Istutustaimien keskipituus ja keskiläpimitta

Istutustaimet olivat savuttaneet keskimäärin 3 metrin pituuden ensimmäisen 10 kasvukauden aikana (kuva 16.2). Koekentittäin keskipituus vaihteli 2,5 metristä 3,8 metriin. Kolmella koekentällä istu-tuskuusien pituuskehitys oli ollut nopeampaa hakkuutähteen korjuun jälkeen ja yhdellä tilanne oli

Kuva 16.1. Elossa olleiden istutustaimien osuus vuonna 2004 ja kasvatettavaan puuston kuuluneiden is-tutustaimin osuus vuonna 2010 koekentittäin. Kuhunkin pylvääseen on merkitty mittauskoealojen välinen keskihajonta elossaolossa ja eri kirjaimilla merkityt keskiarvot eroavat toisistaan alle 5 % riskillä.

20 Istutustiheydestä, % Istutustiheydestä, % Istutustiheydestä, %

Istutustiheydestä, % Istutustiheydestä, % Istutustiheydestä, %

päinvastainen. Kahdella koekentällä pituuskehityseroa ei ollut hakkuutähteellisen hakkuutähteet-tömän lohkon välillä.

Istutustaimien pituusjakaumat olivat myös hyvin samankaltaiset hakkuutähteellisillä ja hakkuu-tähteettömillä lohkoilla. Pituusjakauman alakvartiilin arvo oli hakkuutähteellisillä keskimäärin hieman pienempi (230 cm) kuin hakkutähteettömillä lohkoilla (255 cm), mutta yläkvarttiilin arvot olivat hyvin lähellä toisiaan (355 cm / 360 cm). Molemmat pituusjakaumat noudattivat melko hyvin normaalijakaumaa (vinous 0,130 / 0,190 ja huipukkuus -0,314 / -0,004).

Lähes kaikki kasvatettavaan puustoon kuuluneet istutustaimet olivat ylittäneet rinnankorkeuden viimeistään kymmenetenä kasvukautena. Hakkuutähteellisillä lohkoilla rinnankorkeusläpimitta oli keskimäärin 3,3 cm ja hakkuutähteettömillä 3,5 cm. Kahdella koekentällä läpimittaero oli lähes merkitsevä hakkuutähteettömän hyväksi ja yhdellä hakkuutähteellisen hyväksi (kuva 16.2).

16.4 Tulosten tarkastelu

Kuusen istutustaimien olivat menestyneet kohtalaisen hyvin. Kymmenennen kasvukauden jälkeen lähes kaikilla koekentillä ja lohkoilla, äestettyä lohkoa lukuun ottamatta, oli yli 80 % istutustaimista elossa. Parhailla lohkoilla yli 90 % istutetuista taimista näyttäisi selviytyvän taimikkovaiheesta eteenpäin. Hakkuutähteen korjuulla ei ollut vaikutusta istutuskuusien menestymiseen. Samaan johtopäätökseen päätyivät myös Egnell & Leijon (1999) 15 vuotta vanhoissa kuusen taimikoissa.

Kymmenentenä kasvukautena istutuskuuset olivat ehtineet jo keskimäärin 3 metrin keskipituuteen ja olivat rinnankorkeudeltaan hieman yli 3 cm läpimitaltaan. Nyt analysoiduissa kokeissa hakkuu-tähteen korjuulla ei ollut vaikutusta istutustaimien pituus- tai läpimitankehitykseen ensimmäisen kymmenen vuoden aikana. Osalla koekentistä kuusten keskipituudet/keskiläpimitat erosivat hakkuu-tähteellisten ja hakkuutähteettömien lohkojen välillä, mutta erot eivät olleet yhdensuuntaisia ja johtuivat todennäköisimmin muista tekijöistä kuin hakkuutähteen korjuusta. Nyt saatu tulos tukee Wallin ja Hytösen (2011) tekemiä johtopäätöksiä.

