LAPPEENRANNAN TEKNILLINEN YLIOPISTO Teknillinen tiedekunta
Energiatekniikan koulutusohjelma
BH10A0200 Energiatekniikan kandidaatintyö ja seminaari
SUOMEN BIOMASSAVAROJEN RIITTÄVYYS SUFFICIENCY OF FINLAND’S BIOMASS RESOURCES
Lappeenrannassa 7.12.2010 Tero Liikkanen
SISÄLLYSLUETTELO
SYMBOLI- JA LYHENNELUETTELO ... 3
1 JOHDANTO ... 4
2 TAUSTAA ... 5
2.1 Kansainvälinen ilmastopolitiikka ja EU:n tavoitteet ... 5
2.2 Suomen ilmasto- ja energiastrategia ... 6
3 SUOMEN BIOMASSAT JA NIIDEN NYKYKÄYTTÖ ... 7
3.1 Puubiomassat ... 10
3.1.1 Ensiasteiset puupolttoaineet ... 11
3.1.2 Toisasteiset puupolttoaineet ... 13
3.1.3 Kierrätyspuu ... 13
3.2 Peltobiomassat ... 14
3.3 Jätebiomassat ... 15
3.4 Turve ... 16
4 SUOMEN BIOMASSAVARAT ... 19
4.1 Metsäenergiapotentiaali ... 19
4.2 Pelto- ja jätebiomassapotentiaali ... 24
4.3 Turpeen hankintapotentiaali ... 26
5 BIOMASSAVAROJEN KÄYTÖN ENNUSTEET ... 27
5.1 Suomen ilmasto- ja energiastrategiassa määritetyt tavoitteet ... 27
5.2 Taloudelliset ohjauskeinot ... 31
6 BIOMASSAVAROJEN RIITTÄVYYS ... 34
6.1 Metsäbiomassojen riittävyys ... 34
6.2 Turpeen riittävyys ... 36
6.3 Pelto- ja jätebiomassojen riittävyys ... 36
7 JOHTOPÄÄTÖKSET ... 37 LÄHTEET ... 39
SYMBOLI- JA LYHENNELUETTELO
CHP Compined Heat and Power, lämmön ja sähkön yhteistuotanto
EU Euroopan unioni
FAO Food and Agriculture Organization, Yhdistyneiden kansakuntien elintarvike- ja maatalousjärjestö
IPCC Intergovernmental Panel on Climate Change, hallitusten välinen ilmasto- paneeli
MTT Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus
RES Renewable Energy Sources, uusiutuvat energialähteet VTT Valtion teknillinen tutkimuskeskus
CO2 hiilidioksidi
GJ gigajoule
GWh gigawattitunti
ha hehtaari
i-m3 irtokuutiometri kWh kilowattitunti m3 kiintokuutiometri
MJ Megajoule
MW megawatti
MWh megawattitunti
PJ petajoule
t tonni
TJ terajoule
TWh terawattitunti
€ euro
1 JOHDANTO
Biomassoiksi kutsutaan yleisesti eloperäistä alkuperää olevia uusiutuvia kasvimassoja.
Näistä tuotettuja polttoaineita kutsutaan biopolttoaineiksi. Suomessa biomassan osuus energian kokonaiskulutuksesta on teollisuusmaiden korkein.
Fossiilisten polttoaineiden käytön lisääntyminen on johtanut kasvihuonekaasupäästöjen lisääntymiseen ja sitä kautta ilmaston lämpenemiseen. Tietoisuus ilmaston lämpenemisestä on johtanut laajaan poliittiseen ja taloudelliseen keskusteluun ilmastonmuutoksen hillitse- miseksi. Paineet ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi kannustavat uusiutuvan energian käy- tön lisäämiseen ja fossiilisten polttoaineiden korvaamiseen uusiutuvilla energialähteillä, kuten biomassalla.
Kansainväliset ilmastosopimukset ja Euroopan unionin ilmasto- ja energiapolitiikka vel- voittavat myös Suomea vähentämään kasvihuonekaasupäästöjä sekä lisäämään uusiutuvan energian käyttöä. Myös energiaomavaraisuus ja fossiilisten polttoaineiden korkea hinta edellyttävät fossiilisten polttoaineiden korvaamista muilla energialähteillä. Suomi on omassa pitkän aikavälin ilmasto- ja energiastrategiassaan asettanut tavoitteeksi uusiutuvien energialähteiden käytön merkittävän lisäämisen. Tässä strategiassa biomassalla on merkit- tävä rooli.
Vaikka Suomen biomassan kokonaiskasvu on nykyistä käyttöä selvästi suurempi, eivät biomassavarat ole rajattomia. On kuitenkin arvioitu, että bioenergian käyttöä voitaisiin teoriassa lisätä merkittävästi nykytilanteesta vuoteen 2020 korvaamalla fossiilisia polttoai- neita. Rajoittavina tekijöinä ovat biomassojen hintakilpailukyky ja ympäristövaikutusten huomiointi. Suomen biomassavarojen hyödyntämismahdollisuuksista on tehty useita tut- kimuksia.
Tässä työssä luodaan katsaus Suomen biomassavaroihin ja niiden hyödyntämistavoitteisiin tulevaisuudessa. Tarkoituksena on eri tutkimuksia tarkastellen arvioida Suomen biomassa- varojen riittävyyttä biomassan käytön lisääntyessä. Suomen kannalta merkittävimmät bio- massavarat ovat peräisin metsästä, joten tässä työssä keskitytään ensisijaisesti puubiomas- soihin ja niiden riittävyyteen.
2 TAUSTAA
Maailman kasvihuonekaasupäästöt ovat lisääntyneet fossiilisten polttoaineiden kasvaneen käytön myötä. Kasvihuonekaasupäästöjen kasvu johtaa hallitusten välisen ilmastopaneelin IPCC:n (Intergovernmental Panel on Climate Change) arvioiden mukaan maapallon ilma- kehän lämpenemiseen useilla asteilla muutamien vuosikymmenien aikana. Ilmaston läm- penemisen hillitseminen edellyttää päästöjen merkittävää leikkaamista. (Valtioneuvosto 2008, 13)
2.1 Kansainvälinen ilmastopolitiikka ja EU:n tavoitteet
Yhdistyneet kansakunnat hyväksyivät ilmastonmuutosta koskevan puitesopimuksen Rio de Janeirossa vuonna 1992. Sopimuksen tavoitteena on vakauttaa ilmakehän kasvihuonekaa- sujen pitoisuus tasolle, joka estäisi ihmisen toiminnasta aiheutuneiden päästöjen ilmakehäl- le haitalliset vaikutukset. Ilmastosopimusta täydennettiin Kioton pöytäkirjalla, joka hyväk- syttiin vuonna 1997. Kioton pöytäkirja asettaa sitovat tavoitteet kunkin teollisuusmaan päästöjen vähentämiseksi velvoitekaudelle 2008–2012. Pöytäkirjan tavoitteena oli vähen- tää teollisuusmaiden päästöjä 5 % vuoden 1990 tasosta. (Valtioneuvosto 2008, 13)
Euroopan komissio määritti vuonna 2007 EU:n ilmasto- ja energiapoliittiset integroidut tavoitteet. Vuoden 2008 alussa komissio antoi säädösehdotukset päästöjen rajoittamiseen sekä uusiutuvan energian lisäämiseen tähtäävistä toimista. EU:n kasvihuonekaasupäästöjä on sovittu vähennettävän yksipuolisella sitoumuksella vähintään 20 prosenttia vuoden 1990 tasosta vuoteen 2020 mennessä. Lisäksi uusiutuvien energialähteiden osuus EU:ssa nostetaan vuoteen 2020 mennessä 20 prosenttiin. EU:n sisällä uusiutuvan energian edistä- misvelvoite jaetaan eri maiden kesken. Suomen velvoite olisi nostaa uusiutuvan energian osuus 38 prosenttiin energian loppukulutuksesta vuoteen 2020 mennessä. Suomessa EU:n uusiutuvan energian lisäysvelvoite on esityksen mukaan hieman keskimääräistä pienempi Suomen aikaisempien uusiutuvaa energiaa edistävien toimenpiteiden sekä jo korkean uu- siutuvan energian osuuden johdosta. (Valtioneuvosto 2008, 13–14, 18)
Vuonna 2003 Euroopan unionissa tuli voimaan kasvihuonekaasujen päästöoikeuksien kau- pan järjestelmää koskeva direktiivi. Päästökaupan piiriin kuuluvat muun muassa polttoai-
neteholtaan yli 20 MW olevat energialaitokset ja ne tarvitsevat päästöluvan. Hiilidioksidi- päästöjen laskennassa biopolttoaineiden asema on edullisempi fossiilisiin polttoaineisiin nähden, sillä biopolttoaineiden päästökerroin on nolla. Turpeen polton päästöt rinnastetaan päästöjen laskennassa ja päästökaupassa fossiilisiin polttoaineisiin. (Leinonen 2010, 24)
2.2 Suomen ilmasto- ja energiastrategia
Euroopan unionissa sovitut ilmasto- ja energiapolitiikan tavoitteet ja säädökset vaikuttavat voimakkaasti Suomen ilmasto- ja energiastrategian valmisteluun ja toimeenpanoon. Ta- voitteisiin pääseminen edellyttää Suomessakin energia- ja ilmastopolitiikan integroituja toimenpiteitä. Suomen ilmasto- ja energiastrategia painottaa energiatehokkuutta ja energi- ansäästöä sekä uusiutuvien energialähteiden tuotannon ja käytön lisäämistä. Tavoitteena on nostaa uusiutuvan energian osuus 38 prosenttiin vuoteen 2020 mennessä komission Suo- melle esittämän velvoitteen mukaisesti. Tavoitteen saavuttaminen riippuu olennaisesti energian loppukulutuksen kääntymisestä laskuun. Suomen luonnonvarat mahdollistavat uusiutuvan energian lisäämisen, mutta se edellyttää nykyisten tuki- ja ohjausjärjestelmien tehostamista ja rakenteiden muuttamista. (Valtioneuvosto 2008, 13, 30, 36)
Suomen hallitus on linjannut tärkeimmiksi energiaratkaisuiksi energiatehokkuuden, ydin- voiman sekä uusiutuvan energian velvoitepaketin. Työ- ja elinkeinoministeriö esitteli tä- män risupaketiksikin kutsutun uusiutuvan energian velvoitepaketin 20.4.2010. Suomen energian loppukulutukseksi vuonna 2020 on arvioitu 327 TWh, josta uusiutuvien osuuden tulisi olla 38 % eli 124 TWh. Vuonna 2005 uusiutuvan energian loppukulutus oli 87 TWh, joten uusiutuvaa energiaa olisi lisättävä noin 38 TWh. Uusiutuvan energian velvoitepaketin mukaan lisäys pyritään saamaan monista lähteistä, mutta merkittävin lisäys on metsähak- keen käytön nostaminen 25 TWh:iin vuoden 2009 10 TWh:sta. (Pekkarinen 2010, 2, 4, 6- 7)
3 SUOMEN BIOMASSAT JA NIIDEN NYKYKÄYTTÖ
Biomassoilla tarkoitetaan eloperäisiä, fotosynteesin kautta syntyneitä kasvimassoja. Bio- massoista tuotettuja polttoaineita kutsutaan biopolttoaineiksi. Biopolttoaineisiin lasketaan myös yhdyskuntien ja teollisuuden energiantuotantoon soveltuvat jätevirrat, jotka ovat suu- rilta osin orgaanista alkuperää. (Helynen et al. 2002, 11) Suomen biomassavarat koostuvat puubiomassasta, peltobiomassasta, jätebiomassasta sekä turpeesta. Suomen kannalta tär- kein biomassa on puu. (Aittomäki et al. 2007, 4) Biomassoilla voidaan tuottaa suoraan lämpöä ja sähköä, tai biomassoista voidaan jalostaa kiinteitä, nestemäisiä tai kaasumaisia jalosteita. Näitä jalosteita ovat esimerkiksi pelletit, biokaasu sekä liikenteen biopolttoai- neet. (Rintala et al. 2007, 11)
Tässä opinnäytetyössä Suomen biomassojen nykykäyttöä tarkastellaan vuoden 2008 tieto- jen pohjalta energian kokonaiskulutuksen osalta. Energian kokonaiskulutuksella kuvataan kotimaisten energialähteiden ja tuontienergian kulutusta Suomessa. Energian kokonaisku- lutusta laskettaessa pelkästään sähköä tuottavat vesi- ja tuulivoima sekä tuontisähkö yh- teismitallistetaan saadun sähkön mukaan muihin primäärienergialähteisiin. Myös ydin- energia muunnetaan käyttämällä keskimääräistä ydinvoimalan hyötysuhdetta. Energian loppukäyttö saadaan vähentämällä kokonaiskulutuksesta energian muunto- ja siirtohäviöt.
