koe 1992 kategoria

Vastoin yleistä käsitystä puuvoima kuuluu maassamme edelleen energiatalouden raskaaseen sarjaan. Kauppa- ja teollisuusminis­teriön viimeisimmän ener­gia­ti­laston mu­kaan, vuodelta 1990, Suomen ener­giankulutuk­sesta ka­tetaan 14 pro­senttia puulla. Se jättää taak­seen sekä vesivoi­man (9 pro­sent­tia kulutuk­sesta), turve­voiman (4 %), kivi­hiilen (11 %) että maa­kaasun (7 %). Lähin puuvoiman kil­pai­li­ja on ydin­voima 15 pro­sentin ener­giaosuudel­laan.

Mistä saamme tämän päivän puuvoiman? Mistä metsä­ener­gia koos­tuu? Enää vain murto-osa (noin viidennes) siitä saa­daan ta­vano­mai­sesta poltto­puusta: haloista, pilk­keistä ja hakkees­ta. Valtaosan metsästä peräisin ole­vaa energiaa tuot­taa nyt metsäte­ol­lisuus.

Teollisuudessa metsäenergiaa saadaan kahta tietä. En­siksi ero­teltavat kuitupuun kuori ja sa­hauk­sen hylky­palat polte­taan nyky­ään tar­koin. Niistä saadaan noin vii­dennes puu­ener­gias­ta. Metsäteollisuuden ratkaisema kuo­ren polton tarkka poltto säh­köksi ja lämmöksi oli ener­gian kansallis­ten säästö­tal­koi­den mer­kit­tä­vin saavutus 1980-luvul­la.

Toinen osa, yli puolet puuvoimaa saadaan sel­lunkei­ton palavista jätteistä: mustalipeästä ja sulfiit­tiliemestä. Sel­lun­keitonhan voi ajatel­la sarjaksi liuo­tuksia mil­lä pape­rin raa­ka-ai­neek­si mene­väs­tä sel­luloo­sasta ero­tetaan puuso­lu­jen tuki­aines, lig­niini. Lig­niini on lati­naa ja tar­koit­taa polttopuu­ta. Lig­nii­ni on puun ener­giapitoisin osa. Lig­niini antaa jätelie­mille nii­den hyvän poltto­arvon.

Raakapuuksi laskien puuvoimaksi muuntuu vuosit­tain va­jaa 20 mil­joonaa kuutiota. Tai toisin sanoen: metsistämme vuo­sittain korjatta­vasta raakapuun virrasta (noin 50 miljoo­naa kuu­tiota) kaksi kolmasosaa jatkaa jalos­teina aineen vir­rassa: lau­toina, lankkuina, selluna, pape­rina, monen monina myynti­tuottei­na. Yksi kol­masosa raakapuuta jalos­tetaan energian vir­taan: sähkök­si, prosessihöyryksi ja vas­tapaineläm­möksi.

Energiapuu on runsain käyttämätön luonnonvaramme

Riittääkö puuta sekä paperinvalmistukseen ja sahatta­vaksi että voimatalouteen, kun siitä ruvetaan jau­hamaan sähköä tositar­koi­tuksel­la? Metsäntut­kimus­laitos sel­vitti 1980-lu­vun alussa paljon­ko vuotui­sissa, tasapainoi­sen raakapuun ky­syn­nän hakkuissa jää korjaa­mat­ta kuitupuuksi kelpaamatonta pien­puu­ta, väärää puula­jia (haapaa, leppää ja pajua) ja hakkuu­täh­dettä. 1980-luvun alun arvio oli 40 mil­joonaa kuutiota vuo­dessa. Nykypäivän tekniikalla - tai tarkemmin sanoen 1980-luvun alun teknii­kalla - siitä on mahdollista korjata 15 miljoonaa kuu­tiometriä.

1990-luvul­la tie­dämme, että Metsäntut­ki­mus­laitoksen arvio oli va­ro­vainen. Nyt energiapuuksi voi laskea paitsi aiemman 15 miljoonan kuutiota, myös sen 5-7 cm:n läpimitta­luokkaisen ensihar­vennus­puun, mikä ei käy enää kuitupuuna kaupaksi.