Ruotsissa Egnell ja Leijon (1999) sen sijaan havaitsivat kuusen istutustaimissa kasvun taantuman 10–15 vuoden ikävaiheessa hakkuutähteen korjuun jälkeen. Heidän kokeissaan maanmuokkaus tehtiin käsin kuokalla. Nyt analysoiduissa kenttäkokeissa maanmuokkausmenetelmänä oli pääsään-töisesti mätästys, joka muuttaa istutustaimen kasvuolosuhteita huomattavasti enemmän kuin

Kuva 16.2. Istutustaimien keskipituus (h) ja keskiläpimittä (d1,3) koekentittäin syksyllä 2010. Kuhunkin py-lvääseen on merkitty mittauskoealojen välinen keskihajonta keskipituudessa ja eri kirjaimilla merkityt keski-arvot eroavat toisistaan alle 5 % riskillä.

50

KK1 KK2 KK3 KK4 KK5 KK6 KK7

Keskipituus (h), cm

KK1 KK2 KK3 KK4 KK5 KK6 KK7

Keskiläpimitta(d_1.3), cm

Koekenttä a b

a b a b

laikutus. Mättään sisällä olevasta humuksesta vapautuvien ravinteiden ansiosta kuusen taimien pituuskehitysedellytykset voivat tasoittua hakkuutähteellisten ja hakkuutähteettömien lohkojen välillä. Samansuuntaiseen johtopäätökseen ovat päätyneet Helmisaari ym. (2009) tutkiessaan männyn taimien pituuskehitystä hakkuutähteen korjuun jälkeen auratulla uudistusalalla.

Aiemmissa tutkimuksissa hakkuutähteiden korjuu on tehty ”totaalisena”, mutta tämän tutkimuksen koekentillä hakkuutähteen korjuu tehtiin silloisen käytännön mukaan, jolloin hakkuutähteen korjuu-lohkoille jäi keskimäärin 38 % hakkuutähteestä (Saksa ym. 2002). Kun hakkuutähteen korjuussa uudistusalalle jäävä hakkuutähde koostuu pääosin katkenneista pienemmistä oksista ja neulasista eli kaikkein ravinteikkaimmista hakkuutähteen komponenteista, kompensoi tämä edelleen ravin-netilannetta hakkuutähteellisten ja tähteettömien lohkojen välillä. Nyt saatujen tulosten valossa kuusen istutustaimen ensimmäisen kymmenen kasvukauden pituuskehitykseen vaikuttavat muut tekijät, kuten maanmuokkaus ym., ratkaisevammin kuin hakkuutähteistä taimien käyttöön vapau-tuvat ravinteet.

Kirjallisuus

Egnell, G. & Leijon, B. 1999. Survival and growth of planted seedlings of Pinus sylvestris and Picea abies after different levels of biomass removal in clear-felling. Scandinavian Journal of Forest Research 14:303-311.

Egnell, G. & Valinger, E. 2003. Survival, growth, and growth allocation of planted Scots pine trees after different levels of biomass removal in clear-felling. Forest Ecology and Management 177:65-74.

Helmisaari, H.-S., Kukkola, M., Luiro, J., Saarsalmi, A., Smolander, A. & Tamminen, P. 2009.

Hakkuutähteiden korjuu - muuttuuko typen saatavuus? Metsätieteen aikakauskirja 1/2009: 57-62.

Helmisaari, H.-S., Holt Hanssen, K., Jacobson, S., Kukkola, M., Luiro, J., Saarsalmi, A., Tamminen, P. &

Tveite, B. 2011. Logging residue removal after thinning in Nordic boreal forests: Long-term impact on tree growth. Forest Ecology and Management 261: 1919-1927.

Jakobson, S., Kukkola, M., Mälkönen, E. & Tveite, B. 2000. Impact of whole-tree harvesting and compensatory fertilization on growth of coniferous thinning stands. Forest Ecology and Management 129:41-51.