(Metsäntutkimuslaitos 2009, 275)
Energian tuotannon ja voimalaitosten mittakaavassa energian yksikkönä käytetään usein gigawattituntia (GWh) tai terawattituntia (TWh). Jouleiksi muutettuna yksi kilowattitunti (kWh) vastaa 3,6 megajoulea (MJ). Puupolttoaineiden tilavuuden yksikkönä käytetään usein kiintokuutiometriä (m3) tai irtokuutiometriä (i-m3). Yksi kiintokuutiometri vastaa 2,5 irtokuutiometriä ja noin kahta megawattituntia energiaa. (Alakangas 2000, 9, 15)
Vuonna 2008 energian kokonaiskulutus Suomessa oli 1,4 miljoonaa terajoulea (TJ). Säh- köä puolestaan käytettiin 87,2 terawattituntia (TWh). Uusiutuvan energian osuus koko- naiskulutuksesta oli lähes 28 prosenttia. Kuviosta 1 nähdään, että merkittävin uusiutuvan energian lähde olivat puupolttoaineet, jotka kattoivat 21 prosenttia energian kokonaiskulu- tuksesta. (Tilastokeskus 2008)
Kuva 1. Suomen energian kokonaiskulutuksen jakautuminen primäärienergialähteisiin vuonna 2008 (Tilas- tokeskus 2008)
Energian kokonaiskulutus Suomessa vuonna 2008 oli 5 prosenttia vähemmän kuin edellis- vuonna, ja pieneni toista vuotta peräkkäin. Energiankulutuksen vähenemiseen vaikuttivat talouden taantuma ja siitä seurannut teollisuustuotannon supistuminen sekä lämmin sää.
Vertailun vuoksi mainittakoon korkein energiankulutus 1501 petajoulea (PJ), joka saavu- tettiin vuonna 2006. (Metsäntutkimuslaitos 2009, 271)
Taulukossa 1 on esitetty tarkemmin Suomen kokonaisenergiankulutus eri energialähteittäin vuonna 2008. Suomessa käytettävistä uusiutuvista energialähteistä puupolttoaineiden osuus oli lähes 80 prosenttia. Lähes puolet puun energiakäytöstä koostui metsäteollisuuden jäte- liemistä. Metsäteollisuudessa käytetyistä polttoaineista 75 prosenttia oli puuperäisiä, tär- keimpänä selluteollisuudessa syntyvä mustalipeä. Taulukossa mainitut muut metsäteolli- suuden sivu- ja jätetuotteet sisältävät nestemäisiä ja kiinteitä polttoaineita, kuten mäntyöl- jy, suopa, bioliete ja paperi. (Metsäntutkimuslaitos 2009, 280)
Kiinteitä puupolttoaineita käytettiin kaikkiaan 153 PJ eli noin 21 miljoonaa kuutiometriä.
Lämpö- ja voimalaitokset kuluttivat kiinteitä puupolttoaineita 14,3 miljoonaa kuutiometriä.
Käyttö kasvoi 10 prosenttia edellisvuodesta metsähakkeen polton lisääntymisestä johtuen.
Lämpö- ja voimalaitokset käyttivät metsähaketta kaikkiaan noin 4 miljoonaa kuutiometriä.
Hakkuutähteet olivat metsähakkeen merkittävin raaka-aine, sillä lähes 60 prosenttia lämpö- ja voimalaitosten polttamasta metsähakkeesta valmistettiin avohakkuilta kerätystä oksa- ja latvusmassasta. Pientalot, kuten omakotitalot, maatilat ja vapaa-ajan asunnot käyttivät
vuonna 2008 lämmitykseen 6,7 miljoonaa kuutiometriä puuta. Pientalojen koko lämmi- tysenergiasta polttopuu kattoi noin 40 prosenttia. (Metsäntutkimuslaitos 2009, 271–275, 280)
Taulukosta 1 nähdään, että turvetta kulutettiin vuonna 2008 81 PJ, mikä vastasi noin kuutta prosenttia energian kokonaiskulutuksesta. Vuonna 2008 tervetuotannossa tai sitä varten kunnostettavia soita oli yhteensä 76 000 hehtaaria. Muut biomassat, kuten peltobiomassa ja jätebiomassat sisältyvät taulukossa muihin energialähteisiin. Muiden energialähteiden osuus kokonaiskulutuksesta oli noin kaksi prosenttia. (Metsäntutkimuslaitos 2009, 275, 280)
Taulukko 1. Energian kokonaiskulutus primäärienergialähteittäin Suomessa 2008. (Metsäntutkimuslaitos 2009, 280)
Energialähde PJ TWh Osuus kokonais-
kulutuksesta - %
milj. m3
Öljytuotteet 352 97,8 25
Hiili 142 39,4 10
Maakaasu 149 41,4 11
Turve 81 22,5 6
Vesivoima 61 16,9 4
Tuulivoima 1 0,3 0
Puuperäiset polttoaineet 302 84 21
Metsäteollisuuden jäteliemet 144 40 10
Muut metsäteollisuuden sivu- ja jätetuotteet 5 1,4 0
Kiinteät puupolttoaineet 153 42,0 11 21,0
Lämpö- ja voimalaitokset 99 28,6 7 14,3
Metsähake 29 8,0 2 4,0
Teollisuuden puutähdehake 6 1,6 0 0,8
Sahanpuru 12 3,2 1 1,6
Kuori 46 14,2 3 7,1
Muut kiinteät puupolttoaineet 6 1,6 0 0,8
Pientalojen polttopuu 55 13,4 4 6,7
Ydinenergia 240 66,7 17
Sähkön nettotuonti 46 12,8 3
Muu 33 9,2 2
Energian kokonaiskulutus 1407 390 100
Sähköä käytettiin vuonna 2008 yli 87 TWh. Suurin osa sähköstä (n. 27 TWh) tuotettiin uusiutuvilla energialähteillä, lähinnä hyvän vesivuoden ansiosta. Biomassoista metsäteolli- suuden jäteliemillä tuotettiin noin kuusi prosenttia sähköenergiasta (5,3 TWh) ja muilla puupolttoaineilla vajaat kuusi prosenttia (4,2 TWh). Myös turpeen osuus sähkön tuotannos- ta oli noin kuusi prosenttia (4,8 TWh). (Tilastokeskus 2008)
Biopolttoaineet ovat eri-ikäisiä. Lyhytikäisimpiä ovat pelloilla kasvatettavat energiakasvit, joiden ikä vaihtelee muutamasta kuukaudesta muutamaan vuoteen. Puubiomassan ikä on Suomessa puolestaan muutamasta vuodesta yli sataan vuoteen. Suomessa energian tuotan- toon käytettävistä biomassoista pitkäikäisin ja hitaimmin uusiutuva on turve. Energiatur- peen ikä voi olla jopa tuhansia vuosia. (Helynen et al. 2002, 11)
3.1 Puubiomassat
Puubiomassalla tarkoitetaan puuperäisiä energian raaka-ainelähteitä. Puubiomassa on puis- ta ja pensaista peräisin olevaa biomassaa. Puuperäiset polttoaineet ovat öljytuotteiden jäl- keen Suomen toiseksi merkittävin energialähde. Puubiomassoilla katetaan noin viidennes Suomen energian kokonaiskulutuksesta. Energiantuotantoon suurin osa puubiomassasta saadaan puunjalostuksen prosesseista. Metsäteollisuus käyttääkin itse suurimman osan prosesseissa syntyneestä puupolttoaineesta omaan energiantuotantoon. Puubiomassaa kor- jataan energiantuotantoon myös suoraan metsästä. Suoraan metsästä energiantuotantoon ohjautuvaa puubiomassaa kutsutaan metsäbiomassaksi. Kolmas merkittävä puuenergian lähde on kierrätyspuu. (Bioenergia – verkkopalvelu 2010)
Puupolttoaineita voidaan luokitella niiden laadun tai alkuperän perusteella, kuten kuvassa 2. Yhdistyneiden kansakuntien elintarvike- ja maatalousjärjestö FAO (Food and Agricultu- re Organization) luokittelee puupolttoaineet ensiasteisiksi ja toisasteisiksi puupolttoaineiksi sekä kierrätyspolttoaineiksi. Ensiasteiset puupolttoaineet ovat kiinteitä, nestemäisiä tai kaa- sumaisia polttoaineita, jotka valmistetaan metsästä tai pelloilta kasvatetusta puusta. Toisas- teiset puupolttoaineet ovat puolestaan teollisuuden sivutuotteina tai puutähteinä saatavia polttoaineita. Kierrätyspolttoaineita saadaan käytetyistä puutuotteista. (Alakangas 2000, 46)
Kuva 2. Puupolttoaineiden luokittelu alkuperän mukaan. (Alakangas 2000, 47)
Suomessa puupolttoaineita käytetään yleensä yhdessä turpeen kanssa. Puuta käytetään pääpolttoaineen tai ainoana polttoaineena lähinnä metsäteollisuudessa sekä pienissä läm- pökeskuksissa. Puuta käytetään tyypillisesti niin paljon kuin sitä on tiettyyn hintaan saata- villa ja loput polttoainetarpeesta täytetään turpeella. (Leino et al. 2007, 3)
3.1.1 Ensiasteiset puupolttoaineet
Ensiasteiset puupolttoaineet ovat ensisijaisesti metsästä saatavasta puusta valmistettuja polttoaineita. (Alakangas 2000, 46) Ensiasteiset puupolttoaineet voivat olla hakkeita tai pilkkeitä. Polttohakkeella tarkoitetaan yleisesti kokopuusta, rangoista, metsätähteestä tai muusta puuaineksesta hakkurilla tehtyä polttoainetta. (Vapo 2010) Haketta käytetään ra-
kennusten lämpökattiloissa, lämpölaitoksissa sekä teollisuuden lämpö- ja voimalaitoksissa.
