Browsing by Subject "energiapuu"

Sort by: Order: Results:

Now showing items 1-8 of 8
  • Neuvonen, Tuomo (Helsingin yliopisto, 2014)
    Energiapuun käyttömäärät ovat kasvaneet viimeisen vuosikymmenen aikana huomattavasti. Energiapuun hankinta voidaan hoitaa ainespuun hakkuun kanssa samanaikaisesti integroituna hakkuuna tai erillishakkuuna, jossa hankittu puu menee vain energiakäyttöön. Energiakäyttöön menevästä puusta osa korjataan pieniläpimittaisena kokopuuna, jossa puuta ei erikseen karsita ennen sen haketusta. Kokopuun korjuumenetelmiä on useita, joista tässä tutkimuksessa tarkastellaan kokopuun paalausta sekä kokopuun hankintaa korjurilla. Kokopuupaalain on metsätraktorin alustalle kiinnitetty paalainyksikkö, joka sitoo paalainyksikköön syötetyt puut tiiviiksi paaleiksi. Paalainpohjaisen logistiikkaketjun tehokkuuden lisäys perustuu kasvaneeseen metsä- ja kaukokuljetuksen tuottavuuteen ja sen myötä alentuneisiin kustannuksiin. Korjuri pohjautuu myös metsätraktoriin ja huomattavimpana muutoksena tähän on korjuriin asennettu hakkuulaite. Korjurin logistiikkaketjun tehokkuuden lisäys perustuu ketjun metsätoiminnoissa tarvittavaan yksinkertaiseen yhden koneen korjuuketjuun. Korjuri tuottaa kokopuuta irtonaisena. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää kokopuupaalaimen ja korjurin toimintamallien eroja aikatutkimuksen avulla sekä vertailla koko logistiikkaketjujen kustannuksia toisiinsa. Tutkittu paalain oli Logman 811FC -alustakoneeseen pohjautuva Fixteri Oy:n valmistama Fixteri II -paalainyksikkö. Vertailukoneena oli Timberjack 810B -metsätraktoripohjainen korjuri. Molemmissa koneissa oli joukkokäsittelevä Nisula 280E+ -hakkuulaite. Paalien lähikuljetus hoidettiin Ponsse Wisent -metsätraktorilla. Koneiden tuottavuuksissa oli huomattavia eroja. Fixterin tuottavuus oli keskimäärin 33 % korjurin tuottavuutta alhaisempaa. Erityisesti Fixterin tuottavuuteen vaikutti sen paalainyksikön prosessoinnin aiheuttama odottamisaika, jolloin koneen kuljettaja ei voinut työskennellä normaalisti. Poistamalla kaiken odottamisen Fixterin tuottavuutta olisi mahdollista nostaa jopa 22 %. Metsäkuljetuksessa paaleja voitiin kuljettaa yhdessä lastissa 80–95 % irtonaista kokopuuta enemmän. Haketuksessa irtopuuaineksen usein vaatima tienvarsihaketus on noin kaksi kertaa terminaali- tai käyttöpaikkahaketusta kalliimpaa. Huolimatta paalien logistiikkaketjun tehokkuudesta ja hintaedusta, tässä tutkimuksessa saatujen tuottavuuksien perusteella ei paalauksen kilpailukyky ole vielä samalla tasolla korjurin kanssa. Mikäli Fixterin paalainyksikön odotusajat saadaan minimoitua, kasvaa Fixterin kilpailukyky huomattavasti. Myös laajemmat, useampia kohteita ja kuljettajia sisältävät vertailututkimukset voisivat tuottaa tarkempaa tietoa näiden menetelmien kustannuseroista. Tutkimuksessa pyrittiin selvittämään myös paalien kuivumista, mutta aikataulusta johtuen tästä ei saatu selviä tuloksia. Alustavat tulokset eivät kuitenkaan osoittaneet paaleille selvää etua kuivumisnopeudessa. Paalien kuivumista tulisikin selvittää tarkemmin pidemmällä aikavälillä.
