Biodieselin valmistaminen metsäenergiasta

Suomen talousmetsät tuottavat vuosittain viidestä kymmeneen kuutiometriä puuta per hehtaari. Perinteinen tapa hyötykäyttää metsissä kasvanut puumateriaali on ollut sahata tukeista rakennuslautaa ja käyttää pienemmät puut paperin raaka-aineena.

Tukeista saatavalle rakennustavaralle on nykyisen tietämyksen mukaan kysyntää myös tulevaisuudessa, mutta kuitukokoisen puun käytöllä ei ole yhtä valoisaa tulevaisuutta paperintuotannossa. Paperin kysyntä on ollut laskussa Suomen lähialueilla.

Puumateriaali sisältää huomattavan paljon energiaa. Puun energiakäyttö on tarjonnut kysyntää sahavaraksi kelpaamattomalle puulle sellutehtaiden puunkäytön laskiessa. Puun energiakäytön merkitys puuntuottajien tilipussissa tulee kasvamaan tulevaisuudessa.

Teollisen mittakaavan puuenergiamuotoja

Puun energiakäyttö ei ole vain polttopuiden polttamista takassa. Puu oli vuonna 2011 toiseksi suosituin energialähde öljypohjaisten tuotteiden jälkeen. Teollisen mittakaavan menetelmiä:

  • Haketus. Vuonna 2011 puunhaketus lämpövoimaloiden käyttöön oli noussut jo merkittäväksi puunkäytöksi 7,5 miljoonan kiintokuutiometrin puunkulutuksella. Markkinahakkuut olivat vuonna 2011 yhteensä 34 miljoonaa kuutiota. Käytännössä 22% puusta korjattiin haketuksen. Lisäksi puuteollisuuden sivutuotteena syntynyttä haketta käytettiin 9.3 miljoonaa kuutiometriä.
  • Kaasutus. Kaasutuksessa puusta erotetaan palavia kaasuja rajoittaen hapensaantia korkeassa lämpötilassa. Puhdistettua kaasua voidaan johtaa esimerkiksi maakaasuverkostoon ja sitä kautta loppukäyttäjille. Suomessa on suunnitteilla Joutsenoon sellutehtaan sivuvirroista biokaasua tuottava laitos. Biokaasu ei ole samaa kaasua kuin perinteinen häkäpöntöissä tuotettava puukaasu.
  • Pelletöinti. Puumateriaali puristetaan tiiviiseen helposti käsiteltävään muotoon. Ongelmana jalostuksen korkea kustannus verrattuna pelletöinnistä saatavaan etuun. Suomessa on vuonna 2012 toiminnassa monta pellettitehdasta.
  • Hiilestys. Puuhiili edustaa perinteistä jalostamista, hiilimiiluilla puuhiilen tuottaminen oli maaseudun tärkeä tulonlähde aikoinaan. Nykyään hiilestämällä voidaan tuottaa kivihiiltä korvaavaa tiivistä energiaa polttolaitoksille.
  • Biohiilipelletöinti. Hiilestyksen ja pelletöinnin yhdistelmä. Mikkelin eteläpuolella Ristiinassa on viritystä rakentaa biohiilipellettilaitos. Laitoksen tuotannoksi on suunniteltu 200 tuhatta tonnia vuodessa. Linkki: Miktechin tiedote.
  • Nestemäisen polttoaineen valmistus. Puusta muodostettu kaasu nesteytetään joko dieseliksi tai polttoöljyksi.

Puun haketus on edullista ja hakevoimalat ovat helppohoitoisia verrattuna polttopuiden käyttämiseen. Kustannustehokkuus on tehnyt hakelämmityksestä jo arkipäivää ja näillä näkymin hakkeen suosio tulee vain kasvamaan. Puupelletit olivat muodissa muutamia vuosia sitten, mutta viime vuosina pellettitehtaiden suhteen uutiset ovat olleet enemmän tehtaiden sulkemisia kuin avaamisia. Puun pelletöinnön kustannus on suurempi kuin pelletöinnistä saatava etu.