(Bioenergia Suomessa 2005)
Metsästä saatava hake voi olla hakkuutähdehaketta, kantohaketta, kokopuuhaketta, metsä- tähdehaketta tai rankahaketta. Hakkuutähdehaketta tehdään nimensä mukaisesti hakkuutäh- teestä. Hakkuutähde on yleensä teollisuudelle menevän runkopuun hakkuun yhteydessä metsään jäävää puuainesta, kuten oksat ja latvat. Kantohaketta saadaan avohakkuualoilta nostetuista kannoista. Myös ainespuun korjuussa ja sekä nuorten metsien harvennuksissa jää tähteeksi oksia, latvuksia ja hukkarunkopuuta joista voidaan tehdä metsätähdehaketta.
Kokopuuhaketta valmistetaan karsimattomista rungoista, jotka voivat olla metsäteollisuu- delle kelpaamatonta pienpuuta tai hukkarunkopuuta. Rankahaketta valmistetaan puolestaan karsitusta runkopuusta, joka on yleensä runkohukkapuuta. (Vapo 2010) Runkohukkapuuksi lasketaan yleensä korjuussa ja metsänhoitotöissä metsään jäävä runkopuu kuorineen. (Ala- kangas 2000, 59)
Metsähakkeen käyttömahdollisuudet riippuvat kattilatekniikasta. Metsähakkeen poltto ai- heuttaa ongelmia muun muassa tulistimissa tukkien niiden pintoja jolloin lämmönsiirto heikkenee. Metsähakkeen käyttöpotentiaali vaihtelee 0-60 prosentin välillä ja metsähaketta käytetäänkin usein muuhun polttoaineeseen yhdistettynä seospolttoaineena. Uudemmissa kattiloissa metsähakkeen potentiaali on kehittyneemmän kattilatekniikan ansiosta vanhoja kattiloita suurempi. Teollisuuden sivutuotteilla vastaavat ongelmat ovat pienempiä, ja suu- rimman ongelman aiheuttaa puun suhteellinen kosteus. Tämän vuoksi myös sivutuotteita käytetään usein vain seospolttoaineina alhaisesta lämpöarvosta johtuen. (Elo 2009, 5-6)
Kannot ovat haketettuna kuivempaa ja parempaa polttoainetta muihin metsäpolttoaineisiin verrattuna. Kannot vastaavat ominaisuuksiltaan metsäteollisuuden sivutuotteita. Kannot on kuitenkin haketettava tai murskattava ennen syöttöä kattilaan. Kantojen hakettaminen edel- lyttää raskaampaa kalustoa tavalliseen metsähakkeeseen verrattuna. Toistaiseksi kantojen käyttöä rajoittaa vielä käyttöpaikkamurskainten ja terminaalihaketustoiminnan vähäisyys.
(Elo 2009, 6)
Myös halot ja pilkkeet luetaan ensiasteisiksi puupolttoaineiksi. Halot ovat noin metrin pi- tuisia polttokäyttöön tarkoitettuja halkaistuja tai pyöreitä karsittuja pölkkyjä. Halkoja pol-
tetaan ylä- ja alapaloisissa kattiloissa sekä tulisijoissa. Pilkkeillä puolestaan tarkoitetaan 0,25–0,50 metriä pitkiä katkaistuja ja halkaistuja puun paloja, joita käytetään lähinnä pien- ten lämmönkuluttajien ja virkistyskäytön polttoaineena. (Alakangas 2000, 70)
3.1.2 Toisasteiset puupolttoaineet
Toisasteisia puupolttoaineita saadaan teollisuuden sivutuotteina tai puutähteinä. Toisastei- sia puupolttoaineita ovat mustalipeä, kuori, puubriketit ja -pelletit, sahanpurut ja kutterin- lastut sekä puuöljyt. (Alakangas 2000, 46)
Merkittävin toisasteisista puupolttoaineista Suomessa on mustalipeä. Se on ollut myös eni- ten käytetty uusiutuvan energian lähde. (Tilastokeskus 2008). Sulfaattisellun keitossa puus- ta liukenee runsaasti ligniiniä sisältävää ainesta. Tämän aineksen ja keittokemikaalien seos otetaan talteen massan pesuvaiheessa, jonka jälkeen seos väkevöidään haihduttamossa ja poltetaan soodakattilassa kemikaalien regeneroimiseksi ja energian tuottamiseksi. (Vapo 2010)
Toinen metsäteollisuudelle tärkeä kotimainen polttoaine on puun kuori. Kuorta saadaan ainespuun teollisessa kuorinnassa. Märkä kuori kuivataan puristamalla ja murskataan polt- tokelpoiseen muotoon. Kuorta käytetään lähinnä suurkattiloissa. Mekaanisesta metsäteolli- suudesta syntyy sivutuotteina purua ja lastuja joista voidaan valmistaa puupellettejä ja bri- kettejä. Näitä puutähteitä voidaan käyttää myös sellaisenaan. Puusta voidaan valmistaa myös nestemäistä biopolttoainetta kuten puuöljyä eli pyrolyysiöljyä. (Bioenergia Suomessa 2005) Suomessa on lisäksi käynnissä mittavat kehitystyöt toisen sukupolven liikennepolt- toaineiden valmistamiseksi puuperäisestä raaka-aineesta. (Leino et al. 2007, 18)
3.1.3 Kierrätyspuu
Käytetyistä puutuotteista voidaan valmistaa kierrätyspuupolttoaineita. Kierrätyspuu luoki- tellaan biopolttoaineeksi joka muodostuu puutähteestä tai käytöstä poistetusta puusta tai puutuotteesta johon ei sisälly muovipinnoitteita, halogenoituja orgaanisia yhdisteitä tai raskasmetalleja. Jätepuuta syntyy esimerkiksi rakennus-, purku- ja korjaustoiminnassa sekä puunjalostusteollisuudessa. (Energiateollisuus 2008, 4-5)
3.2 Peltobiomassat
Vuonna 2005 Suomen peltoala oli noin 2,2 miljoonaa hehtaaria. Viljaa viljeltiin noin 1,2 hehtaarilla ja rehunurmikasveja 0,6 miljoonalla hehtaarilla. Öljykasvien viljelyala on vaih- dellut 60 000-80 000 hehtaarin välillä. Vuonna 2006 öljykasveja viljeltiin 100 000 hehtaa- rilla. Kesantoala on EU:iin liittymisen jälkeen ollut noin 10–11 prosenttia peltopinta-alasta.
(Pahkala 2006, 2)
Pelloilla kasvatettua biomassaa voidaan käyttää kiinteänä polttoaineena tai peltobiomassas- ta voidaan jalostaa nestemäisiä tai kaasumaisia polttoaineita. Elintarviketuotantoon käytet- tävien kasvien lisäksi voidaan kasvattaa siihen tarkoitukseen kelpaamattomia kasveja, ku- ten ruokohelpiä sekä nopeakasvuisia puulajeja, esimerkiksi pajua. Peltobiomassoista perin- teisin ja halvin on olki. Suomessa sitä on kuitenkin käytetty energiantuotantoon vain vä- hän. (Kara et al. 2004, 124–125)
Elintarviketuotannosta vapautuvaa peltoalaa ja turvetuotannosta poistettua suoalaa voitai- siin käyttää energiakasvien viljelyyn. Dieselöljyä korvaavia kasviöljypolttoaineita saadaan muun muassa auringonkukan, rapsin ja rypsin siemenistä. Alkoholiperäisiä polttoaineita saadaan sokeria tuottavista kasveista tai tärkkelyspitoisista viljoista, esimerkiksi sokeri- ruo’osta, sokerijuurikkaasta, perunasta ja maissista. Näitä alkoholiperäisiä polttoaineita voidaan käyttää joko sellaisenaan tai bensiinin osakomponenttina. Kiinteänä poltettavaksi soveltuvia peltobiomassoja ovat muun muassa oljet ja jyvät. (Alakangas 2000, 97)
Viljojen olkia ja jyviä voidaan käyttää kiinteinä polttoaineina. Olkea käytetään suurpaalei- na, kovapaaleina, silputtuna, jauhettuna tai puristeina. Jyvät puolestaan sopivat sellaise- naan poltettavaksi tai myös jauhettuna. Oljen käyttökohteita voivat olla maatilat, maaseu- dun taajamien lämpökeskukset sekä pientalot. Myös öljy- ja kuitukasveista rypsi ja rapsi sekä pellava soveltuvat käytettäväksi kiinteänä polttoaineena. (Alakangas 2000, 98–102)
Ruokohelpi on Suomessa luonnonvaraisena kasvava heinäkasvi, jolla on suuri biomassasa- to. Ruokohelpeä on kokeiltu seospolttoaineena turpeen joukossa. (Alakangas 2000, 103–
104) Päästökaupan piirissä olevissa suurissa energialaitoksissa käytetään kiinteänä poltto- aineena maatalouden raaka-aineista lähinnä ruokohelpeä. Vuonna 2008 energiakäyttöön
viljellyn ruokohelven tuotantoala oli noin 17 500 hehtaaria. Viljelyalan kasvu on kuitenkin toistaiseksi pysähtynyt rehu- ja leipäviljan hinnan nousun myötä. Oljen energiakäytön ke- hitysnäkymät ovat tässä suhteessa paremmat. (Valtioneuvosto 2008, 38)
Kasviöljypohjaisista dieselpolttoaineista voidaan käyttää yleisnimitystä biodiesel. Öljykas- vien siemenistä erotettu öljy ei sellaisenaan sovellu nykyisten dieselmoottoreiden polttoai- neeksi karstoittumisongelmien vuoksi. Kasviöljy voidaan kuitenkin esteröidä alkoholilla, jolloin siitä saadaan tavallisiin dieselmoottoreihin soveltuvaa polttoainetta. Etanolia voi- daan käyttää rypsi- tai mäntyöljyn esteröintiin sekä bensiinin lisäaineiden valmistukseen.
