Metsähakkeen energiakäytön hiilidioksidipäästöt

Alkuvuodesta 2010 Suomen hallitus julkisti uusiutuvan energian velvoitepaketin, jossa kaavailtiin metsähakkeen energiakäytön suurta lisäystä. Uudessa tutkimuksessa on vertailtu metsähakkeen hiilidioksidipäästöjä maakaasun hiilidioksidipäästöihin. Metsähakkeen hiilidioksidipäästöt ovat aluksi samaa luokkaa kuin fossiilisilla polttoaineilla, mutta metsähakkeen päästöt vähenevät ajan myötä. Käytettäessä kantoja bioenergian tuotannossa kestää 22 vuotta ennen kuin hiilidioksidipäästöt laskevat alle maakaasun hiilidioksidipäästöjen. Oksia käytettäessä vastaava aika on kuitenkin vain neljä vuotta.


Kuusimetsien hakkujätteiden päästöjä on tutkittu. (Kuva: Ari Jokimäki)

Bioenergiaa käytetään uusiutuvana energiamuotona vähentämään ilmakehään päästettävän hiilidioksidin määrää. Bioenergia perustuu uusiutuvan biomassan hyödyntämiseen energiantuotannossa. Bioenergia katsotaan päästöttömäksi energianlähteeksi, koska esimerkiksi kasveja poltettaessa seuraava kasvisukupolvi ottaa ilmakehästä takaisin edellisen sukupolven polttamisesta aiheutuneet hiilidioksidipäästöt.

Euroopan unioni (EU) on asettanut tavoitteeksi tuottaa vuoteen 2020 mennessä 20 % käytettävästä energiasta uusiutuvilla energiamuodoilla. Joissakin jäsenvaltioissa osa energiasta tulee jo nyt uusiutuvista energialähteistä. Näille valtioille tavoite on korkeampi kuin 20 %. Vuonna 2005 Suomi tuotti 28 % energiasta uusiutuvilla energiamuodoilla ja vuoteen 2020 mennessä Suomen on lisättävä osuutta 38 %:iin. Ruotsin on lisättävä uusiutuvien osuutta 49 %:iin. EU-maiden keskimääräinen uusiutuvien osuus vuonna 2005 oli 11 %. Tämän velvoitteen täyttämiseksi Suomen hallitus julkaisi tämän vuoden huhtikuussa uusiutuvan energian velvoitepaketin. Paketissa esitetään metsähakkeen käytön voimakasta lisäystä. Vuonna 2005 metsähakkeesta tuotettiin Suomessa energiaa kuusi terawattituntia (TWh). Vuonna 2020 metsähakkeesta pitäisi saada 25 TWh, eli lisäystä olisi 19 TWh. Vertailun vuoksi paketissa esitettiin huomattavia lisäyksiä seuraavasti: tuulivoima 6 TWh, lämpöpumpuilla tuotettava energia 6 TWh, liikenteen biopolttoaineet 7 TWh. Kokonaislisäys uusituville oli 40 TWh, josta metsähakkeen osuus on siis melkein puolet.

Bioenergian päästöttömyys ei kuitenkaan ole selvä asia. Bioenergian tuotannosta tulee epäsuoria hiilidioksidipäästöjä erityisesti maankäytön muutosten takia. Maankäytön muutokset vähentävät maaperässä olevaa hiilivarastoa ja vähennyksen määrä saattaa olla huomattava. Siksi on jopa mahdollista suurien epäsuorien päästöjen tapauksessa, että korvattaessa fossiiliset polttoaineet bioenergialla nettohiilidioksidipäästöt saattavat lisääntyä. Bioenergian päästöttömyys onkin kyseenalaistettu tämän perusteella. Bioenergiatuotannolla on myös muita epäsuoria hiilidioksidipäästöjä. Esimerkiksi bioenergian tuotantoa lisättäessä saatetaan lisätä biomassan ottamista metsistä. Metsähakkeen käyttö on yksi tällainen bioenergian hyödyntämismuoto.