Kuitupuuksi korjattavan puun minimiläpimitalla on pyrkimys nousta konekorjuun myötä. Esimerkiksi monitoimiko­neen kuitupuuleimikoissa ei tänään itse asiassa kannattaisi korjata rinnantasal­ta alle 15 cm:n läpimittaista puuta. Ensiharvennuspuu on toisin sanoen siirtymässä energiapuun luokkaan.

Lisäksi ener­gia­puun osuu­deksi on lasket­tava myös osa metsiemme kasvun lisään­tymää. 1990-luvun alun met­sänin­ven­toinnit nimittäin kerto­vat,  että puustom­me kasvaa nyt runko­puuta noin 80 miljoo­naa kuu­tiota vuodessa, kun 1980-luvun alussa pu­huttiin vielä runsaasta 60 mil­joonas­ta kuutiosta.

Käyttämätöntä, kestävästi, ja nykymenetelmin myös tekni­sesti kor­jattavaa energiapuuta voi metsistämme hakata vähintään 20 mil­joonaa kuutiota vuodessa. Suomen met­sissä odottaa korjaajaansa uudistuva luonnonvara, jonka ener­giapo­tentiaali on vajaan kahden uuden ydinvoimalan (1000 MW) luok­kaa.

Puus­to­pääomaan kajoamatta voisimme 1990-lu­vulla kak­sin­kertaistaa puuvoiman käytön 1980-luvun ta­sosta. Puu­voiman osuus energiakakus­samme on mahdollista nostaa nykyi­sestä 14-15 prosen­tista 30:een. Siihen päästäisiin 10-20 vuodessa, jos toimeen tartut­taisiin samalla mää­rätietoisuudel­le kuin tur­vevoimaan 1970-luvun alussa.

Energiapuu on runsain käyttämätön luonnon­varamme. Puu­voima on myös tulevaisuu­dessa­ suomalaista perusvoimaa; määränsä puolesta puu­voiman lisätuotanto ja hal­lit­tu käyttö ratkaisi­sivat energiaon­gelmam­me 1990-luvul­la, ja pit­källe 2000-lu­kua.

Ylivoimainen ympäristöetu

Fossiilisen kivihiilen, maakaasun ja öljyn yletöntä polttoa pidetään syypäänä ympäristöämme uhkaavaan hallitse­matto­maan lämpöti­lan nousuun. Sitä seuraava kasvihuoneilmiö on ih­miskunnan suurin ympäristöhaaste jo 1990-luvun loppupuo­lella ja edel­leen 2000-luvulla.

Ympäristön kannalta puuvoiman merkitys on 1990-luvul­le tultaessa koros­tunut uudella tavalla; energiapuulla on ylivoimai­nen ym­päristö­etu. Puun poltto ei lisää ilma­kehän hiilidioksidia. Puuta poltetta­essa il­makehään karannut hiili­dioksidi palautuu metsiin pui­den kasva­essa.

Ener­giapuulla ei kiihdytetä kasvi­huoneilmiötä. Uusim­mat tut­kimukset osoit­tavat että maapallon puuvartisen biomassan viisas hoito: hyödyn­täminen ja viljely on ihmisen ai­noa toteutettavis­sa oleva keino millä kasvi­huoneilmiöön voi vai­kuttaa vähentäväs­ti, ei vain hidasta­vas­ti kuten esimerkiksi ydinvoiman käyttöönotolla. - Sitä­paitsi puu on polttoaineena rikitön eikä puun savu­kaasuista ei tule metsiä vau­rioit­tavia happosateita.

Jo nykyisten ominaisuuksiensa perusteella energia­puulle voisi antaa välittömästi ekotunnuksen. Samalla sille voisi antaa ympäristötukea saasteettoman huomisen puolesta. Energiapuun pääkilpai­lijoille raskaal­le polttoöljylle ja kivihiilelle voisi taas asettaa ympäris­tö­maksut, joiden tulisi olla aivan toisella tasolla kuin nykyiset fossiilisten poltto­ainei­den energiaverot.