Etanoli soveltuu sellaisenaan ottomoottorin polttoaineeksi ja sitä on testattu myös diesel- moottorien polttoaineena ja dieselöljyn lisäaineena. Etanolia voidaan valmistaa myös bio- polttoaineista, kuten ohrasta. (Alakangas 2000, 138) Energiayhtiö St1 kehittää etanolin valmistusta selluloosapohjaisista raaka-aineista, kuten oljesta. (St1 2010)
Neste Oil on kehittänyt NExBTL-teknologian, jolla voidaan valmistaa biodieseliä kasviöl- jyistä ja eläinrasvoista. Porvoon jalostamolla Neste Oililla on kaksi ns. toisen sukupolven biodiesel-laitosta. NExBTL-dieseliä valmistetaan palmu- ja rypsiöljystä sekä lihanjalostus- teollisuuden teurasjätteiden rasvasta. (Neste Oil 2010) Merkittävä osa NExBTL-dieselin bioraaka-aineesta tulee ulkomailta. (Rintala et al. 2007, 16)
3.3 Jätebiomassat
Jätteitä muodostuu vuosittain noin 65–70 miljoonaa tonnia, mukaan lukien metsäteollisuu- den tuotantoprosesseista syntyvät jätevirrat. Suurimmat jätemäärät syntyvät teollisuudesta, maataloudesta sekä rakennustoiminnasta. EU:n ja Suomen lainsäädäntö edellyttää ensisi- jaisesti jätteiden hyödyntämistä. Jätteet pyritään hyödyntämään aineena, mutta jos se ei ole taloudellisista tai ympäristösyistä mahdollista on jätteet hyödynnettävä energiana. Kierrä- tyspolttoaineet voivat olla syntypistelajiteltuja, kuivia ja polttokelpoisia materiaaleja sellai- senaan tai niistä voidaan valmistaa polttoaineita. Suurin osa Suomen energiantuotantoon hyödynnettävistä jätteistä hyödynnetään metsäteollisuudessa polttamalla tuotannon omia jätemateriaaleja. Muu jätteen poltto on tähän nähden vähäistä. Energiakäyttöön soveltuvat parhaiten teollisuuden ja kaupan pakkaus-, paperi- ja muovijätteet sekä rakennusjätteet.
Yhdyskuntajätteistä energiantuotantoon soveltuvat parhaiten kuivat jätteet metalli- ja lasi-
jätteen erottelun jälkeen. Kierrätyspolttoaineet soveltuvat lähinnä sivupolttoaineeksi pää- polttoaineen ohessa tai pääpolttoaineeksi jätepolttoon suunnitelluissa laitoksissa. (Alakan- gas 2000, 109–111)
Erilaiset orgaaniset massat sopivat myös biokaasun raaka-aineeksi. Biokaasu on orgaanisen aineksen mädäntymisestä syntyvä kaasu, joka koostuu pääosin metaanista ja hiilidioksidis- ta. Biokaasu soveltuu sellaisenaan poltettavaksi tai moottorin polttoaineeksi. Metaanibak- teerit toimivat parhaiten vesipitoisessa ympäristössä, joten erityisesti lietemäiset jätteet soveltuvat hyvin biokaasun tuotantoon. Lietemäisiä jätteitä syntyy esimerkiksi maatalou- dessa, kunnallisissa jätevedenpuhdistamoissa ja elintarviketeollisuudessa. Biokaasua syn- tyy myös kontrolloimattomasti kaatopaikoilla. (Alakangas 2000, 144–145)
Kiinteitä bioperäisiä teollisuuden sekä kaupan jätteitä ja jätepuhdistamojen lietteitä käyte- tään yhdistetyn lämmön- ja sähköntuotannon laitoksissa (CHP) sekä biokaasun tuotantoon pääosin lämmöksi ja sähköksi. Kaatopaikkakaasusta ja jätevesistä valmistettua biokaasua käytetään myös lämmön ja sähkön tuotantoon. Bioperäisten teollisuuden ja kaupan jättei- den käyttö on ollut noin 1 TWh:n luokkaa ja kaatopaikkakaasusta ja teollisuuden jätevesis- tä tuotetun biokaasun noin 0,3 TWh. (Rintala et al. 2007, 18)
Suomessa energiayhtiö St1 valmistaa etanolia elintarviketeollisuuden biojätteistä ja sivu- virroista. Biojätteestä valmistettua etanolia voidaan sekoittaa bensiiniin. Yhtiöllä on myös Hämeenlinnassa laitos, joka valmistaa kotitalouksien, kauppojen ja teollisuuden biojätteistä etanolia. (St1 2010)
3.4 Turve
Turvebiomassa syntyy perusteiltaan samalla tavoin kuin muutkin kasviperäiset biomassat, mutta turvekerrostumien syntymiseen tarvitaan pidempi aika. Turvetta käytetään sekä lämmön että sähköntuotantoon taajamissa ja teollisuudessa. (Bioenergia Suomessa 2005) Turve on määritetty Suomessa hitaasti uusiutuvaksi biomassapolttoaineeksi. Ennen vuotta 2006 IPCC luokitteli turpeen fossiiliseksi polttoaineeksi, mutta hyväksyi Suomen esityksen pohjalta turpeen omaksi luokakseen. Turve sijoittuu muiden fossiilisten polttoaineiden ja biomassojen välimaastoon. Turpeen kasvihuonekaasupäästöominaisuudet nähdään kuiten-
kin fossiilisten polttoaineiden kaltaisiksi, joten turpeen poltosta aiheutuvat hiilidioksidi- päästöt sisällytetään kansallisiin päästöihin samalla tavalla fossiilisten polttoaineiden kans- sa. (Leinonen 2010, 62)
Polttoturpeina käytetään useimmiten jyrsinturvetta ja palaturvetta. Jyrsinturvetta tuotetaan jyrsimällä turvekerrosta suon pinnasta ja kuivaamalla sitä tuotantokentällä. Palaturvemene- telmässä tuotantokenttään jyrsitään ura, josta irrotettu turvemassa muokataan, tiivistetään ja puristetaan palaturpeeksi ja kuivatetaan auringon energian avulla kentän pinnalla. (Vapo 2010) Jyrsinturpeen osuus energiaturpeen tuotannosta on yli 90 %. Jyrsinturvetta käytetään kaukolämpölaitoksissa ja yhdyskuntien sekä teollisuuden voimalaitoksissa. Viime vuosina turpeen käyttäjät ovat lisänneet puupolttoaineiden käyttöä mm. verotussyistä, mistä johtuen turpeen merkitys seospolttoaineena puun tai kierrätyspolttoaineiden kanssa on korostunut.
(Alakangas 2000, 85–86)
Menneen vuosikymmenen aikana energiaturpeen käyttö on ollut 20–29 TWh, mikä on vas- tannut 6-7 prosenttia primäärienergian kulutuksesta. Suurin osa turpeesta käytetään teolli- suuden sähkö- ja lämpövoimaloissa (15–20 TWh). Lauhdesähkön tuotannossa turpeen käyttö on ollut puolestaan noin 4-8 TWh ja pienissä kaukolämpölaitoksissa noin 1,5 TWh.
Suomessa on 55 suurta turvevoimalaitosta ja 120 turvetta käyttävää lämpökeskusta. Tur- peella on tärkeä rooli erityisesti lämmitysvoimalaitosten polttoainehuollossa. Alkuun tur- vetta käytettiin yksinomaan jyrsinturpeen polttoon suunnitelluissa suurissa voimaloissa, mutta leijukerrospolton yleistyminen 1990-luvulla mahdollisti turpeen ohella myös muiden polttoaineiden seospolton. (Leinonen 2010, 13–14)
Turvetta poltetaan pääasiassa isoissa laitoksissa, joten suurin osa turpeen käytöstä kuuluu päästökaupan piiriin. Päästökauppakauden alussa turpeen käyttö väheni päästökaupan joh- dosta, ja sen jälkeen turpeen kilpailukyvyn heikkenemistä on parannettu poistamalla tur- peelta energiavalmistevero lämmöntuotannon osalta sekä säätämällä laki turpeen syöttöta- riffista lauhdesähkön tuotannossa. (Leinonen 2010, 25)
Turpeella on ollut osansa myös uusiutuvien energialähteiden käytön lisäämisessä. Valtaosa turpeesta käytetään yhdessä muiden biopolttoaineiden kanssa ja turve helpottaa seospoltos-
sa hankalampien biopolttoaineiden polttoa. Turpeen etuna on ollut myös vakaa ja kilpailu- kykyinen hintataso sekä varmuusvarastona toimiminen kriisiaikoina. (Leinonen 2010, 90)
4 SUOMEN BIOMASSAVARAT
Suomen merkittävin biomassapotentiaali on metsissä. Tässä luvussa keskitytäänkin lähinnä Suomen puubiomassavaroihin, mutta käydään läpi myös muita biomassavaroja. Biomassa- varoja arvioidaan eri tutkimusten pohjalta, joita varsinkin metsähakepotentiaalin osalta on tehty useita viime vuosina.
4.1 Metsäenergiapotentiaali
Suomen metsävarojen vuosittaiseksi kasvuksi on arvioitu noin 140 miljoonaa kuutiota, joka vastaa noin 280 TWh:ia energiaa. Tästä runkopuun osuus on noin 95 miljoonaa kuu- tiota (180 TWh) ja latvusmassan osuus noin 45 miljoonaa kuutiota (90 TWh). Metsävaro- jen hyödyntämistä rajoittaa kuitenkin se, että osa metsävaroista sijaitsee suojelualueilla ja metsävaroja hyödynnettäessä on otettava huomioon myös puulajien monimuotoisuuden säilyttäminen. Näin ollen suurimmaksi kestävällä pohjalla olevaksi vuotuiseksi runkopuun hakkuukertymäksi on arvioitu noin 70 miljoonaa kuutiota, joka vastaa noin 170 TWh:ia energiaa. (Elo 2009, 9)
Puupolttoaineiden käyttömahdollisuudet ovat Suomessa jakautuneet melko epätasaisesti.
Parhaat käyttömahdollisuudet ovat Kaakkois-Suomessa missä on paljon metsäteollisuutta.