  • Lallukka, Hermanni (Helsingfors universitet, 2012)
    Energywood harvesting is increasing strongly due to promotion of renewable energy sources. As a part of the development the use of energywood thinning will increase and become more diverse. Therefore it is important to know the effects of the operation on merchantable yield and on profitability of silviculture. The objective of the study is to detect those effects of mechanised energywood thinning in young stands. For economical calculations the moment for decision making is set to the moment of the thinning. 30 young stands were chosen for the study. For forecasting stand development stand parameters were measured from each stand. The study was limited to mineral soil and to stands where dominat species was pine (Pinus sylvestris) or spruce (Picea abies). The stands were situated in Finland in the regions of Häme-Uusimaa, Kaakkois-Suomi, Etelä-Savo and Keski-Suomi. Stand development was forecasted using MOTTI software developed by Finnish Forest Resource Institute. Future harvesting yields were forecasted separately for each stand and for three different management alternatives. The three alternatives were energywood harvesting in a dense young stand, indutrialwood thinning in a dense young stand, and a management chain according to the finnish silvicultural recommendations. With the predicted harvesting yields, annual yields and net present values were calculated. The effects of harvesting damages were examined by a literature overview. Managing stands according to silvicultural recommendations gave excpectedly the best result. A considerable increase in energywood price would be needed for the alternative of energywood harvesting to be competitive in pine stands. In spruce stands it is an economically viable alternative with relatively low energywood price. This is mainly due to high yields of deciduous trees in dense spruce stands. Energywood harvesting is a good alternative for managing dense young stands that have been left without or with insufficient precommercial thinning. In these cases energywood harvesting generally leads to better yields than an industrialwood thinning. However, with the energywood prices used in this study, industrialwood thinning leads to higher earnings. Differences between the alternatives are low and an increase in energywood price would quickly turn the situation in favor of energywood thinning. Forest type does not have a significant effect on the differences between the management alternatives. According to the inspections of Forestry Development Centre Tapio, there are more harvesting damages in stands managed by energywood thinning than by industrialwood thinning. Losses in growth and wood quality due to harvesting damages are however minor according to literature overview, and therefore have no significant effect on the results of this study.
  • Lumperoinen, Hanna (Helsingin yliopisto, 2015)
    In this master´s thesis it was studied if the harvesting and cultivating of energy wood is ecologically, economically, socially and culturally sustainable if it is done by following Forestry Development Centre Tapio´s guidelines for Best Forestry Practices for Energy Wood harvesting and cultivating. The aim of the study was also to find out how energy wood harvesting and managing practices should be developed according to experts. Best Practice Guidelines for Forest Management and Energy Wood Harvesting and Cultivation is a handbook for forest owners and professional foresters. The handbook describes operations models for energy wood harvesting and cultivation that are based on research and good practices. The guidelines have been compiled as an extensive cooperation process with Forest Development Centre Tapio. The aim of Best Practice Guidelines for Forest Management is to ensure that forest management is ecologically, economically, socially and culturally sustainable. 34 experts and researchers were interviewed for this study. All of these interviewees have participated in the Energy wood harvesting and cultivating guidelines project. The response percentage in these interviews was 81. In the interview, claims based on the guidelines were presented to the interviewees. The answers were evaluated by using 7-step Likert scale. In addition, it was possible for the interviewees to give informal arguments after every claim. The claims were from 21 different topics collected from the guidelines. In every topic, all three dimensions of sustainability were examined. Social and cultural sustainability were combined in the claims, so a total of 63 claims was presented. The results indicate that the majority of the recommendations in the guidelines is sustainable. Only in the claims dealing with stump lifting, low-quality tree removing, whole tree harvesting on VT-sites and foliage and branch collecting, the average calculated from all Likert –answers was negative. In the informal arguments, the most important concerns were nutrient loss from forests and forest owners´ economical benefits in energy wood harvestings. The results indicated that the biggest benefits from social and cultural sustainability are the positive effects on employment in homeland. The results indicated that there is need for Best Practice Guidelines for Forest Management in Finland. The biggest need for the recommendations is among forest harvesting workers, for example harvester drivers and forest workers. In this work it was shown that energy wood harvesting and cultivating in Finland is usually sustainable if the recommendations are followed. In future research it should be studied how energy wood harvesting and cultivating guidelines should be developed in the operations whose sustainability was questioned. It seems that the harvesting of small diameter energy wood is based partly on state subsidies. Therefore, in future research, it should be studied how big an effect the subsidies have on the profitability of energy wood harvesting. It should also be studied how Best Practice Guidelines should be developed so that they could support practical forest workers as effectively as possible. It might also be good to do research on this same area using some other approach.