Maatiloille työtä ja tuloa

Puuvoiman käyttö synnyttää työpaikkoja metsään, hake­puun kul­jetukseen ja hakevoimalaan. Lisäksi tulevat kerran­­nais­vaikutuk­set, muun muassa etevän tekniikan (high tech) bio­massa­voimaloi­den tut­kimus-, kehitys-, rakennus- ja vienti­työ­hön.

Hakkeen työllistävästä vaikutuksesta parhaita esi­merkkejä on Virtain kaupunki, missä lämpöä on tuotettu hak­keella jo yli 10 vuoden ajan. Vuotuinen hakkeen poltto on vakiintunut runsaaksi 11,000 hake­kuutiometriksi, mikä vastaa vajaata 5000 kiintokuu­tiomet­riä energia­puuta vuosittain. Hakkeen korjuu ja kuljetus työllistävät ympärivuo­tisesti 15 miestä.

Haketta myy lämpökeskukseen noin 150 maatilaa. Hak­keen myynti­tuloja ne saavat vuosittain noin miljoona mark­kaa.
Metsuri-, urakointi- ja maatilatalouden työllistävän vaikutuksen kerrannaisena syntyy lisää työmahdollisuuksia. Yksi metsurityöpaikka kertautuu maassamme kuljetusten, puunja­lostuksen, tuote­kehittelyn, konepajateollisuuden, myynnin ja viennin ansiosta moninkertaisesti.

Metsäntutkimuslaitoksen pienpuuselvityksissä on todet­tu että yhden miljoonan pienpuun kuutiometrin lisäkäyt­tö toisi välittömästi 2000 ja välillisesti 2600 työvuotta vas­taavan työmäärän, siis 4600 ympärivuotista työpaikkaa.
Jos energian tuotanto puuvoimalla toteutet­taisiin Suomes­sa täysi­mit­taisena (20 milj. kiintokuutiometriä vuo­dessa), Virtain työllistä­vän mallin mukaan syntyisi välittömiä työ­paikkoja 60,000 kap­paletta. Metsäntutkimuslaitoksen pien­puulaskelmien mukaan taas syntyisi 40,000 välitöntä ja 52,000 välillistä työpaik­kaa, yhteensä 92,000 työpaikkaa.

Jos yksi maatila myisi 200 kiin­tokuu­tiometriä hake­puuta vuo­dessa, ha­kkeen tuottamiseen tarvittaisiin yhteensä 100,000 maati­laa (ja metsä­tilaa). Tuloja maa- ja metsätalou­den liikevaih­dossa pyörisi 1-2 mil­jardia markkaa.

Virtain malli ei kuitenkaan liene lopullinen. Ener­giapuun hyö­tämisen ketju tehos­tunee käytännön myötä. Siitä huolimatta 20 miljoonan ener­giapuun kiinto­kuutiometrin vuo­tuinen korjuu, kuljetus, käyttö ja kerran­nais­vaikutus vastaa­vat maassamme noin 100,000 työ­paikkaa, sekä maa- ja metsä­ti­loilla että ansiotyö­nä.

Energiatavoitteiseen metsänkasvatukseen

Nykyisillä metsänkasvatus- ja korjuumenetelmillä noin puolet puu­biomassasta jää korjaamatta. Energiapuu ei lähde kui­tenkaan liikkeel­le, ennenkuin sillä on houkutteleva hinta ja taatut markkinat. Ne pa­ranevat jo lähitule­vaisuudessa kun EY-maiden suunnittelemat hiilidiok­­sidin päästömaksut tulevat voi­maan myös Suomessa.