Puukaasun ja -hiilen suhteen on tehty lupaavia investointitutkimuksia. Puuhiilelle on kysyntää perinteisten kivihiililämpölaitoksien etsiessä ympäristöystävällisempää vaihtoehtoa kivihiilelle. Aika tulee näyttämään, että ovatko puuhiililaitokset tarpeeksi taloudellisia kilpaillakseen kivihiilen kanssa. Biodieselistä on vuoden 2012 alussa menossa (lähes) toteutusvaiheeseen siirtyneitä projekteja:

  • Vapon 120 miljoonan litran biodiesellaitos Kemin Ajokseen. Odottaa päätöstä investointituesta. [Päivitys 25.06.2012 – Metsä Group vetäytyi hankkeesta laskettuaan hankkeen kannattamattomaksi][Päivitys 22.02.2014 – Vapokin laittaa hankkeen tauolle. Hanke oli jo saanut kesällä EU:lta 88M€ rahoitussitoumuksen]
  • UPM:n biodieseltehdas Lappeenrantaan. Sellutehtaan sivumateriaalivirroista 100 000 tonnia pitkälle jalostettua dieseliä valmistava tuotantolaitos rakennetaan sellutehtaan yhteyteen. Rakentamisesta on jo päätös. UPM ei odottanut laitokselle yhteiskunnan tukea vaan rakentaa laitoksen liiketaloudellisin perustein.
  • Stora Enso ja Neste Oil vihkivät jo vuonna 2009 käyttöön biopolttoaineiden koelaitoksen Varkaudessa.
  • Fortumin Joensuun bioöljylaitos. Tavoitteena käynnistää vuonna 2013 hakkeesta pyrolyysin avulla lämmityksessä käytettävän bioöljyn valmistaminen.

Suunnitelmat ovat suuria, esimerkiksi Vapon biodiesellaitos tulee kuluttamaan puuta lähes puolikkaan sellutehtaan verran. Laitoksien onnistumisella on vaikutusta suomalaisen puun kysyntään. UPM:n projekti perustuu sellutehtaan sivutuotoksien käyttämiseen eikä siten lisää suoraan puunkulutusta.

Kuutiossa puuta on 200 diesellitran edestä energiaa

Kemin biodiesellaitoksen suunnitelmassa on valmistaa 120 miljoonaa litraa biodieseliä vuodessa. Vapon arvion mukaan 120 miljoonaa litran valmistamiseen käytetään 2,5 terawattitutunnin edestä puuta. Puun energiasisältö vaihtelee 1600kWh – 2500kWh  välillä per kiintokuutio puulajista ja puunkosteudesta riippuen. Litra dieseliä sisältää 10kWh energiaa. Teoriassa kiintokuutiosta puuta voisi saada 160 – 250 litraa dieseliä. 250 litraa dieseliä vaatisi raaka-aineeksi kuivaa koivua, kun 160 litraa syntyisi kosteahkosta sekapuusta. Vapo käyttää laskelmassaan arvoa 1670kWh.

Vapo laskee tarvitsevansa 1.5 miljoonaa kuutiometriä puuta vuodessa 120 miljoonan diesellitran valmistamiseen. Vapon laskemasta johtaen 1000 diesellitran valmistamiseen kuluu 12.5 kiintokuutiota puuta. 1000 diesellitraa sisältää vain kuuden kuution verran energiaa, loput 6.5 kuutiota puuta tuottavat prosessissa lämpöä. Prosessissa syntyvä lämpöenergia otetaan talteen ja muunnetaan sähköksi ja kaukolämmöksi. Laitoksella syntyvä puutuhka voidaan hyödyntää metsälannoituksessa antamaan kasvun eväitä seuraaville puusukupolville.

Biodieselin hinta on vähintään yhtä korkea kuin perinteisen dieselin

Dieselin vähittäismyyntihinta (03/2012) oli 1.58€ per litra. Tästä hinnasta oli veroa 0.758€ per litra. Veroton vähittäismyyntihinta on 0.82€ per litra. Raaka-aineen valmistaja ei saa tätä vähittäismyyntihintaa itselleen kokonaan. Arvion / hajatiedon mukaan polttoaineen jakeluketjun kuljetuskustannus + kate on noin 0.20€ per litra. Rohkean arvauksen mukaan Biodieselin tukkuhinta on noin 0.60€ per litra.

Metsäpohjaisen dieselin tuottajahinta voi olla vielä korkeampi, koska dieselin bio-osuus on arvokkaampaa kuin öljypohjaisen dieselin EU:n tavoitteiden takia. Kemin 120 000 000 litran vuosituotannon arvo on vähintään 72M€.

Puukuutiosta saatavan tuotannon arvo biodieseltehtaalla on noin 83 euroa

Vapon suunnitelman mukaan valtaosa laitoksen raaka-aineesta tulee olemaan ensiharvennuksesta saatavaa karsittua energiarunkopuuta. Puuntuottaja saa pystykaupassa energiapuusta alle 10 euroa kuutiolta ja uudistushakkuualalta kerättävästä oksamassasta muutaman euron per kuutio. Kemissä saadaan yhdestä puukuutiosta lopputuotteena:

  • 80 litraa biodieseliä. Vapo tulee samaan vähintään 48 euroa biodiesel osuudesta.
  • 0.70 MWh myytävää energiaa. Käytettäessä arvoa 50€/MWh saadaan lämpöenergian arvoksi 35 euroa.
  • Arvion mukaan 0.15MWh kuluu tehtaan sisäiseen hukkaan.

Kemin laitoksen kokonaisinvestointi on noin 500M€. Laitoksen huollosta ja pääomasta tulee vuodessa noin 36M€ kulut sekä laitoksen pyörittämisestä syntyy noin 4M€ henkilöstökulut. Laitos kuluttaa puuta 1.5 miljoonaa kuutiota vuodessa. Puun  tehdashinnan ollessa 70 euroa kuutiolta puuhankintaan kuluu vuodessa 105M€. Laitoksen pyörittämisestä syntyy kuluja vuodessa yhteensä 145M€.

Arvioin laskelmassa, että puun tehdashinta on 70 euroa, vaikka puuntuottajalle maksetaan puusta vain 10 euroa. Pystymetsän ja biodiesellaitoksen välissä syntyy kustannuksia puun korjaamisesta, lähikuljetuksesta, kaukokuljetuksesta sekä korjuun hallinnoinnista. Perinteisesti näistä kustannuksista on joustanut vain metsänomistajalle maksettava hinta.

Laitoksen vuosituotannon arvo on noin 72M€ dieselistä sekä 52.5M€ energiasta. Yhteensä laitoksen vuosituotannonarvo on noin 124.5M€. Kun tuotannosta vähennetään kulut, saadaan tuloksena 20.5M€ tappiota. Jokaisen euron minkä Vapo onnistuisi säästämään puunhankinnassa kuutiolta, toisi tehtaan viimeiselle riville 1.5 miljoonaa euroa lisää. Käytännössä puusta / korjuuketjusta pitäisi maksaa 14€ per kuutio vähemmän nollatuloksen saavuttamiseen.

Biodieselin tuotanto ei tule tarjoamaan Suomalaisille puuntuottajille suuria kantorahatuloja energiapuusta. Tulemme itse panostamaan tukin tuotantoon ”energiapuumetsien” sijasta. Kokonaisuutena biodiesellaitokset ovat erittäin toivottava ilmiö, laitokset auttavat Suomen kauppatasapainossa (vähemmän tuontiöljyä), työllistävät ihmisiä puunkorjuussa sekä tuovat energiapuulle kysyntää.

3 thoughts on “Biodieselin valmistaminen metsäenergiasta

  1. Päivitysilmoitus: Kiintokuutiosta puuta tulee 113 eurolla sellua | Puuntuottaja – raha on paras metsäneuvoja

  2. Päivitysilmoitus: Puukuutio sitoo ilmasta tonnin hiilidioksidia talteen | Puuntuottaja – raha on paras metsäneuvoja

  3. Ylläpitäjän huomautus. Kommentin kirjoittajan sähköpostiosoite ja verkkosivu viittaavat lämpöpumppukauppiaiden yhdistykseen. Sallin kirjoituksen, mutta toivoisin omaa työtään mainostavien takevän asian mahdollisimman avoimesti.
    **

    Suomi on ainoa enää Pohjoismaa, joka suojelee öljylämmitystä. Ja oheisen artikkelin ja ministeri Tiilikaisen mukaan öljyn tupruttelua aiotaan jatkaa mm. sosiaalisiin ja biotaloussyihin vedoten mahdollisimman pitkään. Norja kieltää fossiilisen polttoöljyn käytön lämmitykseen 2020. Tanskassa öljylämmityksen kieltopäätös on myös tehty. Ruotsissa ei ole enää kiellettävää – 300.000 kattilaa on jo vaihdettu lämpöpumppuihin ja pellettikattiloihin, kiitos polttoöljyn veroluokan poiston jo 90-luvulla. Suomessa siis jatketaan tukemalla lämmityspolttoöljyä alemmalla veroluokalla ja käydään hoitamaan asiaa biotalouden eli puun lisäkäytön ehdoilla.

