The impact of biomass harvesting for bioenergy on the optimal climate change mitigation in managed forests

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-201507211900
Title: The impact of biomass harvesting for bioenergy on the optimal climate change mitigation in managed forests
Author: Siintola, Asko
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Forest Sciences
Publisher: Helsingfors universitet
Date: 2012
Language: eng
URI: http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-201507211900
http://hdl.handle.net/10138/32588
Thesis level: master's thesis
Discipline: Skogsekonomi
Forest Economics
Metsäekonomia (liiketaloudellinen metsäekonomia)
Abstract: Climate change has been found to be one of the most serious challenges humankind has to face in the future. The link between climate change and forests is based on trees’ ability to use carbon dioxide as a raw material for growth. The growing stock sequesters carbon dioxide from the air to itself and ultimately as the forest is harvested the carbon stored is released and it moves from carbon pool of forests to another carbon pool. As the concept of emissions’ trading is applied to the investigation, a price for sequestered and released carbon can be determined. With the market price for carbon dioxide known, a net present value for the revenues and costs during the forest’s rotation period can be calculated. Using wood for different purposes, however, can result in various climatic benefits. These climatic benefits are described in this study by carbon displacement factors which can be used in determining how much the costs of releasing carbon from forests can be deducted. This study investigates the significance of forest management in a stand level from the climate change mitigation point of view in three Norway spruce (Picea abies, L.) and three Scots pine (Pinus Sylvestris, L.) stands as the previous carbon accounting aspects are taken into consideration. Stand Management Assistant (SMA) software is used in the optimization and simulation calculations. The SMA software is used for calculating the carbon accounting net present values and average carbon storages during the rotation periods of the stands included in the study with different intensities of bioenergy biomass harvesting. This way the level of biomass harvesting for bioenergy that returns with the highest net present value for carbon accounting and/or the highest average carbon storage can be calculated. The calculations are made with two interest rates, two carbon dioxide prices and with climatic benefits from bioenergy or with climatic benefits from bioenergy and forest products included. According to the results it can be stated that the intensification of forest biomass recovery for bioenergy production does not always result in the optimal climate change mitigation. The use of Norway spruce is considered of being the most potential forest-based bioenergy source in Finland. As the climatic benefits from bioenergy use were only taken into consideration, the intensification of recovery of Norway spruce biomass for bioenergy seemed to be most profitable. If, however, the climatic benefits from forest products are included in the investigation as well, the bioenergy use of Norway spruce is no longer optimal for the climate change mitigation. The climatic benefits from Norway spruce material use exceed the benefits from bioenergy use. This means that biomass recovery for bioenergy production does not necessarily result in optimal climate change mitigation.Ilmastonmuutoksen on todettu olevan yksi ihmiskuntamme vakavimmista tulevaisuuden haasteista. Ilmastonmuutoksen ja metsien yhteys perustuu puiden kykyyn käyttää ilmakehän hiilidioksidia kasvun raaka-aineena. Kasvaessaan puusto varastoi itseensä ilmakehän hiiltä ja lopulta metsien korjuun yhteydessä riippuen puun käyttötavasta, varastoitu hiili siirtyy hiilivarastosta toiseen. Päästökaupan olosuhteissa puustoon sitoutuvalle ja siitä vapautuvalle hiilelle voidaan määrittää hinta hiilidioksiditonnia kohden. Tämän hiilidioksidin päästöoikeuden markkinahinnan perusteella voidaan määrittää metsän kiertoajan kuluessa metsään sitoutuvan hiilen arvon sekä hiilen vapautumisesta syntyvien kustannusten nettonykyarvo. Puun eri käyttötavoilla voidaan saavuttaa erilaisia ilmastohyötyjä. Näitä ilmastohyötyjä kuvaavat niin sanotut hiilen korvauskertoimet (Carbon displacement factors), joita hyödyntämällä puuhun sitoutuneen hiilen vapauttamisesta aiheutuvaa ilmastovaikutusta voidaan täsmentää. Tutkimuksessa tarkastellaan metsikkötasolla metsätalouden merkitystä ilmastonmuutoksen kannalta kolmella kuusi (Picea abies, L.) ja kolmella mänty (Pinus sylvestris, L.) koealalla, kun edellä esitellyn kaltaiset hiilitalouden näkökohdat otetaan huomioon. Optimoinneissa ja simuloinneissa käytetään apuna SMA (Stand Management Assistant) -ohjelmistoa. SMA ohjelmiston avulla tutkimuksessa määritetään metsikkökoealojen hiilitalouden nettonykyarvoja sekä keskimääräisiä hiilivarastoja kiertoajan kuluessa erilaisilla bioenergiaksi soveltuvan metsäbiomassan korjuuvoimakkuuksilla. Tällä tavoin voidaan märittää se bioenergian korjuuvoimakkuus, joka tuottaa suurimman hiilitalouden nettonykyarvon ja/tai suurimman keskimääräisen hiilivaraston kiertoajan kuluessa. Laskelmat toteutetaan kahdella korkokannalla, kahdella hiilidioksidin hinnalla sekä joko vain bioenergiasta saatavat ilmastohyödyt tai bioenergian ja puutuotteiden ilmastohyödyt huomioiden. Tulosten perusteella voidaan todeta, että metsistä korjattavan biomassan korjuuintensiteettiä kasvattamalla ei aina saavuteta ilmaston kannalta edullisinta ratkaisua. Kuusen bioenergiakäytön mahdollisuuksia pidetään Suomessa kaikkein parhaimpina. Kun vain energiantuotannosta saatavat ilmastohyödyt huomioidaan, kuusen biomassan korjuun maksimointi vaikuttaakin kannattavimmalta. Mikäli tarkasteluun lisätään vielä puutuotteiden aiheuttamat ilmastohyödyt, kuusen korjuu bioenergiaksi ei enää olekaan ilmaston kannalta kannattavaa. Kuusen materiaalikäytöstä saatavat ilmastohyödyt ylittävät siis bioenergian vastaavat. Tämä tulos tarkoittaa, että biomassan korjuun lisääminen bioenergiaksi ei aina ole ilmaston kannalta edullisinta.
Subject: SMA
climate change mitigation
greenhouse gas emissions
bioenergy
carbon cycle
carbon sequestration
carbon storages
net present value
discounting
ilmastonmuutos
kasvihuonekaasupäästöt
bioenergia
hiilenkierto
hiilensidonta
hiilivarastot
nettonykyarvo
diskonttaus


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record