Lisäksi Satakunnassa ja Pohjois-Pohjanmaalla on hyvät puupolttoaineiden käyttömahdolli- suudet. Metsähakkeelle otolliset käyttömahdollisuudet ovat Etelä-Karjalassa, Keski- Suomessa sekä Pohjois-Pohjanmaalla. Heikoimmat mahdollisuudet puupolttoaineiden käyttöön Suomessa ovat Etelä- ja Lounais-Suomessa sekä Keski-Pohjanmaalla. (Elo 2009, 6)
Puun ensisijaisena käyttökohteena tulee olla metsäteollisuuden raaka-ainekäyttö, mutta energiantuotantoon on tarjolla suuri määrä hukkarunkopuuta, latvusmassaa ja pientä koko- puuta, jolla ei ole kysyntää metsäteollisuudessa. Puupolttoaineiden tuotannon kannalta merkittävimmän potentiaalin muodostavat uudistushakkuiden hakkuutähteet, ensiharven- nuksista saatava energiapuu sekä taimikonhoidosta ja vajaatuottoisista metsistä saatava kokopuuhake. (Helynen et al. 2002, 13)
Metsähakevaroista on Suomessa tehty useita tutkimuksia. Selvityksiä metsähakepotentiaa- leista on tehnyt muun muassa Pöyry Oyj, Metsäteho Oy, Tekes sekä eri asiantuntijaryhmät.
Näissä selvityksissä on usein määritetty erikseen metsähakkeen teoreettinen, teknis- ekologinen ja teknis-taloudellinen hankintapotentiaali. Teoreettisessa hankintapotentiaalis- sa ei oteta huomioon ekologisia, teknisiä tai taloudellisia rajoituksia. Teoreettinen potenti- aali on se määrä hakkuutähteitä ja kantoja, joka syntyy päätehakkuualoille vuosittain sekä määrä pienpuuta kun nuorten metsien hakkuut tehdään ehdotusten mukaisesti ajallaan ja kokopuuna. Teknis-ekologisessa hankintapotentiaalissa on puolestaan otettu huomioon mm. korjuutekniset seikat, eli talteensaantoprosentti on alle sata, ainespuuta ei mene mer- kittäviä määriä polttoon sekä energiapuun korjuuohjeet. Teknis-taloudellisessa hankintapo- tentiaalissa otetaan huomioon myös metsähakkeen tuotantokustannukset. (Kärhä et al.
2009, 12)
Tekes on arvioinut vuonna 2004 julkaisemassaan Puuenergian teknologiaohjelman 1999–
2003 loppuraportissa Suomen metsien metsähakepotentiaalia. Selvityksessä teoreettiseksi metsähakepotentiaaliksi arvioitiin 45 miljoonaa kuutiota, eli noin 90 TWh. Korjuukelpoi- seksi metsähakepotentiaaliksi arvioitiin puolestaan 15 miljoonaa kuutiota (noin 30 TWh).
Teoreettisesta enimmäispotentiaalista on tehty vähennyksiä ekologisista ja korjausteknisis- tä syistä, mutta siinä ei ole asetettu hintarajoituksia. (Hakkila 2004, 35–36)
Pöyry Forest Industry Consulting Oy sai maa- ja metsätalousministeriöltä vuonna 2006 toimeksiannon selvittää metsäenergian tuotannon, korjuun ja käytön kustannustehokkuu- desta ja tukijärjestelmien vaikuttavuudesta päästökaupan olosuhteissa. Potentiaalit perus- tuivat Electrowatt-Ekonon selvitykseen ”Puupolttoaineiden kysyntä, tarjonta ja toimitus- varmuus päästökauppatilanteessa”. Arviot tehtiin vuodelle 2010. Selvityksessä metsähak- keen teoreettiseksi käyttöpotentiaaliksi arvioitiin 51 TWh eli noin 25,5 miljoonaa kuutiota.
Potentiaali jakaantui tasaisesti hakkuutähdehakkeen, kantojen ja pienpuun kesken siten, että kunkin teoreettinen hankintapotentiaali olisi 17 TWh eli noin 8,5 miljoonaa kuutiota.
Teknis-taloudelliseksi metsähakkeen korjuupotentiaaliksi selvityksessä puolestaan arvioi- tiin 24 TWh eli noin 12 miljoonaa kuutiota. Tästä hakkuutähteen osuus olisi 11 TWh, kan- tojen 6 TWh ja pienpuun 7 TWh. (Vasara et al. 2006, 23–24)
Metsähakkeen käyttö- ja korjuupotentiaalissa on kuitenkin suuria alueellisia eroja. Joillain alueilla metsähaketta voitaisiin korjata enemmän kuin sitä on mahdollista käyttää, ja toi- saalla taas metsähakkeesta olisi pulaa, mikäli kaikki käyttöpotentiaali hyödynnettäisiin.
Tämän perusteella Pöyryn vuoden 2006 tutkimuksessa arvioitiinkin lisäksi metsähakkeen laskennallista tuotantopotentiaalia, joka voitaisiin teknis-taloudellisen korjuupotentiaalin sekä teknisen käyttöpotentiaalin puitteissa tuottaa ja käyttää ilman pitkiä kuljetuksia. Met- sähakkeen tuotantopotentiaaliksi vuonna 2010 arvioitiin 14 TWh (7 milj. m3). Selvitykses- sä arvioitiin, että metsähakkeen käyttöä voitaisiin lisätä 14 TWh:iin ilman teknisiä inves- tointeja, mikäli metsähakkeen käyttö lisääntyisi voimakkaasti esimerkiksi päästöoikeuksien suuren hinnan nousun seurauksena. Suurempi metsähakkeen tuotannon lisääminen edellyt- täisi investointeja metsähakkeen käsittelyjärjestelmiin ja kattilatekniikkaan. Toisaalta myös metsähakkeen hinnan nousu lisäisi taloudellisesti korjuukelpoisen metsähakkeen tuotanto- potentiaalia. (Vasara et al. 2006, 24–25)
Vuonna 2007 Pöyry Energy Oy (aiemmin Electrowatt-Ekono Oy) päivitti selvityksen Puu- polttoaineiden kysyntä, tarjonta ja toimitusvarmuus päästökauppatilanteessa vuoteen 2020.
Tässä selvityksessä metsähakkeen teoreettiseksi hankintapotentiaaliksi vuonna 2020 arvi- oitiin noin 52,6 TWh, josta hakkuutähdettä olisi 16,8 TWh, kantoenergiaa 18,6 TWh ja pienpuuta 17,2 TWh. Teoreettinen korjuupotentiaali määrittämisessä päätehakkuiden yh- teydessä saadun hakkuutähteen talteensaantomääräksi arvioitiin 65 prosenttia. Kantoener- gian osalta oletettiin, että avohakkuiden kannoista 5 prosenttia jätettiin nostamatta ns. suo- javyöhykevähennyksenä. Hakkuutähteiden ja kantojen teknis-taloudellista korjuupotentiaa- lia arvioitiin vähentämällä teoreettisesta korjuupotentiaalista osa leimikoista muun muassa liian pienen kertymän tai liian pitkän kuljetusmatkan vuoksi. Metsähakkeen teknis- taloudelliseksi korjuupotentiaaliksi arvioitiin noin 20,1 TWh, josta hakkuutähteen osuus olisi 7,8 TWh, kantojen 5,3 TWh ja pienpuun 7,0 TWh. (Leino et al. 2007, 18, 21, 28–30)
Huomioitavaa selvityksessä on, että arvioinnissa käytetty metsäpolttoainetarjonta ei ole hintajoustavaa. Tarjonnan hintajoustolla metsähakkeen korjuupotentiaalia voitaisiin hinnan noustessa kasvattaa, eikä se niiltä osin rajoittaisi puupolttoainetoimituksia. Tässä tapauk- sessa puupolttoaineiden käytön voisi olettaa suuremmaksi. Selvityksessä ei myöskään huomioitu toisen sukupolven biodiesel-laitosten vaikutusta puupolttoainemarkkinoihin niiden kehityksen keskeneräisyyden vuoksi. Tämä puolestaan lisäisi metsähakkeen hankin-
tatarvetta mikäli laitokset hyödyntävät raaka-aineena metsähaketta. (Leino et al. 2007, 18, 34)
Metsäteho ja Pöyry laativat vuonna 2009 yhdessä selvityksen Suomen metsäenergiapoten- tiaaleista. Tavoitteena oli luoda mahdollisimman realistinen kuva puupolttoaineiden li- säysmahdollisuuksista Suomessa vuoteen 2020. Myös tässä selvityksessä metsähakepoten- tiaalit laskettiin hakkuutähteiden, kantojen ja pienpuun osalta. Laskelmien pohjana käytet- tiin lisäksi kahta ainespuun hakkuuskenaariota, joissa perusskenaariossa (skenaario I) vuonna 2020 kotimaan markkinahakkuut olisivat 56,6 miljoonaa kuutiota vuodessa ja maksimiskenaariossa (skenaario II) 67,9 miljoonaa kuutiota vuodessa. Teoreettiseksi han- kintapotentiaaliksi skenaariossa I arvioitiin noin 104,5 TWh, josta hakkuutähteitä olisi 26,3 TWh, kantoja 25,2 TWh ja pienpuuta 53 TWh. Skenaariossa II teoreettiseksi hankintapo- tentiaaliksi arvioitiin noin 114,8 TWh, josta pienpuuta olisi myös 53 TWh, kantoja 30,3 TWh ja hakkuutähdettä 31,3 TWh. Selvityksessä arvioitiin myös metsähakkeen teknis- ekologista hankintapotentiaalia, jossa skenaariossa I potentiaaliksi arvioitiin 42,9 TWh.
Tästä 12,5 TWh olisi hakkuutähdettä, 14,7 TWh kantoenergiaa ja 15,7 TWh pienpuuta.
Skenaariossa II hankintapotentiaaliksi arvioitiin 48,3 TWh, josta pienpuun osuus olisi sama kuin skenaariossa I, hakkuutähteen osuus 15,0 TWh ja kantoenergian osuus 17,6 TWh.
(Kärhä et al. 2009, 6-7, 16, 22)
Metsätehon ja Pöyryn yhteistutkimuksessa huomioitiin myös puupolttoaineiden tekninen käyttöpotentiaali. Pöyry Energyn Kattila- ja voimalaitostietokannan perusteella oli arvioitu, että vuonna 2020 energialaitokset pystyvät käyttämään puupolttoaineita 53 TWh, josta poltto-ominaisuuksista johtuen metsähakkeella voitaisiin kattaa maksimissaan 28 TWh.