    Ei kuulostaa mitenkään järkevältä kaataa puu metsästä, kuskata se tehtaaseen, puristaa valtion tuella 5 kiintokuutiolitraa koivua 1 litraksi bionestettä edelleen sekoitettavaksi 10 %n sekoitevelvoitteella 9 litraan fossiilista polttoöljyä ja alkaa puhtaalla omalla tunnolla puhumaan, että näin vähitellen sosiaalisia ongelmia aiheuttamatta luovumme 460 000 000 litran öljyn poltosta ja vielä väheksyen eihän tuo 460 miljoonaa litraa vuodessa ole kuin vajaat kaksi prosenttia Suomen kokonaisenergiankulutuksesta. Tuo määrä on kuitenkin tuplamäärä verrattuna esimerkiksi vuodelle 2030 kuvitellun 250.000 sähköauton öljyn säästöön tai energiana nykyiseen tuulivoimatuotantoon. Ilmastomuutoksen torjumiseen tarvitsemme nämä kaikki toimenpiteet ja paljon lisää ja nopeammin kuin on kaavailtu.

    Kannattaisikohan öljyksi puristelun sijaan polttaa tarvittaessa nuo puut suoraan uunissa ja ainakin valtion jättää ja ainakin tällä verukkeella öljylämmityksen suojelu sikseen.

    Oheisessa artikkelissa esitettyyn Öljy- ja bioalan väittämään 1000 -2000 MW:n huipputehon tarpeen säästössä öljylämmityksellä hiljakkoin esitettiin riippumattomassa Gaia Oy:n tutkimuksessa ihan päin vastainen tulos. Öljykattiloiden ja sähkölämmityksen todennäköisin korvaava vaihtoehto on voimakkaasti lisääntyvä lämpöpumppujen käyttö. Tutkimuksen mukaan pientaloihin otetaan vuonna 2030 lämpöpumpuilla 3-5 TWh/a öljyä ja sähköä korvaavaa uusiutuvaa energiaa talojen ympäriltä ja päinvastoin kuin tuossa väitettiin, Suomen sähkön tehon tarve laskee.

    Ja taas niille ruotsalaisille kävi hyvin. Länsinaapurissa polttoöljy ja autojen diesel pantiin siis samaan veroluokkaan jo 90-luvun alussa. Säästyneillä öljykruunuilla hankitut lämpöpumput ja muut uusiutuvan energian ratkaisut ovat korvanneet öljykattilat. Miljardin öljylitran tuonti on poistunut Ruotsin kauppataseesta ja samanaikainen sähkölämmitykseen korvaaminen lämpöpumpuilla on pienentänyt myös lämmityssähkön kokonaiskulutusta. Samalla on syntynyt kotimainen, siis ruotsalainen, työllistävä uusiutuvan energian osaamisen ja laitejärjestelmien miljardibusiness.

    Ruotsin valtiollekaan ei käynyt huonosti. Siirtymäaikana kertyneet öljyn verotuksen lisätulot voitiin käyttää energiapoliittiseen ohjaukseen, sosiaalisten ongelmien välttämiseen ja uusiutuvan energian toimijoiden toimintaedellytysten kehittämiseen. Ruotsin kauppataseesta puuttuu nyt 300 000:n öljykattilan öljyt eli miljardi litraa tuontiöljyä vuodessa. Öljylämmityksestä luopuminen on luonnollisesti pienentänyt merkittävästi maan hiilidioksidipäästöjä.

    Ei myöskään niille ruotsalaisille entisille 300.000 öljylämmittäjälle huonosti käynyt. Talot lämpiävät edullisesti ja ympäristöystävällisesti säästyneillä öljykruunuilla investoiduilla ja ajat sitten maksetuilla lämpöpumpuilla ja pellettikattiloilla. Kaiken lisäksi investoinnit löytyvät talojen arvosta eikä tarvitse viettää unettomia öitä epävarman öljyn hinnan vuoksi.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.