Metsähakkeen korjuupotentiaali kuvaa metsähakkeen raaka-aineiden teknis-taloudellista hankintamahdollisuutta. Raaka-aineina tässä aineistossa on huomioitu 1) harvennusten energiapuu sekä 2) uudistushakkuilta korjattavat hakkuutähteet eli latvusmassa ja kannot. Teknis-taloudellinen potentiaali tarkoittaa sitä osaa harvennusenergiapuusta, latvusmassasta ja kannoista, joka on erilaisten rajoitteiden aiheuttamien vähennysten jälkeen korjattavissa. Tällaisia rajoitteita ovat mm. korjuukohteen hehtaarikohtainen energiapuun vähimmäiskertymä, kasvupaikka ja talteensaantoaste. Tekninen potentiaali ei kuvaa metsähakkeen saatavuutta, joka riippuu mm. metsänomistajan myyntihalukkuudesta ja kilpailutilanteesta.

Potentiaalit laskettiin MELA-ohjelmistolla (Siitonen ym. 1996, Hirvelä ym. 2017) perustuen VMI12:n koealatietoihin. Koealat on mitattu vuosina 2014–2018. MELA simuloi koealoille kestäviä ja toteuttamiskelpoisia käsittely-kehitysvaihtoehtoja ja valitsi sitten näistä ne, jotka toteuttivat annetut tavoitteet ja rajoitteet parhaiten. MELA-laskenta määritti puusta maksettujen hintojen ja korjuukustannusten perusteella myös sen, mikä osa kuitupuumittaisesta puusta ohjautui metsäteollisuuteen ja mikä energiapuuksi. Simulaatiot käsittivät sekä luonnonprosessit että metsäkäsittelytoimenpiteet. Kasvu ja luonnonpoistuma ennustettiin puutason tilastollisilla malleilla (mm. Hynynen ym. 2002) ja toimenpiteet perustuivat metsänhoitosuosituksiin (Äijälä ym. 2014, Koistinen ym. 2016). Laskennassa sovelletut yksikköhinnat ja -kustannukset perustuivat toteutuneeseen hintatasoon ( http://www.luke.fi/MELA-metsalaskelmat).

Potentiaalit kuvaavat suurinta puuntuotannollisesti kestävää hakkuumahdollisuutta. Suurimman ylläpidettävissä olevan aines- ja energiapuun hakkuukertymän mukainen laskelma määrittää hakkuiden ylärajan silloin, kun metsätalouden taloudellista ja puuntuotannollista kestävyyttä pidetään tavoiteltavana. Laskelman mukainen ainespuukertymän tilavuus vuonna 2026-2035 on 79 miljoonaa kuutiometriä vuodessa. Suurin jatkuvasti hakattavissa oleva taloudellinen ja puuntuotannollinen kestävyys ajatellaan toteutuvan, kun laskelmakausittaiset nettotulot ja aines- ja energiapuun kokonaishakkuukertymät pysyvät vähintään edellisen laskelmakauden tasolla, tukkipuukertymä säilyy koko laskelma-ajan vähintään ensimmäisen laskelmakauden tasolla, puuston tuottoarvo neljän prosentin korkokannalla laskettuna on laskelma-ajan lopussa vähintään alkuhetken tasolla ja kun nettotulojen nykyarvo maksimoituu em. rajoitteiden vallitessa neljän prosentin korkokannalla. Laskelmassa ei rajoiteta kasvun ja poistuman suhdetta, metsien ikäluokkarakennetta tai uudistushakkuiden määrää eikä puulajeittaista kestävyyttä edellytetä. Myöskään metsänomistajien myyntihalukkuutta ei ole huomioitu laskelmassa.

Harvennusten energiapuusta osa on mittojensa puolesta materiaalikäyttöön sopivaa ns. kuitupuuta ja osa tätä pienempää eli ns. pienpuuta. Kuitupuun kuorellisena minimiläpimittana käytettiin männyllä 6,3 cm ja kuusella sekä lehtipuilla 6,5 cm. Kuituosan minimipituus oli 2,0 m. Harvennusten energiapuulle laskettiin kokonaispotentiaali sisältäen sekä kuitupuumittaisen että pienemmän puun ja vielä erikseen pienpuun potentiaali. Energiapuu voitiin korjata joko rankana tai kokopuuna. Hankintaketjun kuiva-ainetappioksi oletettiin 5 %.