Toinen pienpuun menekin käynnistävä tekijä on jo tämä päivänä hal­littava etevä käyttöteknologia. Koko­puuna korjat­tava biomassa kannattaa esikäsitellä ja lajitella kahteen jakeeseen. Kuo­ripäällinen, tumma jae menee polttoon. Kuore­ton, valkoinen jae kan­nattaa tulevaisuudessakin jalostaa selluksi. VTT:n kotimaisten polt­aineiden laboratoriossa Jyväskylässä on jo koekäyttövaiheessa massa­hakkeena korjatun puun värierottelija, mikä jakaa metsästä korjatun kuitupuun kokoisen ja sitä pienemmän puuaineksen sellu- ja polttoja­keiksi.

Huomispäivän hakepuuta ei enää tarvitse kuivata. Pai­neis­tetussa poltossa energia saadaan talteen kaatotuoreesta hakkeesta. Paineis­tettua polttoa, kuten myös leijupetiä ja vasta­painemenetelmää käyt­tävien kattiloiden kehittelyssä Suomi on jo nyt maailman eturivin mai­ta. Eturivin mailla on etu­lyönti vienti­markkinoilla.

Ilmaston muutoksen uhka, metsätalouden suotuisa ympäris­tövaiku­tus, saastuttaville energiamuodoille langetetta­vat ympäris­tömaksut, uusi hakepuun etevä korjuu- ja käyttötek­nologia ja ylivoimaiset työl­lisyysedut ovat puuvoiman valtte­ja. Huomispäivän suunta käy siksi energiatavoitteiseen met­sänkasvatukseen.

Kohti toimivaa metsätaloutta

Metsätaloutemme toimii nyt yhden kolmasosan teholla. Ai­nespuun tuotantomahdollisuudet heikkenevät. Myyntipuun minimiläpimit­ta nousee. Kaikkia puulajeja ei saa enää kaupak­si. Ensihar­vennus­puun korjuu on yhä vaikeampaa. Hyväksymällä puun ener­giakäyttö metsäsektori elpyy - ja samalla koko kan­santalous.

Metsäenergia, energiametsät ja biomassa eivät ole irral­laan tu­levista kansal­lisesta suurista rat­kaisusta. Energia­puulla ja muilla uudis­tuvilla energiavaroilla rakennetaan tulevai­suuden kestävä energiatalous mihin eivät kuulu ikuiset jätteet, hiilidioksidin päästöjä seuraava ilmas­tomuutos ja rikin hapattamat, luontoa vaurioittavat sateet.

Jos puuvoima saa sille kuuluvan osansa, se tietää tuotantoa ja työmahdol­lisuuk­sia Suomen maatiloille, maaseudulle ylipäänsä ja kerrannaisvaikutuksillaan koko muulle yhteiskunnalle.

*** 

27.2.1992

Enon maataloustuottajien ja metsänhoitoyhdistyksen tilaisuu­dessa pidetty esitelmä

Kommentti 8.9.2020.

Vuosina 1980-1981 silloinen Yhdyspankki Oy järjesti kilpailun konekeksijöille ja yrittäjille aiheesta Hukkapuun korjuu. Tavoite oli saada aikaan kevyt, maatiloille sopiva kone, millä metsään jäävää hukkapuuta - eli pienpuuta, latvuksia ja oksia - voisi kätevästi korjata pieniin lämpölaitoksiin hakkeeksi. Olin mukana tuomaristossa. Kilpailun voitti lohjalaisen agronomi Antti Maaheimon suunnittelema, tavallisen maataloustraktorin perään kiinnitettävä hakkuri mikä samalla kerää hakkeen hakkurin yläpuolella olevaan säiliöön.

Kilpailun jälkeen (1981) Yhdyspankki pyysi minua kirjoittamaan aiheesta pienen oppikirjasen otsikolla "Hukkapuuopas". Se löytyy PDF-fileenä oheisesta linkistä. Alla oppaan aloitus: Lukijalle. 

*****

Hukkapuuopas 1981

Lukijalle

Energian säästäminen ja energian kotimaisuusasteen lisääminen ovat tänään keskeiset tavoitteet maamme energiataloudessa.

Maanviljelijät, metsätilan omistajat, omakotitalossaan asuvat ja kesämökkiläiset ovat kiinnostuneet etenkin puusta energialahteenä. Ongelmana on kuitenkin miten saada hake tai polttopuut vaivattomasti ja huokealla poltettaviksi.