  • Ala-Varvi, Tuomas (Helsingfors universitet, 2014)
    To achieve the appointed goals set in the national climate and energy strategy it is important to launch biomass into markets more effectively. In addition to biomass from clearing sites energy wood needs to be procured from young stands. First thinnings have been neglected to great extent in Finland mainly because of low profitability. The targets have been achieved only once during last decade. Expanding energy wood procurement to young stands increases the need for resources. Therefore more effective operating machines should be developed. The challenge is in launching these prototypes into testing and commercial markets. Fixteri Ltd. has developed a whole-tree bundler in order to enhance harvesting of small-diameter energy wood from young stands. This method is meant to reduce transportation costs through load compaction. The aim of this research was to study the productivity of cutting and bundling of whole-trees using Fixteri FX15a bundling unit and to clarify the competitiveness of the whole production chain compared to rival methods. The harvesting was studied trough video analyze in order to detect factors limiting the productivity. 35 whole-tree bundles were produced in young Scots pine stand. An average weight and volume of the bundle were 502.5 kg and 463 dm³. It took 3.38 min to produce one bundle. FX15a bundling unit was fitted to Logman 811FC base machine. Accumulating Nisula 280E+ felling head was used. An average performance per effective working hour of 9.74 m3 was recorded when average volume of removal was 37.3 dm3. The operator used multi-tree cutting effectively in average 3.1 whole-trees per work load. The share of multi-tree cutting was 96 percent. The performance of prototype FX15 was significantly lower than the performance of FX15a. The performance of 5.07 and 5.86 m³/h0 were recorded when average volumes of removed trees were 28.4 and 41.1 dm³. It was observed that the productivity of FX15a was higher compared to the harvesting of undelimbed trees when average volume of removed trees was less than 70 dm3. Harvesting and off-road transportation of whole tree bundles was more profitable when average volume of removal was under 95 dm3. Total costs of wood chip supply chain were lower compared to harvesting of undelimbed trees when average volume of removal was less than 85 dm3. Total costs of wood chip supply chain were higher compared to harvesting of undelimbed trees regardless of average volume of removed trees when FX15 bundling unit was used. When includung the possible energy subsidies (max 30 %) for whole-tree bundling and pre-clearance-related additional costs for harvesting of undelimbed trees into account the potential number of harvesting sites increases significantly. Drying the bundles plays an important role since high moisture content in the bundles after road side storing may endanger the competitiveness of the whole supply chain when bundles are burned to produce energy. Although bundling whole-trees seems to be a competitive alternative in harvesting small-diameter energy wood there are still several questions unanswered. The method should be studied in greater depth by varying harvesting conditions and machine operators. Also the potential of on-road transport and bundle features needs further study.
  • Katunpää, Valtteri (Helsingfors universitet, 2015)
    Puun käyttö lisääntyy lähivuosina metsäteollisuuden isojen investointien ja uusiutuvan energian tavoitteiden seurauksena merkittävästi. Suurin osa lisääntyvästä puun käytöstä tulee kasvatushakkuilta, mistä suuri osa on nuorten metsien hakkuita eli ensiharvennuksia. Energiapuun ja kuitupuun käytön kasvun myötä metsänomis-tajan on tärkeä tietää millaisesta metsästä mitäkin puutavaralajia olisi järkevintä korjata. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää, mikä korjuumenetelmä tuottaa parhaan nettotuloksen harven-nushakkuusta metsänomistajalle leimikkosuunnitelman ennakkotietojen perusteella sen hetkisellä puutavara-lajien hinta-asetelmalla. Tutkimuksessa tarkasteltiin kolmea korjuumenetelmää: normaali ainespuun korjuu tavaralajimenetelmällä, energiapuun korjuu rankamenetelmällä ja aines- ja energiapuun yhdistetty korjuu eli niin kutsuttu integroitu korjuu, jossa puutavaralajit olivat tukki, pikkutukki ja energiaranka. Tutkimusta varten kerättiin hakkuun vertailuaineisto Varsinais-Suomesta, mikä sisälsi 8 leimikkoa, 22 koealaa, 2135 runkoa. Koealoilta mitattiin metsässä pinta-ala, ajouran pituus ja tehoajanmenekki. Puutavaralajikohtaiset kertymät mitattiin hakkuukoneella. Hakkuussa käytettiin yksinpuinmenetelmää. Metsäkuljetuksen