Teknis-taloudellisen hankintapotentiaalin määrittämisessä otettiin lisäksi huomioon mm.
metsähakkeen tuotantokustannukset, energialaitosten maksukyky ja tuotantotuet. Tulokset mallinnettiin perusskenaariossa (skenaario I), jolloin vuonna 2020 kiinteiden puupolttoai- neiden käyttö energiantuotannossa nousisi 44 TWh:iin. Metsäteollisuuden sivutuotteiden käyttö laskisi 17 TWh:iin vuoden 2008 tasosta ja metsähakkeen käyttö nousisi 27 TWh:iin.
Maksimiskenaariossa (skenaario II) kiinteiden puupolttoaineiden käyttö nousisi puolestaan 47 TWh:iin, josta metsähakkeen käyttö olisi noin 29 TWh. (Kärhä et al. 2009, 29, 30–39)
Pöyryn ja Metsätehon tutkimuksessa uusia asioita verrattuna aikaisempiin tutkimuksiin, olivat muun muassa skenaario korkeiden kotimaisen puun hakkuiden pohjalta sekä tarjon- nan hintajousto. Selvityksessä otettiin huomioon myös mänty- ja koivukantojen hakettami- nen polttohakkeeksi, kun aikaisemmin kantohakkeeseen on huomioitu vain kuusikannot.
Lisäksi nuorten metsien pienpuu oletettiin saatavan paremmin talteen ja kustannuksissa huomioitiin heikot korjuuolot pois teknis-taloudellisesta metsähakepotentiaalista. (Kärhä 2009, 40)
Kuvassa 3 on esitetty yhteenvetona eri tutkimusten tuloksia metsähakkeen teknis- taloudellisesta hankintapotentiaalista. Arviot metsähakkeen teknis-taloudellisista hankinta- potentiaaleista vaihtelevat siis noin 20 TWh:sta 30 TWh:iin. Hankintapotentiaaliltaan suu- rimmassa arviossa (Tekes) teknis-taloudellinen hankintapotentiaali kuvaa teoreettista enimmäispotentiaalia, josta on tehty teknis-ekologisia vähennyksiä mutta hintarajoituksia ei ole otettu huomioon. Pöyryn vuoden 2006 tutkimuksessa 24 TWh on oletettu vastaavan taloudellisesti korjuukelpoisen metsähakkeen määrää. Pöyryn vuoden 2007 selvityksessä huomioimalla leimikon kertymän tai kuljetusmatkojen rajoitukset saatiin teknis- taloudelliseksi hankintapotentiaaliksi noin 20 TWh. Metsätehon ja Pöyryn vuoden 2009 tutkimuksessa arvioitiin metsähakkeen teknis-taloudelliseksi hankintapotentiaaliksi kah- dessa eri ainespuun hakkuuskenaariossa 27–29 TWh.
Kuva 3. Metsähakkeen teknis-taloudellinen hankintapotentiaali eri tutkimuksissa.
Pöyryn vuoden 2007 selvityksessä arvioitiin myös metsäteollisuuden kiinteiden sivutuot- teiden, eli kuoren, purun ja lastun hankintapotentiaalia. Metsäteollisuuden sivutuotteita käytetään pääasiassa energiantuotantoon ja metsäteollisuuden jalostuskäyttöön. Selvityk- sessä arvioitiin metsäteollisuuden kiinteitä sivutuotteita syntyvän vuonna 2020 noin 24,7 TWh, josta kuorta olisi 12,9 TWh, purua 9,4 TWh ja teollista haketta 2,5 TWh. Kuori käy- tettäisiin yleensä suoraan laitoksella lämmön ja prosessihöyryn tuotantoon, purua ja teollis- ta haketta muun muassa sellun tuotantoon, levyteollisuudessa sekä pellettitehtaissa. Selvi- tyksessä huomioitiin myös ne sivutuote-erät, jotka myydään laitosalueen ulkopuolelle. Täs- tä tarjonnasta vähennettiin laitosalueen oma energiankäyttö sekä puunjalostusteollisuuden muu raaka-ainetarve. Näiden sivutuote-erien tarjonnaksi vuonna 2020 arvioitiin 7,3 TWh, josta kuorta olisi 1,7 TWh, purua 4,3 TWh ja teollista haketta 1,3 TWh. (Leino et al. 2007, 19, 26–27)
4.2 Pelto- ja jätebiomassapotentiaali
Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus (MTT) on arvioinut peltobiomassan pitkän aikavälin hyödyntämistä. Suomessa ravinnon ja rehun tuotantoon tarvittava peltopinta-ala
0 5 10 15 20 25 30 35
Metsäteho &
Pöyry 2009 (Skenaario I)
Metsäteho &
Pöyry 2009 (Skenaario II)
Pöyry 2007 Pöyry 2006 Tekes 2004 TWh
Metsähakkeen teknis-taloudellinen
hankintapotentiaali
on noin 1,7–1,8 miljoonaa hehtaaria. Energiatarkoituksiin on mahdollista käyttää 500 000 hehtaaria, jolloin viljan ja rypsin viljelysalat kasvaisivat ja viljelemättömän ala ja kesanto- ala vastaavasti vähenisivät. Suomessa on siis riittävästi peltoalaa myös bioenergian tuotta- miseen elintarviketuotantoa vaarantamatta. Peltoenergian teoreettisen biologisen tuotanto- potentiaalin arvioidaan olevan yli 7000 PJ vuodessa ja maatalousteknologisen nettopoten- tiaalin keskimäärin 162 GJ/ha. (Pahkala 2006, 2-3)
MTT:n arvion mukaan biomassan energiakäyttöä voidaan lisätä ensisijaisesti viljan, rypsin ja rapsin, nurmikasvien ja ruokohelven käytön osalta. Nykyinen ylijäämävilja olisi mahdol- lista käyttää myös bioenergian tuottamiseksi. Lisäksi bioetanolin raaka-aineena voitaisiin käyttää satoisampia lajikkeita. Myös viljan olkea voidaan käyttää seospolttoaineena tai etanolin raaka-aineena. Öljykasvien tuotantoalaa voidaan lisätä nykyisestä 100 000 hehtaa- rista, mikäli niiden viljelyä siirretään uusille alueille. Lehmien lukumäärän väheneminen ja niiden ruokinnan muutokset vapauttavat puolestaan nurmialaa muuhun käyttöön. Nur- mialaa voitaisiin käyttää tehokkaammin biokaasun tuottamiseen. Peltojen hyödyntämispo- tentiaalia voitaisiin nostaa myös hyödyntämällä kesantoalaa energiakasvien, kuten ruoko- helven viljelyyn. Ruokohelven viljelyyn voidaan käyttää myös turvetuotannosta vapautu- via suopohjia. Viljelyalan kasvu on kuitenkin riippuvaista käyttömahdollisuuksista, käyttö- taloudesta, viljelyrajoituksista ja yleisesti energiakäyttöön tarkoitettujen peltobiomassojen tuotantovaihtoehtojen tulevaisuudesta. (Pahkala 2006, 4-5)
Tekes on arvioinut vuoden 2007 BioRefine – teknologiaohjelmassaan puubiomassojen lisäksi myös pelto- ja jätebiomassojen riittävyyttä. Vuonna 2005 pelloilta saatavien bio- massojen vuotuinen kasvu/tuotanto oli Tekesin arvioiden mukaan noin 47,4 TWh. Pelto- biomassojen kokonaiskäyttö vuonna 2005 oli noin 36,8 TWh, mikä sisältää muun muassa maatalous ja ruokateollisuuskäytön. Lisäpotentiaalia olisi kestävän kehityksen periaattei- den mukaisesti saatavissa viljakasvien osalta noin 5,9 TWh. Lisäksi Suomessa arvioidaan olevan kesantoalaa noin 250 000 hehtaaria, jota viljelemällä olisi mahdollista saada 6 TWh:ia lisää peltobiomassaenergiaa. Tekesin arvioiden mukaan jätevirtojen suurin käyt- tämätön potentiaali on maataloudessa syntyvässä lannassa. (Aittomäki et al. 2007, 3-5)
Professori Jukka Rintalan johtama biomassatyöryhmä arvioi vuonna 2007 karkeasti Suo- men teoreettisesti suurimman biohajoavan jätteen lisäkäyttömahdollisuudet energiasekto-
rilla. Orgaanisen jätteen kasvuksi arvioitiin 8 TWh, josta 6 TWh olisi teoreettisesti käytet- tävissä energian tuotantoon. Arviossa ei otettu kantaa ekologisiin, teknisiin tai taloudelli- siin seikkoihin. Lyhyellä aikavälillä jätteen lisäkäytön mahdollisuuksia ovat muun muassa kaatopaikkakaasun tehokkaampi hyödyntäminen, yhdyskuntien jätteiden hyötykäyttö, bio- kaasun tuotanto biojätteistä ja lannasta sekä elintarviketeollisuuden sivutuotteiden käyttö etanoliksi, biodieseliksi ja biokaasuksi. (Rintala et al. 2007, 15, 35)
4.3 Turpeen hankintapotentiaali
Suomessa on 5,1 miljoonaa hehtaaria vähintään 20 hehtaarin kokoisia ns. geologisia soita, joissa turvekerroksen paksuus on yli 30 cm. Geologian tutkimuskeskus on arvioinut, että näistä 1,2 miljoonaa hehtaaria soveltuisi poltto- tai kasvuturvetuotantoon. Turvepotentiaali olisi tällöin noin 30 miljardia kuutiometriä, josta neljä viidesosaa olisi energiantuotantoon soveltuvia turvelajeja. Tämän turvepotentiaalin energiamäärä on arvioitu lähes kymmen- kertaiseksi Suomen puuvarojen energiamäärään verrattuna. (Metsäntutkimuslaitos 2009, 275)
Turvetuotantoon soveltuvan turvepotentiaalin energiasisällöksi on arvioitu 12 800 TWh.