Latvusmassan ja kantojen potentiaalit laskettiin seuraavasti: Laskelmasta poimittiin avohakkuissa generoituvat latvusmassat ja kannot. Mukaan luettiin korjuuohjeiden mukaisesti vain kuivahkot kankaat ja niitä viljavammat kivennäismaat sekä vastaavat turvemaat (Koistinen ym. 2016). Latvus- ja kantobiomassa muunnettiin kiintotilavuudeksi jakamalla kunkin jakeen biomassa vastaavalla kuivatuoretiheydellä. Tästä vähennettiin ensin palstalle suositusten mukaan jätettävä osuus, joka oli latvusmassalla 30 % (Koistinen ym. 2016) ja kannoilla 16-18 % (Anttila ym. 2013). Tämän jälkeen oletettiin vielä kuiva-ainetappiot, jotka olivat latvusmassalle 20 % ja kannoille 5 %.

Teknis-taloudelliset hankintapotentiaalit laskettiin ensin maakunnittain ja levitettiin tämän jälkeen puuntuotannon metsämaalle 1 km × 1 km:n hilaan painottaen monilähteisen valtakunnan metsien inventoinnin (MVMI) aineistoilla (Koljonen ym. 2017, Anttila ym. 2018). Potentiaalit on laskettu ajanjaksolle 2026-2035. Potentiaalien yksikkö on kiintokuutiometriä vuodessa.

Viitteet

Anttila P., Muinonen E. & Laitila J. 2013. Nostoalueen kannoista jää viidennes maahan. BioEnergia 3: 10–11.

Anttila P., Nivala V., Salminen O., Hurskainen M., Kärki J., Lindroos T.J. & Asikainen A. 2018. Regional balance of forest chip supply and demand in Finland in 2030. Silva Fennica vol. 52 no. 2 article id 9902. 20 s. https://doi.org/10.14214/sf.9902

Hirvelä, H., Härkönen, K., Lempinen, R., Salminen, O. 2017. MELA2016 Reference Manual. Natural Resources Institute Finland (Luke). 547 s.

Hynynen J, Ojansuu R, Hökkä H, Salminen H, Siipilehto J, Haapala P. 2002. Models for predicting the stand development – description of biological processes in MELA system. The Finnish Forest Research Institute Research Papers. 835.

Koistinen A, Luiro J, Vanhatalo K. 2016. Metsänhoidon suositukset energiapuun korjuuseen, työopas. Tapion julkaisuja.

Koljonen, T., Soimakallio, S., Asikainen, A., Lanki, T., Anttila, P., Hildén, M., Honkatukia, J., Karvosenoja, N., Lehtilä, A., Lehtonen, H., Lindroos, T.J., Regina, K., Salminen, O., Savolahti, M. & Siljander, R. 2017. Energia- ja ilmastostrategian vaikutusarviot: Yhteenvetoraportti. Publications of the Government´s analysis, assessment and research activities 21/2017. 106 s. Saatavissa: http://tietokayttoon.fi/julkaisu?pubid=16902.

Siitonen M, Härkönen K, Hirvelä H, Jämsä J, Kilpeläinen H, Salminen O et al. 1996. MELA Handbook. 622. 951-40-1543-6.

Äijälä O, Koistinen A, Sved J, Vanhatalo K, Väisänen P. 2014. Metsänhoidon suositukset. Metsätalouden kehittämiskeskus Tapion julkaisuja.

The raw materials of forest chips are small-diameter trees from thinning fellings and logging residues and stumps from final fellings. The harvesting potential consists of biomass that would be available after technical and economic constraints. Such constraints include, e.g., minimum removal of energywood per hectare, site fertility and recovery rate. Note that the techno-economic potential is usually higher than the actual availability, which depends on forest owners’ willingness to sell and competitive situation.