tuottavuus ja kustan-nukset määritettiin laskennallisesti. Tutkimuksessa käytettiin lisäksi Metsäntutkimuslaitoksen ensiharvennus-ten korjuuoloja selittävää aineistoa, joka sisälsi 25 mitattua ensiharvennusleimikkoa. Hakkuun tehotuntituottavuus E0 oli ainespuun hakkuussa 9,9 m³/h, integroidussa hakkuussa 10,4 m³/h ja energiapuun hakkuussa 10,7 m³/h, kun poistuman käyttöosan keskitilavuus oli 80 dm³. Energiapuun hakkuu oli keskimäärin 8,5 % tehokkaampaa kuin ainespuun hakkuu, kun poistuman keskitilavuus oli 50‒100 dm³. Energiapuun hakkuu oli tehokkainta rungon koosta riippumatta ja ainespuun hakkuu kalleinta 135 dm³ asti, jolloin integroidun hakkuun tuottavuushyötyä ei enää ollut. Metsäkuljetuksen laskennallinen tuottavuus kes-kimääräisellä ensiharvennuksella, jossa kertymä oli 50 m³/ha, oli ainespuulla 6,1 m³/h, integroidulla 7,8 m³/h ja energiapuulla 9,3 m³/h. Kahden puutavaralajin lisäys energiapuun korjuusta integroituun korjuuseen nosti metsäkuljetuksen keskihintaa 15 % eli noin 7,5 % puutavaralajia kohti. Metsäntutkimuslaitoksen aineiston perusteella energiarankaa kertyy energiapuun korjuussa keskimäärin 4,2 % enemmän kuin ainespuuta ainespuun korjuussa. Integroidussa korjuussa energiarankaa kertyy 10,2 % enemmän kuin kuitupuuta ainespuun korjuussa. Teoreettisesta tukkikertymästä hyödynnettiin hakkuun vertai-luaineistossa keskimäärin 64 %. Tutkimuksen tulokset osoittavat, että energiarangan hakkuu yksinpuinmenetelmällä ei ole kannattavaa. Tutki-muksen perusteella harvennushakkuilta kannattaa aina erotella tukkipuu, mikäli puumarkkinatilanne ja kauko-kuljetuslogistiikka sen sallivat. Analyysin mukaan ainespuun korjuu on lähes poikkeuksetta kannattavin me-netelmä, kun energiarangan ja kuitupuun hankintahinnan ero on nykyisellään noin viidessä eurossa. Puun hintojen herkkyysanalyysin perusteella integroitu korjuu on kannattavinta metsänomistajalle, kun energia-rangan ja kuitupuun hintaero laskee alle 3,5 euron. Energiarangan korjuuta tulee tehostaa esimerkiksi joukko-käsittelyllä, jotta sen korjuu olisi kannattavampaa kuin integroitu korjuu ja ainespuun korjuu.
  • Patamaa, Ilari (Helsingfors universitet, 2016)
    Fossiilisia polttoaineita pyritään korvaamaan uusiutuvilla energianlähteillä ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi. Metsähakkeella on merkittävä osa Suomen kansallisessa energia- ja ilmastostrategiassa jotta päästötavoitteisiin päästään. Tämän johdosta metsähakkeen käyttö on lisääntynyt runsaasti 2000-luvulla. Energiapuun varastointi on tärkeä osa metsähakkeen laadun parantamisessa, sillä polttoaineen on oltava riittävän kuivaa. Varastoinnin takia energiapuu on yleensä tienvarsivarastossa vähintään yhden kesän yli. Tämä tarjoaa monille hyönteiselle hyvän lisääntymisalustan. Jotkut hyönteiset, etenkin kaarnakuoriaiset (Col., Scolytinae) voivat aiheuttaa tuhoriskin läheiselle puustolle. Pystynävertäjä on merkittävin männyllä elävä tuhohyönteinen, sillä se käyttää ravintonaan elävien mäntyjen vuosikasvaimia aiheuttaen kasvutappioita. Myös jotkin muut kaarnakuoriaislajit voivat aiheuttaa tuhoriskin. Tämän tutkimuksen tavoittena oli tutkia miten peittäminen vaikuttaa energiapuukasojen ympärillä kesäaikana lentävien kovakuoriaisten runsauteen, ja tarkastella lajiston erityispiirteitä. Tutkimus suoritettiin kahdessa kohteessa eteläisessä Suomessa kesällä 2011. Kohteet olivat Somerniemellä (Oinasjärvi) ja Hämeenlinnan Rengossa(Raidonperä). Oinasjärven kohteessa oli kaksi pinoa karsittua mäntyrankaa ja Raidonperän kohteessa oli kaksi pinoa karsimatonta mäntyrankaa. Tutkimusta varten pinojen päälle asetettiin kesäkuun alussa ikkunapyydyksiä, joilla kasojen ympärillä lentävien kovakuoriaisten runsautta mitattiin. Pyydykset tyhjennettiin viisi kertaa kesäkuusta elokuun loppuun. Oinasjärven pinojen pintaosista suoritettiin lisäksi syömäjälkianalyysi, jotta voitiin selvittää pääsevätkö kovakuoriaiset peitteen alle. Pyydyksistä kerättiin yhteensä 10064 kovakuoriaista 41 eri heimosta. Kaarnakuoriaisia näistä oli 2670 kpl. Tutkimuksen perusteella havaittiin, että peittäminen vähentää pinon ympärillä lentävien kovakuoriaisten määrää merkittävästi, ainakin peitteen kohdalla. Lisäksi havaittiin että kahdella paperilla peittäminen estää tehokkaasti kovakuoriaisten pääsyn pinon pintaosiin. Tulokset ovat suuntaa antavia, koska tutkittavia pinoja oli melko vähän. Kovakuoriaislajisto oli samankaltainen kuin vastaavissa aiemmissa tutkimuksissa. Kaarnakuoriaset olivat lukumäärältään suurin lajiryhmä. Myös muita tyypillisiä puutavarapinojen lajeja kuten sarvijääriä, erilaisia saalistajia (esim. isomuurahaiskuoriaisia ja kaarniaisia), sekä kärsäkkäitä löytyi yleisesti.