Näihin varoihin on laskettu teknisesti käyttökelpoiset laskennalliset turvevarat, joissa ei ole huomioitu muuta maankäyttöä, kuten suojelualueet, eikä luvituksen tai muun suunnittelun vaikutuksia tuotantopotentiaaliin. Viime vuosien keskimääräisellä kulutuksella tuotantoon soveltuvat turvevarat riittävät noin viisisataa vuotta. (Leinonen 2010, 10–11)
Turpeen tuotannon erityispiirre on sen riippuvuus sääolosuhteista. Energiaturpeen tuotanto vuosina 1995–2004 oli keskimäärin hieman yli 400 MW/ha. 2000-luvulla turpeen koko- naistuotanto Suomessa on vaihdellut voimakkaasti, ollen noin 11–35 TWh. Vuonna 2009 turvetuotantoalaa oli lähes 63 000 hehtaaria, josta energiaturpeen tuotantoalaa oli vajaa 58 000 hehtaaria. Suurimmat turpeen tuotantoalat sijaitsevat Etelä-Pohjanmaan ja Pohjois- Pohjanmaan maakunnissa, joiden osuus koko tuotantoalasta on lähes puolet. (Leinonen 2010, 42)
5 BIOMASSAVAROJEN KÄYTÖN ENNUSTEET
Suomen biomassojen käyttöä tulevaisuudessa ohjaavat kansallinen ilmasto- ja energiastra- tegia sekä taloudelliset ohjauskeinot, kuten verotus, tukipolitiikka ja päästökauppa. Nämä taloudelliset ohjauskeinot yhdessä polttoaineen verottoman hinnan sekä polttoaineen omi- naisuuksien kanssa vaikuttavat polttoaineiden väliseen kilpailukykyyn. (Leino et al. 2007, 4) Tässä luvussa tarkastellaan Suomen biomassavarojen käytön ennusteita vuodelle 2020 valtioneuvoston asettamien tavoitteiden pohjalta. Lisäksi käydään läpi biomassojen käyttöä ohjaavia taloudellisia keinoja.
5.1 Suomen ilmasto- ja energiastrategiassa määritetyt tavoitteet
Biomassojen tulevaisuuden käyttöä Suomessa ohjaa ensisijaisesti valtion linjaama pitkän aikavälin ilmasto- ja energiastrategia vuodelta 2008. Strategiassa esiteltiin kaksi skenaario- ta joista ensimmäinen on nykyisen kehityksen ja toimien mukainen perusura ja toinen EU:n sekä kansalliset tavoitteet toteuttava tavoiteura. Perusurassa Suomen primääriener- giakulutus vuonna 2020 olisi 479 TWh ja energian loppukulutus 347 TWh. Tavoiteurassa primäärienergiakulutus olisi 430 ja energian loppukulutus 310 TWh. (Valtioneuvosto 2008, 2)
Suomen pitkän aikavälin ilmasto- ja energiastrategian keskeisiä tavoitteita ovat energian loppukulutuksen pienentäminen sekä uusiutuvan energian osuuden nostaminen 38 prosent- tiin energian loppukulutuksesta vuoteen 2020 mennessä. Uusiutuvan energian lisäysvel- voitteen täyttäminen edellyttää puuperäisen energian, jätepolttoaineiden, lämpöpumppujen, biokaasun ja tuulienergian lisäämistä. Ilmasto- ja energiastrategiassa arvioitiin, että tavoi- teurassa uusiutuvan energian käyttö primäärienergiana olisi 128 TWh, josta esimerkiksi metsähakkeen käyttö primäärienergiana olisi 21 TWh. Uusiutuvan energian loppukulutuk- seksi ilmasto- ja energiastrategiassa arvioitiin 118 TWh. Turpeen käytölle asetettiin tavoit- teeksi 20 TWh. (Valtioneuvosto 2008, 8-9, 41, 93)
Työ- ja elinkeinoministeriö täsmensi keväällä 2010 pitkän aikavälin ilmasto- ja energia- strategian linjauksia yleisen talouskehityksen sekä metsäteollisuuden rakennemuutoksen vuoksi. Päästöjen vähentämiseksi hallitus on linjannut kolme energiaratkaisua, jotka ovat
energiatehokkuus, uusiutuvan energian velvoitepaketti sekä ydinvoima. Taulukossa 2 on esitetty Suomen hallituksen asettamat tavoitteet uusiutuvien energialähteiden käytölle vuo- teen 2020. Energian loppukulutukseksi vuonna 2020 on arvioitu noin 327 TWh. Tästä uu- siutuvien energialähteiden osuus olisi noin 124 TWh, jotta EU:n edellyttämä 38 prosentin tavoite Suomen uusiutuvien energialähteiden käytölle toteutuu. (Pekkarinen 2010, 2, 5)
Taulukosta 2 nähdään että teollisuuden tuotannosta riippuvien polttoaineiden käytön on oletettu pysyvän suurin piirtein nykyisellä tasolla. Vuonna 2008 metsäteollisuuden jäte- liemien käyttö oli noin 40 TWh ja teollisuuden tähdepuun käyttö oli noin 19 TWh. Myös vesivoiman, puun pienkäytön, kierrätyspolttoaineiden ja muiden uusiutuvien energialähtei- den käytön ei oleteta lisääntyvän. Suurimmat lisäysmahdollisuudet nähdään metsähakkeen, tuulivoiman, liikenteen biopolttoaineiden ja lämpöpumppujen käytön osalta. Metsähakkeen käyttö on tarkoitus nostaa 25 TWh:iin eli noin 13,5 miljoonaan kuutiometriin. Pellettien käytön tavoitteeksi on asetettu 2 TWh.
Taulukko 2. Arvio uusiutuvan energian käytöstä vuonna 2020. (Pekkarinen 2010, 5) UUSIUTUVAT ENERGIALÄHTEET, TWh
Primäärienergiana 2005 2020
Muutos, TWh/%-yks.
2005->2020 Teollisuuden tuotannosta riippuvat polttoaineet (1
Jäteliemet 37 38 1,1
Teollisuuden tähdepuu 20 19 -1,8
Yhteensä 57 56 -0,7
Politiikkatoimien kohteena olevat (1
Vesivoima (normalisoitu) 13,6 14 0,6
Vesivoima, toteutunut 13,4
Tuulivoima 0 6 5,8
Metsähake 6 25 18,9
Puun pienkäyttö 13 12 -0,5
Lämpöpumput 2 8 6,1
Liikenteen biopolttoaine 0 7 6,5
Biokaasu 0 1 0,7
Pelletit 0 2 1,6
Kierrätyspolttoaineet, RES-osuus 2 2 0,7
Muu uusiutuva, mm. aurinkolämpö, sähkö jne. 0,4 0,4 0,0
Yhteensä 37 77 40,0
Uusiutuva energia primäärienergiana, yhteensä (2 94 134 39,2
Uusiutuva energia loppukulutuksessa (2 87 124 37,5
Energian loppukulutus 303 327 23,6
Uusiutuvien osuus loppukulutuksesta, vesivoima normalisoitu 28,5 %
Uusiutuvien osuus loppukulutuksesta, toteutunut/arvio 28,5 % 38 % 9,5 % (1 primäärienergiana
(2 vesivoima 2005–2009 normalisoitu
(3 päivitetty laskelma 30.3.2010: paperin ja kartongin tuotanto 13,7 Mt/, sähkön kulutus 98 TWh, uusiutuvat IE-strategian mukaan, metsähakkeella 38% tavoite kiinni
Uusiutuvan energian osuus Suomen energiankulutuksesta riippuu pitkälti metsäteollisuu- den prosessien sivutuotteista energiantuotannossa. Massan tuotannossa syntyvän mustali- peän ja kuoren sekä mekaanisen metsäteollisuuden puutähteen saatavuus riippuu puoles- taan metsäteollisuuden tuotannon kehityksestä. Metsäteollisuuden sivutuotteet hyödynne- tään jo nykyisin täysimääräisesti teollisuuden omissa kattiloissa ja voimalaitoksissa sekä lämpökeskuksissa, joten niiden käytön lisääminen on hankalaa. Tavoitteena onkin metsä- hakkeen käytön lisääminen energiantuotannossa. (Valtioneuvosto 2008, 37) Pääosa metsä- energian hyödyntämisen kasvusta tulisi täyttää pienpuulla ja kannoilla. Etenkin pienpuun korjuukustannukset ovat kuitenkin nykyisin liian korkeat, joten metsäenergian hyödyntä- minen edellyttää uusia tukimuotoja. (Työ- ja elinkeinoministeriö 2010, 3)
Työ- ja elinkeinoministeriön mukaan metsähakkeen lisäys 25 TWh:iin saadaan korvaamal- la kivihiiltä metsähakkeella sekä lisäämällä metsähakkeen polttoa turvetta ja puuta käyttä- vissä laitoksissa. Lisäksi metsähaketta käytettäisiin biodieselin tuotantoon, jota on arvioitu tuotettavan 7 TWh vuonna 2020. Tämä tuotanto edellyttää 10 TWh energiapuuraaka- ainetta. (Leinonen 2010, 15)
Puupolttoaineiden tarjonnan lisäämisen nojautumista metsähakkeeseen puoltaa myös me- kaanisen metsäteollisuuden mahdollinen tuotannon laskeminen pitkällä aikavälillä. Metsä- teollisuuden tuotannon supistuminen vähentää metsäteollisuuden sivutuotteiden määrää markkinoilla. Metsäteollisuuden huono suhdannetilanne vaikuttaa tosin myös syntyvän metsähakkeen määrään, kun ainespuun kysyntä vähenee. Raaka-aineen supistuva tarjonta ja kasvava kysyntä edellyttävät energiayhtiöitä etsimään uusia vaihtoehtoja puupolttoainei- den hankintaan. Yhtenä vaihtoehtona on esitetty myös metsäteollisuuden kuitupuun käyttö energiantuotannossa. (Elo 2009, 3)
Liikenteen biopolttoaineiden käyttötavoite toteutetaan liikennepolttoaineiden myyjille ase- tettavalla jakeluvelvoitteella. Tavoitteena on 20 prosentin sekoitusvelvoite vuoteen 2020 mennessä. Liikenteen biopolttoaineiden kysyntä täytettäisiin kolmella kotimaisella toisen sukupolven biodiesel-laitoksella. Tämän lisäksi Suomeen tavoitellaan viljapohjaista bio- etanolituotantoa 120 000 – 150 000 tonnin edestä, mikäli bioetanoli täyttää biopolttoainei- den kestävyyskriteerit. (Pekkarinen 2010) Tällä määrällä voitaisiin tyydyttää noin 15 pro- senttia mainitusta 17 TWh tarpeesta. (Työ- ja elinkeinoministeriö 2010, 6)
Biopohjaisten polttonesteiden kehityksen pääpaino on juuri toisen sukupolven biopolttoai- neiden kehittämisessä. Nämä ovat selvästi edistyksellisempiä kuin ensimmäisen sukupol- ven sokeriruokoon tai maissiin perustuva etanoli ja rypsistä tai palmuöljystä valmistettava biodiesel. Toisen sukupolven biopolttoaineiden raaka-aineena on lignoselluloosa, jota saa- daan muun muassa oljesta, metsäteollisuuden sivutuotteista, metsätähteistä, turpeesta sekä jätteistä ja energiakasveista. Arvioiden mukaan teknologia on valmista kaupallistettavaksi vuoden 2015 tienoilla. (Elo 2009, 2)
Suomeen on jo suunnitteilla kolme suuren kokoluokan biodiesel-laitosta. Metsäyhtiö UPM selvittää puuperäisen biodieselin tuotantolaitoksen rakentamista. Laitoksen vuosituotanto olisi yli 100 000 tonnia. Biodieselin raaka-aineena käytettäisiin hakkuutähteitä, haketta, kantoja ja kuoria. Myös metsäyhtiö Stora Enso ja öljynjalostusyritys Neste Oil suunnittele- vat täyden kokoluokan biodieselin tuotantolaitoksen rakentamista. Tämän laitoksen kapasi- teetti tulisi olemaan noin 200 000 tonnia vuodessa. Metsäliitto ja Vapo ovat puolestaan selvittäneet noin 200 000 tonnin tehtaan perustamisen edellytyksiä itämeren alueella. Teh- das käyttäisi raaka-aineena erilaisia metsäbiomassoja, turvetta, ruokohelpiä ja mahdollises- ti myös puupohjaisia rakennusjätteitä biopolttonesteiden ja – kaasujen tuottamiseen. (B2B Renewable Energies 2010)
Vaikka metsähakkeen polttoaineosuus puuta ja turvetta käyttävissä laitoksissa kasvaakin, voidaan turpeen käytön olettaa pysyvän vähintään nykyisellä tasolla vuonna 2020. Tämä perustuu siihen, että turvetta ja puuta käyttäviä laitoksia on tällä hetkellä suunnitteilla sekä rakenteilla. Turvetta tarvitaan myös lauhdetuotannossa sekä yhtenä biopolttoaineiden raa- ka-aineena. VTT onkin Turveteollisuusliitolle tekemässään selvityksessä arvioinut turpeen käytöksi 28–29 TWh vuonna 2020. Tämä sisältää myös turpeen käytön biopolttonesteiden valmistukseen (1 TWh). Arvion perusteena on juuri uusien voimalaitosten käyttöönotto.
