti fossiilisten polttoaineiden aiheuttamilta päästöiltä Parhaimmillaan voidaan metsätähdehakkeen käytöllä vähentää 97 - 98 % korvattujen polttoaineiden päästöistä. Lyhyen, muutaman viikon kestävän hakkeen varastoinnin aikana polttoaineen laatu kärsii, mutta ei kuitenkaan niin paljon, että varastointi olisi täysin poissuljettu. Epäedullisissa olosuhteissa (vilkas hajoamis-prosessi) on mahdollista, että kasvihuonekaasu-päästöt varastointi-vaiheesta ovat huomattavasti suuremmat kuin koko tuotantoketjun päästöt Jos tällaisia päästöjä syntyy, voivat puupolttoaineen avulla saavutettavat päästösäästöt vähentyä 90 %:iin tai jopa alle. Asian varmentaminen edellyttää kuitenkin lisätutkimuksia.

A new national energy technology programme, Wood Energy, has been launched in Finland by the National Technology Agency (Tekes).The programme's total budget for 1999 - 2003 is 250 million FIM (45 million USD), Tekes' share of which amounts to 50 million FIM.The programme is co-ordinated by VTT Energy.In 1998, the energy use of forest chips amounted to 0.5 million m3 solid. The target of the Wood Energy Technology Programme is to increase the annual use of forest chips to 2.5 million m3 solid in 2003, i.e., five-fold in 5 years. It is obvious that the target can be achieved mainly by increasing the use of logging residues from final cuttings, since salvaging residues from cut-over areas is more cost competitive than harvesting smallwood from young stands and early commercial thinnings. Newertheless, chip production from thinning of young stands will be developed as well. Increasing the use of forest chips requires that the cost of production is reduced still further, and that is naturally one of the main objectives of the programme. The programme is also helping to develop quality control and storege of wood chips. The quality of chips can be seen as an important cost factor, since the amount of heat obtained from the wood chips, the emissions produced, and the reliability of delivery and use all depend upon it. Improvement of the chip quality is not confirmed solely to forest chips, but it is just as important for wood residues from primary timber processing at sawmills. For this reason the scope of the programme also includes bark, sawdust, and other solid wood residues from the forest products industry that are suitable for fuel.

A new national energy technology programme, Wood Energy, has been launched in Finland by the National Technology Agency (Tekes). The programme's total budget for 1999 - 2003 is 250 million FIM (45 million USD), Tekes' share of which amounts to 50 million FIM. The programme is co-ordinated by VTT Energy. In 1998, the energy use of forest chips amounted to 0.5 million m3 solid. The target of the Wood Energy Technology Programme is to increase the annual use of forest chips to 2.5 million m3 solid in 2003, i.e., five-fold in 5 years. The target can be achieved mainly by increasing the use of logging residues from final cuttings, since salvaging residues from cut-over areas is more cost competitive than harvesting smallwood from young stands and early commercial thinnings. Newertheless, chip production from thinning of young stands will be developed as well. Increasing the use of forest chips requires that the cost of production is reduced still further, and that is naturally one of the main objectives of the programme. The programme is also helping to develop quality control and storege of wood chips. Improvement of the chip quality is not confirmed solely to forest chips, but it is just as important for wood residues from primary timber processing at mills. For this reason the scope of the programme also includes bark, sawdust, and other solid wood residues from the forest products industry that are suitable for fuel. The feasibility of wood fuels for different energy production technologies. The mission of the program is to remove barriers of the energy use of forest biomass with technological research, development and demonstration projects carried out in cooperation by research groups, forestry organisation and industrial partners. The number of ongoing projects was 21 at the end of August, 1999. Research organisations were carrying out 13 projects and industrial enterprices had 8 projects, many of which use research organisations as subcontractors. In June 1999, the total project costs of the ongoing projects were 34 million FIM.

Nutrient concentration and distribution in the aboveground tree biomass, litter layer and mineral soil were determined in nine plantations of Eucalyptus globulus (6-18 years old) from NW Spain. In mature plantations, the total quantities of P, K, Ca and Mg in tree biomass were higher than available quantities of P, K, Ca and Mg in the soil. The logging residues (bark, branches, twigs and leaves), representing the 25 % of the total aboveground biomass, accumulated more than half of the tree biomass nutrients (N, K, Ca and Mg). These tree biomass components also accounted for more than 30 % of the P, Ca and Mg of the forest system. The organic horizon of soil in mature plantations also constituted an important reserve of limiting nutrients, specially of P, Ca and Mg. These results show the importance of logging residues and soil humus layer to avoid the loss of fertility after harvesting. En este trabajo se estudiaron nueve plantaciones de Eucalyptus globulus con edades comprendidas entre 6 y 18 años, localizadas en el norte de España (Lugo y noroeste de Asturias). Se determinó el nivel de nutrientes y su acumulación en las diferentes fracciones de la biomasa arbórea aérea, así como en el horizonte orgánico y en los horizontes minerales del suelo. Las cantidades de P, K, Ca y Mg total encontradas en la biomasa aérea de plantaciones de fin de turno son superiores a las cantidades disponibles de estos elementos en el suelo. Los restos de corta (corteza, ramas y hojas) de las plantaciones maduras, que representan el 25 % de la biomasa, acumulan más de la mitad de las cantidades de N, K, Ca y Mg que la plantación absorbe durante el turno. El horizonte orgánico de las plantaciones maduras constituye una reserva importante de elementos limitantes, puesto que las cantidades de algunos de ellos (P, Ca, Mg) superan a las cantidades disponibles en el suelo. Estos datos sugieren la necesidad de mantener los restos de corta y horizonte orgánico sobre el terreno tras el aprovechamiento de estas masas para mantener el nivel de fertilidad de los suelos.

A new national energy technology programme, Wood Energy, has been launched in Finland by the National Technology Agency (Tekes). The programme's total budget for 1999 - 2003 is 250 million FIM (45 million USD), Tekes' share of which amounts to 50 million FIM. The programme is co-ordinated by VTT Energy. In 1998, the energy use of forest chips amounted to 0.5 million m3 solid. The target of the Wood Energy Technology Programme is to increase the annual use of forest chips to 2.5 million m3 solid in 2003, i.e., five-fold in 5 years. The target can be achieved mainly by increasing the use of logging residues from final cuttings, since salvaging residues from cut-over areas is more cost competitive than harvesting smallwood from young stands and early commercial thinnings. Newertheless, chip production from thinning of young stands will be developed as well. Increasing the use of forest chips requires that the cost of production is reduced still further, and that is naturally one of the main objectives of the programme. The programme is also helping to develop quality control and storege of wood chips. Improvement of the chip quality is not confirmed solely to forest chips, but it is just as important for wood residues from primary timber processing at mills. For this reason the scope of the programme also includes bark, sawdust, and other solid wood residues from the forest products industry that are suitable for fuel. The feasibility of wood fuels for different energy production technologies. The mission of the program is to remove barriers of the energy use of forest biomass with technological research, development and demonstration projects carried out in cooperation by research groups, forestry organisation and industrial partners. The number of ongoing projects was 21 at the end of August, 1999. Research organisations were carrying out 13 projects and industrial enterprices had 8 projects, many of which use research organisations as subcontractors. In June 1999, the total project costs of the ongoing projects were 34 million FIM.