Kukkola, M. & Mälkönen, E. 1998. Puunkorjuun vaikutus maan viljavuuteen. Julkaisussa: Mälkönen, E.

(toim.). Ympäristömuutos ja metsien kunto. Metsien terveydentilan tutkimusohjelman loppuraportti.

Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja - The Finnish Forest Research Institute, Research Papers 691:

221-224.

Proe, M.F., Cameron, A.D., Dutch, J.Christodoulou, X.C. 1996. The effect of whole-tree harvesting on the growth of second rotation Sitka spruce. Forestry 69(4):389-401

Saarsalmi, A., Tamminen, P., Kukkola, M. & Hautajärvi, R. 2010. Whole-tree harvesting at clear-felling:

impact on soil chemistry, needle nutrient concentrations and growth of Scots pine. Scandinavian Journal of Forest Research 25(2): 148-156.

Saksa, T., Tervo, L. & Kautto, K. 2002. Hakkuutähde ja metsänuudistaminen. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 851. ISBN 951-40-1831-1. ISSN 0358-4283.

Smolander, A., Kitunen, V., Tamminen, P. & Kukkola, M. 2010. Removal of logging residue in Norway spruce thinning thinning stands: Long-term changes in organic layer properties. Soil Biology &

Biochemistry 42:1222-1228.

Wall, A. & Hytönen, J. 2011. The long-term effects of logging residue removal on forest floor nutrient capital, foliar chemistry and growth of a Norway spruce stand. Biomass & Bioenergy 35: 3328-3334.

Metlan työraportteja 289: 147–152

Metsäenergian hankinnan teknologia, liiketoiminta, markkinat ja mittaus

17 Metsähakkeen toimitusketjujen pullonkaulat

Juha Laitila, Arvo Leinonen, Martti Flyktman, Matti Virkkunen ja Antti Asikainen

Tiivistelmä

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. Selvitystyö tehtiin VTT:n ja Metsäntutkimuslaitoksen yhteistyönä vuonna 2010.

Metsähakkeelle asetettu 25 TWh:n suuruinen käyttötavoite voidaan saavuttaa yhdistetyssä sähkön- ja lämmöntuotannossa sekä erillisessä lämmöntuotannossa, sillä tässä tarkastelussa metsähakkeen käyttömääräksi arvioitiin 25,4 TWh vuonna 2020. 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.

Asiantuntijakyselyn mukaan metsähakkeen hankinnan tärkeimmät kehitystarpeet liittyvät harvennus-puulla korjuukustannusten alentamiseen, kuljettajien ammattitaidon edistämiseen, ammattitaitoisen työvoiman saatavuuden turvaamiseen ja korjuun integrointiin. Kannoilla tärkeimmät kehitystarpeet liittyvät kantomurskeen laadun ja käytettävyyden parantamiseen ja kaukokuljetustehokkuuden lisäämiseen kuormakoon kasvun ja kuormankäsittelyn tehostumisen kautta. Latvusmassalla kehitys-tarvetta on materiaalin varastoitavuuden parantamisessa ja kuljetustehokkuuden lisäämisessä.

Metsänomistajien aktivoiminen energiapuukauppaan, samoin kuin kestävyys- ja seurannaisvaiku-tusten 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.

Abstract

The aim of the study was to review the use and supply potential of forest chips in 2020 and identify the key development needs of forest chip supply logistics that are needed to reach the target of 13.5 mill. m³ use of forest chips in 2020. Project was jointly excecuted by VTT and Metla in 2010.

According to the MELA –model calculations the logging possibilities of forest chips in 2020 would be 40.4 TWh, assuming tha the harvest of industrial roundwood would follow the volumes and structures of the years 2004-2008. Based on these assumptions the potential annual forest chip harvest from young stands was 10.7 mill. m³. Respective figure for the final fellings was 4.8 mill.

m³ crown mass and 4.7 mill. m³ stumpwood.

It was found that 25.4 TWh can be used in the combined heat and power production and separate heat production. The largest potential to increase the consumption of forest chips was found to be in CHP plants (5.8 TWh) and in coal fired CHP plants (4.1 TWh). In addition, three biorefineries were assumed to produce 7 TWh liquid traffic fuels.

The interviewed experts estimated that the most important development needs of wood supply are the more cost efficient harvesting of small diameter trees, improved operator skills, enhanced

availability of skilled labour and integration of the harvest with industrial roundwood. By stump wood the improvement of fuel quality and sustainability together with improved transport economy were had high priority in development. By logging residues the storability and transport economy should be increased. The activation of forest owners to energy wood trade and sustainability and evaluation of the impacts of intensive biomass harvest in forests were considered important. In addition, the long haul transports and integrated transportation concepts and security of supply have to be enhanced.

17.1 Johdanto

Metsähaketta ja muita puupolttoaineita polttoaineenaan käyttävien laitosten määrä on noussut kymmenessä vuodessa lähes tuhanteen vuosituhannen alun 250 laitoksesta (Asikainen & Anttila 2009). Lisäksi uusia puuta käyttäviä laitoksia on rakenteilla ja puun käyttö kivihiilikattiloissa on mahdollisesti lisääntymässä. Suomi on sitoutunut osana EU:n ilmastopolitiikkaa kasvattamaan uusiutuvien energialähteiden osuutta loppukulutuksessa nykyisestä noin 28,5 %:sta 38 %:iin vuoteen 2020 mennessä (Pitkän aikavälin ilmasto- ja energiastrategia 2008). Puupohjaisella energialla, etenkin metsähakkeella on seuraavan vuosikymmenen aikana suuri rooli uusiutuvan energian käytön lisäämisessä. Puunjalostusteollisuuden sivutuotteet (kuori ja puru) hyödynnetään jo nyt täysimääräi-sesti, joten lisää puuta on käytännössä mahdollista saada ainoastaan metsähakkeena (Ylitalo 2010).

Jotta kaikkiin metsähakkeen käytön tavoitteisiin päästään vuonna 2020, on metsähakkeen tuotan-tokustannuksia alennettava sekä toimitusvarmuutta ja laatua parannettava. Tämä on mahdollista metsähakkeen tuotantoteknologiaa, liiketoimintamalleja sekä logistisia ratkaisuja kehittämällä.

Tavoite merkitsee huomattavia investointeja ja sitä myötä kasvavia markkinoita laitetoimittajille, samoin kuin välillisiä ja välittömiä työllisyysvaikutuksia korjuussa, kuljetuksessa ja laitevalmis-tuksessa. Suurimmat epäilyt kohdistuvat siihen, että miten puubiomassasuma saadaan markkinoille ja toimitettua loppukäyttäjille kohtuullisin kustannuksin.

Tämä selvitystyö tehtiin VTT:n ja Metsäntutkimuslaitoksen yhteistyönä vuonna 2010 ja tulokset on raportoitu kokonaisuudessaan VTT Tiedotteita sarjassa (Laitila ym. 2010). Selvitystyön perim-mäisenä tavoitteena oli kartoittaa ne metsähakkeen hankinnan kompastuskivet, jotka voivat estää metsähakkeen käyttötavoitteiden toteutumisen vuoteen 2020 mennessä ja löytää keinoja näiden karikoiden kiertämiseksi ja ongelman ratkaisemiseksi. Selvityksen osatavoitteet olivat:

– Tunnistaa metsähakkeen käyttökohteet, joissa metsähakkeen käytön lisäystavoite saavutetaan vuoteen 2020 mennessä.

– Tunnistaa vaihtoehtoiset metsähakkeen lähteet ja niihin parhaiten soveltuvat toimitusketjut.

– Tunnistaa ne metsähakkeen hankinnan pullonkaulat, joissa on suurin strateginen kehittämispo-tentiaali ja määritellä niiden kehittämistarpeet sekä asettaa niiden kehittämistavoitteet

17.2 Tulokset