The harvesting potentials were estimated using the sample plots of the 12th national forest inventory (NFI12) measured in the years 2014–2018. First, a large number of sound and sustainable management schedules for five consecutive ten-year periods were simulated for each sample plot using a large-scale Finnish forest planning system known as MELA (Siitonen et al. 1996; Hirvelä et al. 2017; http://mela2.metla.fi/mela/tupa/index-en.php). MELA simulations consisted of natural processes and human actions. The ingrowth, growth, and mortality of trees were predicted based on a set of distance-independent tree-level statistical models (e.g. Hynynen et al. 2002) included in MELA and the simulation of the stand (sample plot)-level management actions was based on the current Finnish silvicultural guidelines (Äijälä et al. 2014) and the guidelines for harvesting of energy wood (Koistinen et al. 2016).

Future potentials were assumed to materialize when the industrial roundwood fellings followed the level of maximum sustained yield (79 mill. m3 in this calculation). The maximum sustained yield was defined such that the net present value calculated with a 4% discount rate was maximized subject to non-declining periodic industrial roundwood and energy wood removals and net incomes, and subject to the saw log removal remaining at least at the level of the first period. There were no constraints concerning tree species selection, cutting methods, age classes, or the growth/drain ratio in order to efficiently utilize the dynamics of forest structure.

The potential for energywood from thinnings was calculated separately for all the energywood from thinnings (Stemwood for energy from thinnings) and for material that does not fulfill the size-requirements for pulpwood (Stemwood for energy from thinnings (smaller than pulpwood-sized trees)). Note that the decision whether pulpwood-sized thinning wood is directed to energy or industrial use, is based on the optimisation by MELA. The minimum top diameter of pulpwood in the calculation was 6.3 cm for pine (Pinus sylvestris) and 6.5 cm for spruce (Picea abies) and broadleaved species (mainly Betula pendula, B. pubescens, Populus tremula, Alnus incana, A. glutinosa and Salix spp.). The minimum length of a pulpwood log was assumed at 2.0 m. Energywood could be harvested as whole trees or as delimbed. The dry-matter loss in the supply chain was assumed at 5%.

The potentials for logging residues and stumps were calculated as follows: The crown biomass removals of clear fellings were obtained from MELA. According to harvesting guidelines for energywood (Koistinen et al. 2016) mineral soils classified as sub-xeric (or weaker) and peatlands with corresponding low nutrient levels were left out from the potentials. Next, technical recovery rates were applied (70% for logging residues and 82-84% for stumps) (Koistinen et al. 2016; Muinonen et al. 2013). Finally, a dry-matter loss of 20% and 5% was assumed for residues and stumps, respectively.

The techno-economical harvesting potentials were first calculated for nineteen Finnish regions and then distributed on a raster grid at 1 km × 1 km resolution by weighting with Multi-Source NFI biomasses as described by Anttila et al. (2018). The potentials represent time period 2026-2035 and are presented as average annual potentials in solid cubic metres over bark.

References

Äijälä O, Koistinen A, Sved J, Vanhatalo K, Väisänen P. 2014. Metsänhoidon suositukset. [Guidelines for sustainable forest management]. Metsätalouden kehittämiskeskus Tapion julkaisuja.

Anttila P., Nivala V., Salminen O., Hurskainen M., Kärki J., Lindroos T.J. & Asikainen A. 2018. Regional balance of forest chip supply and demand in Finland in 2030. Silva Fennica vol. 52 no. 2 article id 9902. 20 s. https://doi.org/10.14214/sf.9902

Hirvelä, H., Härkönen, K., Lempinen, R., Salminen, O. 2017. MELA2016 Reference Manual. Natural Resources Institute Finland (Luke). 547 p.

Hynynen J, Ojansuu R, Hökkä H, Salminen H, Siipilehto J, Haapala P. 2002. Models for predicting the stand development – description of biological processes in MELA system. The Finnish Forest Research Institute Research Papers. 835.

Koistinen A, Luiro J, Vanhatalo K. 2016. Metsänhoidon suositukset energiapuun korjuuseen, työopas. [Guidelines for sustainable harvesting of energy wood]. Tapion julkaisuja.

Muinonen E., Anttila P., Heinonen J., Mustonen J. 2013. Estimating the bioenergy potential of forest chips from final fellings in Central Finland based on biomass maps and spatially explicit constraints. Silva Fennica 47(4) article 1022. https://doi.org/10.14214/sf.1022.

Siitonen M, Härkönen K, Hirvelä H, Jämsä J, Kilpeläinen H, Salminen O et al. 1996. MELA Handbook. 622. 951-40-1543-6.