  • Lindberg, Aapo (Helsingfors universitet, 2016)
    In recent years objectives to increase fuelwood usage have created a need to develop new re-mote sensing based methods to map fuelwood reserves. Laser scanning (LiDAR) is a remote sensing method which has been used in traditional forest inventories on large forest areas. These inventories have mainly concentrated on the stem volume instead of the total tree bio-mass. Former studies concerning fuelwood inventory accuracy have been made on a sample plot level. The aim of this study was to determine the precision of LiDAR based fuelwood inventory on a forest stand level. Wood stem volume and biomass estimates were produced by using two dif-ferent methods: point cloud and digital terrain model. The estimates were compared with field inventory results and results from the multi-source National Forest Inventory. Of the two compared methods the point cloud method was found to be more accurate than the method based on digital terrain model. When the point cloud was used, the accuracy (RMSE %) of the most important fuelwood estimates were following: waste wood vol-ume 37.4 %, branch biomass 21.8 % and stump biomass 18.6 %. The study indicates that re-sults got by laser scanning are on similar level as results got with traditional standwise inventory. This study concentrated only to predict the amount of fuelwood on the forest stand level. The suitability of the stand for fuelwood harvesting was not estimated. In order to utilize LiDAR-based fuelwood inventory for wood acquisition in forest industry, methods to estimate the suita-bility of the stand for harvesting need to be developed.
  • Lundberg, Henri (Helsingfors universitet, 2016)
    The use of forest chips has increased rapidly in the past 15 years and the usage must be increased even more in order to achieve the renewable energy usage goals. Forest chips are produced mainly from logging residues and stumps collected from clear cutting areas. One source is also small sized trees harvested from thinning areas. Increasing the use of forest chips could be possible, but the problem are the long transportation distances of the raw material. Most of the wood chip potential is located in Eastern and Central Finland and Kainuu, but the heat and power plants and demand are located by the sea. Transportation costs must be reduced to make usage possible. This was a pioneer study to develop working models for loading energy wood trucks. The aim of this study was to create systematic working models for loading logging residuals and stumps to bioenergy trucks to increase payload. The optimal load weight and its relation to transportation distance was also the point of interest. Twelve operators participated the study and the data was collected in Southern and Eastern Finland between April and September. The data set included 12 stump loads and 11 logging residual loads. The work researcher sat next to the driver, interviewed him about loading techniques and collected information about the loads. The loading events were also recorded by video camera for later performed time and observation studies. To compare the drivers the payloads were weighted. Drivers’ loadings where observed and analyzed with the payload weights and the loading times and as a result four different working models were developed. For stump material two different working models were described by the size of the stump: for small sized stump and normal sized stump. The working model for normal sized stumps was divided into two working models to achieve a large payload and an average payload with minimal loading time. For logging residues only one working model was necessary to describe. Working models consisted of systematic ways of work and different types of compressing methods and tricks. The average loading time towards one ton for stumps was 2.7 minutes and for logging residuals 2.2 minutes. Aiming for large payload is not always the most cost-efficient choice. The operator should consider the transportation distance as well as loading time along with the payload. The longer the driving distance the larger the payload should be. With shorter distances it is optimal to use less time for the loading even tough large payloads will not be achieved and use the spared time for driving of extra loads.