(Leinonen 2010, 15–16)
VTT:n arvion mukaan vuonna 2020 energiaturpeen tuotantoalaa tarvitaan yli 70 000 heh- taaria jotta turpeen kysyntä kyetään täyttämään. Tuotannosta poistuu samaan aikaan yli 37 000 hehtaaria tuotantopinta-alaa, joten uutta tuotantoalaa tarvitaan 50 000 hehtaaria.
Jotta energiaturpeen kuljetusetäisyydet pysyisivät kohtuullisina, tarvitaan lisää tuotantoalaa
myös muualta Suomesta, kuten Varsinais- ja Keski-Suomesta, Pohjois-Savosta, Kymen- laaksosta ja Lapista. (Leinonen 2010, 43–44)
Suomen ilmasto- ja energiastrategiassa muiden biomassojen lisäystavoitteet ovat pieniä verrattuna esimerkiksi metsähakkeen lisäystavoitteisiin. Eri biomassoista tuotetun biokaa- sun määrää pyritään lisäämään noin yhteen terawattituntiin. Kierrätyspolttoaineiden uusiu- tuvan energian osuudeksi tavoitteena on 2 TWh. (Pekkarinen 2010, 14)
5.2 Taloudelliset ohjauskeinot
Energiaverotus on yksi keskeisistä keinoista energian kulutuksen hillitsemiseen, energiate- hokkuuden parantamiseen ja energialähteiden käytön ohjaamiseen vähäpäästöisempään suuntaan. Nykyjärjestelmässä energiaveroa eli valmisteveroa kannetaan sähköstä sekä fos- siilisista polttoaineista turvetta lukuun ottamatta. Energiatuotteiden valmistevero on kiinteä ja perustuu tuotteen määrään eikä arvoon tai energiasisältöön. Valmistevero jakaantuu pe- rusveroon ja lisäveroon. Perusvero on luonteeltaan fiskaalinen ja sitä kannetaan fossiilisista nestemäisistä polttoaineista, kuten dieselöljystä, bensiinistä ja kevyestä polttoöljystä. Lisä- vero määräytyy puolestaan polttoaineen hiilidioksidipäästöjen perusteella, ja sitä kannetaan edellä mainittujen nestemäisten polttoaineiden lisäksi kivihiilestä, maakaasusta ja sähköstä.
(Valtioneuvosto 2008, 55)
EU:n energiaverodirektiivin lähtökohtana on sähkön, eikä sen tuottamiseksi käytettyjen polttoaineiden verottaminen. Sähkön verotus ei siis myöskään perustu tuotannon hiilidiok- sidipäästöihin. Energiaverotuksen yhteys hiilidioksidipäästöihin on muutenkin heikentynyt esimerkiksi maakaasun ja turpeen osalta. Maakaasun vero on puolet laskennallisesta hiili- sisältöön perustuvasta veron määrästä ja turpeen käytöstä lämmöntuotantoon ei enää mak- seta veroa. Myös liikenteessä käytettävien öljypolttoaineiden verotus on vain pieneltä osin kytketty hiilidioksidipäästöihin. (Valtioneuvosto 2008, 55)
Valtioneuvosto pyrkii kehittämään energiaverotusta tukemaan kasvihuonekaasujen vähen- tämistavoitteita, energiatehokkuutta ja uusiutuvan energian käyttöä. Energiaverotuksen kehityksessä pyritään ottamaan paremmin huomioon energialähteiden ympäristövaikutuk- set sekä muut ohjauskeinot, kuten päästökauppajärjestelmä ja uusiutuvan energian edistä-
miskeinot. Tämä toteutetaan painottamalla energiaverotusta päästökaupan ulkopuolisille sektoreille sekä päällekkäisyyksien poistamista sähköntuotannon sekä uusien tukien osalta.
(Valtioneuvosto 2008, 56)
Energiaverotukseen on suunniteltu rakennemuutosta vuodelle 2011. Fossiilisten lämmitys- ja voimalaitospolttoaineiden sekä sähkön valmisteveroa suunnitellaan korotettavaksi.
Lämmityspolttoaineiden valmistevero ehdotetaan muutettavaksi energiasisältöön perustu- vaksi energiasisältöveroksi sekä polttoaineen hiilidioksidin ominaispäästöön perustuvaksi hiilidioksidiveroksi. Päästökauppasektorin polttoaineiden hiilidioksidiveroa alennettaisiin puolella päällekkäisyyksien vähentämiseksi. Verotusta varten hiilidioksidin arvo olisi 30 euroa tonnilta ja energiasisältöveroksi asetettaisiin 7,7 €/MWh. Lisäksi turvetta verotettai- siin lievästi (3,9 €/MWh) vuoteen 2015 mennessä. (Leinonen 2010, 21)
Energiaverotukseen sisältyy lisäksi tukijärjestelmä, joka muodostuu tietyistä uusiutuvilla energialähteillä tuotetun sähkön tuotantotuista sekä energiaintensiivisen teollisuuden ener- giaverojen palautuksista. Sähköntuotannon tukijärjestelmään kuuluvat tuulivoimalla, pien- vesivoimalla, metsähakkeella, kierrätyspolttoaineella ja biokaasulla tuotettu sähkö. Perus- tuen määrä vuonna 2010 on 0,42 senttiä kilowattitunnilta. Tuulivoiman ja metsähakkeen kilpailukykyä on pyritty parantamaan korottamalla niiden sähköntuotannon tukea 0,69 senttiin kilowattitunnilta. (Leinonen 2010, 20)
Yksityinen metsänomistaja voi saada Kemera-tukea energiapuukohteille. Tukea myönne- tään nuoren metsän kunnostukseen, energiapuun korjuuseen sekä haketukseen. Energia- puun korjuutukea voi saada, mikäli nuoren metsän hoitokohteelta kertyy vähintään 20 kiin- tokuutiometriä puuta ja se luovutetaan energiakäyttöön. Hakkeen toimittajalle maksetaan tukea, kun hakkeen käyttäjä on vastaanottanut energiakäyttöön ostamansa hakkeen. (Met- säkeskus 2009) Kemera-lain uudistus on työn alla ja uuden lain voimaantuloa ei vielä tie- detä. Tavoitteena on saada laki voimaan vuoden 2012 alussa. (Metsävastaa.net 2010)
Vuonna 2005 käynnistynyt päästökauppa on merkittävin puupolttoaineiden hintaan vaikut- tava yksittäinen tekijä Suomessa. Päästökauppa nostaa laskennallisesti turvetta käyttävän ja päästökaupan piirissä olevan energialaitoksen puustamaksukykyä. Vaikka laskennallinen vaikutus ei olekaan suoraan siirtynyt puupolttoaineiden hintoihin, ovat niiden hinnat kui-
tenkin nousseet vuoden 2000 alusta lähtien. Metsähakkeen hinnan arvioidaan olevan kor- kea jatkossakin puupolttoaineiden kysynnän, uusiutuvien energialähteiden tavoitteiden sekä päästökaupan johdosta. (Elo 2009, 18)
Työ- ja elinkeinoministeriö esitteli uusiutuvan energian velvoitepaketissaan myös toimen- piteitä metsäenergian kilpailukyvyn nostamiseksi. Metsäbiomassojen käyttöä pyritään edis- tämään kolmiosaisella tukipaketilla. Nykyinen Kemera-tuki pysyisi pääosin ennallaan.
Pienpuun energiatukea lisätään täydentämällä nykyistä Kemera-tukea kaikille ensiharven- nuskohteille tarkoitetulla haketustuella. (Työ- ja elinkeinoministeriö 2010, 3)
Metsäenergian lisäämisen suurin ongelma on puun huono kilpailukyky alhaisilla päästöoi- keuden hinnoilla fossiilisiin polttoaineisiin verrattuna. Päästöoikeuden hintojen vaihtelun vaikutusta voidaan vakioida sitomalla sähkön tuotantotuki päästöoikeuden hintaan. Puun osuutta pyritäänkin lisäämään puuta ja turvetta käyttävissä energialaitoksissa ottamalla käyttöön muuttuva sähköntuotannon tuki. Sähköntuotannon muuttuva tuki toteutettaisiin maksamalla tukea 18 €/MWh, mikäli päästöoikeuden hinta on 10 €/t CO2. Päästöoikeuden hinnan ollessa 23 €/t CO2 tukea ei maksettaisi ollenkaan. (Työ- ja elinkeinoministeriö 2010, 3-4)
Kolmantena tukikeinona otetaan käyttöön pienten yhdistetyn sähkön- ja lämmöntuotannon (CHP) laitosten syöttötariffi. Tällä pyritään korvaamaan lämpökattiloita pienillä yhteistuo- tantoyksiköillä. Ohjauskeinona pienille CHP-laitoksille käytettäisiin takuuhintajärjestel- mää. Muiden biomassojen osalta biokaasun käyttöä lisättäisiin takuuhintajärjestelmällä ja kierrätyspolttoaineiden käyttöä tuetaan sähköntuotannon verotuella. (Pekkarinen 2010, 11)