Metsähakkeen käytön aiheuttamia epäsuoria hiilidioksidipäästöjä on tutkittu melko vähän. Aiempien tutkimuksien mukaan metsähakkeen järkevä käyttö edellyttää, että käyttö ei haittaa maaperän laatua, veden laatua sekä kiertokulkua, alueen tuottavuutta ja metsän monimuotoisuutta. Lisäksi metsähakkeen käytön ei pitäisi häiritä kasvihuonekaasujen tasapainoa. Metsähakkeen käytöstä aiheutuu epäsuoria päästöjä siten, että metsähake poltetaan ja siitä vapautuu hiilidioksidi samantien ilmakehään sen sijaan, että hake hajoaisi ja päästäisi kasvihuonekaasuja pikku hiljaa metsässä lojuessaan. Hakkeen käytön seurauksena metsän hiilivarasto pienenee.

Metsähaketta saadaan paikoilta, joista on kaadettu metsää. Metsänkaadon jätteiden kerääminen aiheuttaa aiempien tutkimuksien perusteella metsän maaperän hiilivaraston vähenemistä. On arvioitu, että hiilivaraston vähenemisen aiheuttamat epäsuorat hiilidioksidipäästöt ovat kertaluokkaa suuremmat kuin hakkuujätteiden hyödyntämisen muiden vaiheiden hiilidioksidipäästöt. Tästä huolimatta hakkuujätteiden hyödyntämisen päästöt on laskettu olevan huomattavasti (80-90 %) fossiilisia polttoaineita pienemmät.

Suomen ympäristökeskuksen tutkijat Anna Repo, Mikko Tuomi ja Jari Liski ovat selvitelleet metsähakkeen hiilidioksidipäästöjä ja julkaisseet siitä hiljattain tutkimusartikkelin. Tutkimuksessa käytettiin nimellä Yasso07 tunnettua maaperän hiilimallia ja metsähakkeen hajoamistilan havaintoja Suomesta, Virosta ja Suomen lähialueilta Venäjällä. Lisäksi hyödynnettiin maaperän orgaanisen hiilen varastoitumiseen liittyviä mittaustietoja.

Yasso07-mallilla simuloitiin Pirkanmaalla sijaitsevan 81-100 vuotta vanhan kuusimetsän hakkuupaikan metsähakkeen hajoamista. Kuusien hakkuupaikat sopivat hakkuujätteen keruupaikaksi, koska kuusien hakkuu jättää jälkeensä enemmän jätettä kuin mäntyjen hakkuu. Lisäksi kuusien kannot ovat mäntyjen kantoja helpompia irrottaa maasta. Tilannetta simuloitiin 100 vuoden ajan oksille ja kannoille erikseen. Hakkuujätteen keruu asetettiin simulaatiossa tapahtumaan vuosittain samansuuruisena ja kerätty hakkuujäte oletettiin poltettavan energiaksi heti. Myös muut hakkuujätteen hyödyntämiseen liittyvät päästölähteet huomioitiin simuloinnissa. Tällaisia päästölähteitä ovat esimerkiksi hakkujätteen kuljetuksen päästöt ja hakkuujätteen hajoamisen metaanipäästöt.

Simuloinnissa oksat menettivät massaansa nopeammin kuin kannot. Tämä johtui siitä, että hajoaminen tapahtui ohuessa puuaineksessa nopeammin kuin paksussa puuaineksessa. Epäsuorat hiilidioksidipäästöt olivat aluksi samansuuruiset kuin hakkuujätteen poltosta aiheutuvat päästöt, mutta ajan myötä epäsuorat päästöt vähenivät metsään jäävien hakkuujätteiden hajoamisen ansiosta. Oksien epäsuorat päästöt vähenivät nopeammin kuin kantojen epäsuorat päästöt. Tämä johtuu siitä, että kannot hajoavat hitaammin, jolloin niiden hyödyntäminen aiheuttaa metsälle suuremman hiilivajeen.