Erityisen mielenkiinnon kohteena on niin sanottu hukkapuu: metsään lahoamaan jäävä puuaines, joka ei pienen koon tai vikaisuuden vuoksi kelpaa myytäväksi metsäteollisuudelle.

Hukkapuun korjuumenetelmät oli kehitetty maassamme jo varsin pitkälle 1960-luvun alussa. Korjuututkimus ja korjuukoneiden kehittäminen pysähtyivät kuitenkin silloin polttopuun käytön taantumisen myötä lähes kahdeksikymmeneksi vuodeksi. Yksinkertaisin konein korjattavan polttohakkeenkin arveltiin jääneen välivaiheeksi, uuteen aikakauteen soveltumattomaksi lämmön lähteeksi. Unohduksiin alkoi vaipua myös käytännössä hyväksi havaittu halkojen ja polttopuiden tekotietous.

Tähan Hukkapuun korjuuoppaaseen on koottu vanhasta perinteestä, viimeisimmistä tutkimuksista ja uusista käytännon sovellutuksista peräisin olevaa hukkapuun korjuutietoutta. Merkittävä osa tietoudesta saatiin kerätyksi Yhdyspankin julistaman valtakunnallisen hukkapuukilpailun satona.

Tässä yhteydessä haluammekin Yhdyspankin puolesta kiittää lämpimästi kaikkia niitä tuhansia puuntuottajia ja toimihenkilöitä, jotka joko kilpailijoina tai tuomariston jäseninä osallistuivat vuosina 1980-1981 Yhdyspankin toimeenpanemiin hukkapuukilpailuihin eri puolilla maata.

Opas on tarkoitettu kaikille hukkapuun korjuusta, kuljetuksesta ja käytösta kiinnostuneille. Erityisesti se on kirjoitettu omaa metsäänsa - niin kokonaista metsikköä kuin pientä kesämökin palstaakin - hoitaville, jotka voivat korjata hukkapuuta omalta maaltaan ja polttaa sitä omassa lämmityskattilassaan tai tulisijassaan.

Toivomme oppaan antavan sekä ideoita että konkreettisia toimintamalleja kaikille hukkapuun hyödyntämisestä kiinnostuneille suomalaisille.

... Lisää

• 1992
• vpmanus

MAAKAASU JA BIOKAASU

Maakaasu on yksinkertaisinta hiilivetyä, metaania. Sen molekyylissä (CH₄) on yksi atomi hiiltä ja neljä atomia vetyä. Kun maakaasua poltetaan, syntyy enimmäkseen vettä (vesihöyryä; vedystä), ja vähemmän hiilidioksidia (hiilestä). Maakaasu on parhaimmillaan puhdasta energiaa, sen ainut ongelmajäte on hiilidioksidi.

Maakaasussa on kolme etua: 1) siinä on fossiilisista polttoaineista vähiten hiilidioksidia, 2) maakaasulla energiansiirron voi siirtää maan alle, ja 3) maakaasun voi korvata biokaasulla.

1990-luvulla biomassan merkitys energialähteenä koros­tuu uudelta kannalta. Biomassa ei lisää hiilidioksidin päästö­jä. Kun metsiemme puuta poltetaan, ilmakehän hiilidioksidi py­syy tasapainossa.

Erityisasemassa on biomassan aktiivi viljely: viljelyn laajenemisvaiheessa hiilidioksidia sitoutuu ilmakehästä. Uudis­tuvistakin energiavaroista biomassa on ainut, millä kasvihuone­ilmiötä voi paitsi ehkäistä, myös vähentää. Viisaasti bio­massaa viljelemällä il­makehän hiilidioksidia siirtyy kasvustoi­hin ja niiden alla olevaan humukseen.

Uusia mahdollisuuksia

Toisen sukupolven energiatekniikka parantaa biomassa­polttoaineiden kilpailukykyä. Typen oksidit vähenevät ja rikki saadaan nykyään yhä tarkemmin talteen.

Suurissa laitoksissa tullaan siirtymään kombivoi­matek­niikkaan, jossa biomassasta tuotetaan ensisijaisesti sähköä, sivutuotteena lämpöä. Uuden tekniikan ansiosta energian saanto paranee ja sähkön tuotannon hyötysuhde nousee entisestään. Met­säbiomas­saa ei tarvitse enää kuivattaakaan metsässä; uudet lai­tokset saavat energian talteen märkänä syötetystä puusta.

Biokaasu

Huomispäivän luonnonmukaisin ja saasteeton ener­gialähde on biokaasu, biologisesti metaanibak­teereilla valmistettu, uu­distuva maakaasu. Biokaasun tuotanto keskisuurissa reaktoreissa on jo ratkaistu. Näin toimii muutama kunnal­lisen tason jättei­den biokaasutus­laitos, muun muassa Vaasassa.

Biokaasun valmistus saa aivan uudet mittasuh­teet, kun raaka-aineena käytetään maataloudessa ak­tiivisti viljeltyä bio­massaa. Joensuun yliopiston tutkimuk­sissa biokaasua saatiin eniten puna-apilasta.

Biotekniikan uudet menetelmät parantavat biokaa­susaan­toa jo lähitulevaisuudessa. Metaanibak­teereita voi valita ja jalostaa kuten kasveja tai karjaa, mutta geeniteknologian uusin menetelmin aikaisempaa verrattomasti nopeammin.

Puhdas biokaasu käy sellaisenaan maakaasuverk­koon. Sähkön tuotanto on biokaasustakin mahdollinen kombivoimalaitok­sessa. Biologisen energiatekniikan - viljelty biomassa ja sen jalostus biokaasuksi - voi rakentaa saasteettomaksi energiajärjestelmäksi. Siihen virtaa sisään auringon energiaa ja siitä virtaa ulos puhdasta kaasua tai puhdasta sähköä.

1990-luvun näkymät

Pienpuun korjuun suotuisat vaikutukset metsien hoitoon ja maaseudun työllisyyteen osoitettiin jo 1980-luvun alussa. Ne ovat edelleen kiistattomat, mutta etuja ei ole osattu ottaa käyttöön.

Biomassan aktiivin viljelyn voi käynnistää maatilan mittakaavassa välittömästi. Esimerkiksi energiapajun viljely hallitaan maamme oman tutkimuksen ja sen tietotai­don pohjalta mikä Ruotsissa kehitettiin 1980-luvulla. Biomassojen aktiivi energiaviljely tulisi käynnistymään sopimusviljelynä hyväkuntoi­silla pelloilla.

2000-luvun haasteet

Biomassa energialähteenä on 2000-luvun haaste Suomen maataloudelle. Pienpuun korjuu polttoaineeksi ja biomassan ak­tiivi viljely ovat maaseudulle ja maatiloille sopivaa energian tuotantoa.

Biomassojen tuotannossa ylituotannosta ei ole pelkoa. Biomassojen viljelyllä voi päinvastoin ratkaista maata­louden nykyisen ylituotantopulman. Ulkomailla viljel­tyä maailman­mark­kinahintaista biomassaa ei kannata ostaa ja kuljettaa Suomeen. Maamme laajasta pinta-alasta on biomassojen tuotannossa tiheäm­min asuttuihin maihin verrattuna kil­pailuetu. Biomassojen ener­giavil­jelyllä maaseutu säilyy maaseutuna: asuttuna ja kulttuuri­maisemana.

Bioenergia on lauhkealle vyöhykkeelle soveltuvaa uusiu­tuvaa energiaa. Biomassasta voi kehittää 2000-luvun saasteet­toman ener­giamuodon, suljettuun kiertoon perustuvan, hiilidiok­sidia sito­van ja kierrättävän menetelmän. Se on bioenergian merkittä­vin etu, kun etsimme käytännön toimia vastaamaan hiili­dioksidi­päästö­jen rajoittamista koskevia kansainvälisiä sitoumuksiamme.

Veli Pohjonen

Käsikirjoitus 2.3.1992