Suorat päästöt bioenergian muusta tuotantoketjusta olivat hyvin pienet verrattuna epäsuoriin päästöihin. Aluksi suorien päästöjen osuus kokonaisuudesta oli vain 3 % mutta se kasvoi sadan vuoden aikana kannoilla 7 %:iin ja oksilla 15 %:iin.

Hakkuujätteen kokonaispäästöt olivat aluksi fossiilisten polttoaineiden päästöjen suuruiset (vähän suuremmat kuin öljyllä ja maakaasulla mutta vähän pienemmät kuin hiilellä). Kuten yllä on mainittu, hakkuujätteen päästöt laskivat ajan myötä. Kantojen tapauksessa kesti 14 vuotta ennenkuin hakkuujätteen kokonaispäästöt laskivat öljyn päästöjä pienemmäksi ja 22 vuotta ennenkuin hakkuujätteen kokonaispäästöt laskivat maakaasujen päästöjä pienemmiksi. Oksien tapauksessa hakkuujätteen kokonaispäästöt laskivat muutamassa vuodessa öljyn ja maakaasun päästöjä pienemmäksi.

On huomattava, että sadan vuoden simulaation lopussa hakkuujätteen päästöt eivät olleet nollassa vaan kantojen tapauksessa kokonaispäästöt olivat edelleen noin puolet fossiilisten polttoaineiden päästöistä (40 % pienemmät kuin maakaasulla ja 58 % pienemmät kuin hiilellä) ja oksien tapauksessa kokonaispäästöt olivat noin neljäsosan fossiilisten polttoaineiden päästöistä (71 % pienemmät kuin maakaasulla ja 79 % pienemmät kuin hiilellä). Hakkuujätteen käytön epäsuoria päästöjä on mahdollista vähentää keräämällä vain oksat ja jättämällä kannot metsään.

Lähde: Anna Repo, Mikko Tuomi, Jari Liski, GCB Bioenergy, 25 AUG 2010, DOI: 10.1111/j.1757-1707.2010.01065.x. [tiivistelmä]

Lisätietoja: Kantojen poltosta syntyy kivihiileen verrattava päästö – Suomen ympäristökeskuksen tiedote

Mainokset

2 vastausta to “Metsähakkeen energiakäytön hiilidioksidipäästöt”

  1. Ari Jokimäki Says:

    Täältä löytyy Kaj Luukon aiempi kirjoitus tästä aiheesta:

    http://planeetta.wordpress.com/2010/02/09/ajatuksia-metsahakkeesta/

  2. Kaj Luukko Says:

    Kantojen korjuupotentiaali Metlan mukaan on 2,5 miljoonaa kuutiota, eli 18 % risupaketista:

    http://www.environment.fi/download.asp?contentid=118468&lan=fi

    Eräs hakeyrittäjä sanoi kantojen keräämisen olevan niin työlästä, että se ei oikeastaan kannata. Valtion tuella se tietenkin saadaan ”kannattamaan”, mutta tämän tutkimuksen perustella kannot ehkä pitäiskin jättää metsään.

    Hannu Ilvesniemi sanoi, että jos häneltä kysytään, miten kantojen kerääminen vaikuttaa metsäluontoon, hän kehottaa kysymään 30 vuoden kuluttua uudelleen. Kukaan ei tiedä. Eli vaikka korjuun vaikutus hiilitaseeseen ehkä tiedetään, vaikutus metsäluonnon monimuotoisuudelle yms. on edelleen tuntematon.


Vastaa

Täytä tietosi alle tai klikkaa kuvaketta kirjautuaksesi sisään:

WordPress.com-logo

Olet kommentoimassa WordPress.com -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Twitter-kuva

Olet kommentoimassa Twitter -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Facebook-kuva

Olet kommentoimassa Facebook -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Google+ photo

Olet kommentoimassa Google+ -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Muodostetaan yhteyttä palveluun %s

%d bloggers like this: