Suomi on maailman johtava maa metsäenergian hyödyntämisessä. Viime vuosina puupolttoaineilla on tuotettu Suomessa jo neljännes energian kokonaiskulutuksesta.

Erityisesti metsähakkeen käyttö on voimakkaassa kasvussa. Metsähaketta käytetään nykyään noin 16 terawattituntia vuodessa, mutta käyttö olisi tarkoitus nostaa 25 terawattituntiin vuoteen 2020 mennessä. Tämä vastaa noin 12,5 miljoonaa kiintokuutiometriä puuta tai 31 miljoonaa kuutiometriä haketta.

Vapolla lähes kaikki metsähakkeeksi jalostettava rankapuu saadaan yksityisiltä metsänomistajilta nuoren metsän ensiharvennuksista. Ne tehdään metsän ollessa 25–40 vuoden ikäinen. Haketta tehdään myös 80–100-vuotiaasta puutavarasta, joka ei ole kelvannut saha- tai kuitupuuksi, sekä tukkipuiden latvaosien rangoista.

Puuenergiaa saadaan myös sahoilta. Sahauksen sivutuotteena syntyvää kuorta ja sahanpurua toimitetaan sahoilta suoraan voimalaitoksille ja pellettituotannon raaka-aineeksi.

Harvennuksia eli kasvatushakkuita tehdään, kun metsä on tihentynyt ja puut alkavat kilpailla tilasta, valosta ja ravinteista. Harvennuksessa osa puustosta poistetaan, jolloin jäljelle jäävien puiden elinvoimaisuus lisääntyy ja puusto järeytyy nopeammin. Harvennukset tehdään tavallisesti hakkuukoneella.

Kankaanpäässä Veneskoskella Forest Team Kuukka harventaa noin kymmenen hehtaarin suuruista metsäalaa. Viljava kosteahko kasvupaikka on sopiva kuuselle. Järeimmät yksilöt kelpaavat tukkipuuksi.

Hakkuu-urakoita Vapolle tekevä yrittäjä Jarmo Kuukka omistaa kaksi harvesteria ja kuormatraktorin sekä viljelee vajaan sadan hehtaarin viljatilaa. Puunkorjuun hän oppi isältään koulupoikana ja aloitti metsäalan yrittäjänä vuonna 1994.

Paikalla on myös harvesterin kuljettaja Esa Keskinen, jolla on harvennus- ja korjuutöistä 17 vuoden kokemus.

– Harvennushakkuut tehdään altapäin. Huonot puut kaadetaan ja parhaat jätetään pystyyn, niin että ne voivat kasvaa pituutta ja paksuutta seuraavaa hakkuukierrosta varten. Harvennetusta metsästä saadaan seuraavalla kerralla enemmän puuta kuin tiheäksi jääneestä kasvustosta, Keskinen kertoo.

Pienet oksat Keskinen karsii harvesterin kulkureitille havumatoksi suojaamaan metsän kasvualustaa ja puiden juuristoa.

– Kone laskee kuutioittain paljonko puutavaraa on hakattu. Tätä työtä ei saa tehdä hosumalla, olipa kiire tai ei. Puiden kuntoa on aina katsottava. Kaksihaarainen puu menee aina energiakäyttöön, koska isäntä ei saa sellaisesta mitään hintaa ainespuuna, Keskinen jatkaa.

Kaikki ensiharvennuksesta saatava puuraaka-aine voidaan käyttää energiapuuna. Veneskosken metsikkö jää nyt 10–20 vuodeksi kasvamaan ja odottamaan seuraavaa harvennusta. Toinen harvennuskerta ei enää tuota juurikaan energiapuuta. Silloin harvennuksessa poistetut puut ovat jo jalostukseen menevää kuitupuuta ja suurimmista rungoista saadaan jykeviä tukkipuita sahattavaksi.

Hakkuupaikalta puuraaka-aine kuljetetaan kuormatraktorilla tienvarteen ja siitä edelleen autolla terminaaliin tai sahalle. Jos puu on menossa energiakäyttöön, eri puulajien rangat voidaan koota samaan kasaan. Jos rangat menevät kuitukäyttöön, ne on lajiteltava eri kasoihin. Energiapuun korjuu on tässä mielessä tehokkaampaa kuin ainespuun korjuu.

Metsien harvennushakkuista tulevat karsitut runkopuut kuljetetaan Vapon terminaaleihin välivarastoitavaksi ja haketettavaksi. Esimerkiksi Veneskosken harvennuksista saatu puu ajetaan rekalla Vapon Parkanon Lapinnevan terminaaliin.

Vapon haketuotanto on keskitetty terminaaleihin, joita on rakennettu kattava verkosto muun muassa vanhoille turvetuotantoalueille, hyvien liikenneyhteyksien päähän.

Vapon hankintaesimies Petri Tomperi huolehtii siitä, että Lapinnevan terminaaliin virtaa raaka-ainetta koko ajan asiakkaiden tarpeita vastaava määrä.

Terminaalin haketuotanto on hankintaesimies Jussi Sivosen vastuulla. Hän huolehtii, että voimalaitosten energiahaketta koskevat tilaukset voidaan aina täyttää ja että logistiikka toimii sääoloista riippumatta. Terminaalista lähtee tavaraa talvisaikaan 5–10 kuormallista ja kesällä ehkä vain yksi kuorma vuorokaudessa.

Alihankkijat pitävät huolen varsinaisen hakkeen valmistuksesta. Metsä ja Energia Hemmilä Oy:n toimitusjohtaja Antti Hemmilä on toiminut haketusyrittäjänä toistakymmentä vuotta. Hän ajaa kuorma-autonsa terminaaliin ja sen lavalle asennettu haketuskone tuottaa haketta 250 kuution tuntivauhdilla.

Energiapuu kuljetetaan hakkuupaikalta Vapon terminaaliin ­varastoitavaksi, kuivattavaksi ja haketettavaksi. Sieltä se jatkaa matkaa voimalaitoksen hakesiiloon ja polttokattilaan.

– Arvostan terminaalihaketusta, koska haketuskonetta ei tällöin tarvitse jatkuvasti siirtää paikasta toiseen, mikä helpottaa työtä kysyntähuippujen aikana. Olen myös havainnut, että raaka-aine säilyy terminaaleissa paremmin kuivana kuin tienvarressa, Hemmilä toteaa.

Bioenergian tuotanto työllistää. Yhtiön palkkalistoilla on kymmenen miestä kesät talvet ja töitä tehdään viidellä koneella. Yksi on varakone, joka voidaan siirtää sinne missä kiire on suurin.

Kun haketus keskitetään suurehkoihin yksiköihin, polttoaineen toimitusvarmuus paranee. Haketuksia tehdään myös tienvarressa alkuperäisellä varastopaikalla suoraan autoon, jolla se kuljetetaan laitokselle.

Tienvarsihaketus on kuitenkin altis logistisille häiriöille etenkin kelirikkoaikana. Metsän keskellä puu ei myöskään kuiva, jolloin hakkeen suhteellinen kosteus jää suureksi.

– Terminaaleissa puut kuivataan pinoamalla ne korkeisiin väljähköihin pinoihin ja peitetään peittopaperilla. Pitkittäiset välipuut helpottavat ilman kiertoa ja nopeuttavat kuivumista, josta pitävät huolen aukeilla tuotantoalueilla puhaltavat voimakkaat tuulet. Talvella saatava hake on yhtä hyvälaatuista kuin kesälläkin, Jussi Sivonen kertoo.

Vanhat kuivuneet puut ja uudet tuoreet puut pidetään erillään. Kuivaneet rangat haketetaan yleensä vuoden sisällä, siinä tahdissa kun asiakas polttoainetta tarvitsee.

– Kun voimalaitos ilmoittaa tarvitsevansa haketta, urakoitsija tuo paikalle kuorma-autoalustaisen haketuskoneen ja ryhtyy töihin. Haketukseen poimitaan varastossa kauimmin ollut puuerä, Sivonen kuvaa toimintaa.

Suureen hakekasaan voi olla sitoutuneena energiaa 5 000 megawattituntia. Se on yhtä paljon kuin Tampereen Naistenlahden voimalaitos tarvitsee talvisaikaan polttoainetta vuorokaudessa. Haketusyrittäjältä tällaisen määrän työstämiseen kuluu kolme työpäivää.

Nuorehkosta rangasta tehty hake on laadukasta ja sen energiasisältö on suuri. Tällöin lopputuotteen kosteusprosentti on 30–35 prosenttia. Mikäli kosteusprosentti laskee liian alas, polttoainetta joudutaan ehkä voimalaitoksella ”huonontamaan”, etteivät voimalaitoskattiloiden petilämpötilat nouse liian korkeiksi.

Polttoon soveltuvaa energiapuuta saadaan myös sahoilta. Sahoilla on merkittävä rooli Suomen energiahuollossa, sillä puun sahauksen yhteydessä ei synny lainkaan jätettä. Kaikki sivutuotteet voidaan käyttää hyödyksi.

Esimerkiksi Tampereen Naistenlahden energiaraaka-aineesta noin 15 prosenttia koostuu erilaisista sahojen sivutuotteista kuten purusta, puunkuoresta ja puutähteistä.

Isojoella toimiva Isojoen Saha on pohjalainen perheyritys, joka ostaa puuta noin 300 000 kiintokuutiometriä vuodessa ja jalostaa siitä sahatavaraa. Saha on perustettu vuonna 1949 ja rakennettu uudelleen 1990-luvulla. Työntekijöitä on 45 ja liikevaihtoa syntyy 34 miljoonaa euroa.

– Sahauksen yhteydessä syntyvät sivutuotteet hyödynnetään joko teollisuuden raaka-aineena tai voimalaitosten energiantuotannossa, jossa ne korvaavat fossiilisia tuontipolttoaineita. Sahalla syntyy biopolttoainetta noin 70 000 kiintokuutiometriä vuodessa. Sen energia-arvo on 140 gigawattituntia, kertoo yhtiön metsäpäällikkö Mikko Peltoniemi.

Yksi kiintokuutiometri puuta sisältää noin kaksi megawattituntia energiaa ja yksi kuutiometri haketta vastaa noin 0,8 megawattituntia energiaa.

Biopolttoaineita syntyy sekä kuorimolla että tuotannon eri vaiheissa, ja etenkin kesäaikaan puun kuoren energiasisältö on erinomainen. Lämpöä hyödynnetään sekä omassa tuotannossa että Isojoen Lämpö Oy:n kymmenen megawatin lämpövoimalassa. Kaukolämpöverkkoon kytketyn laitoksen vuosituotanto on 40 gigawattituntia.

Osa Isojoella syntyneestä sahanpurusta toimitetaan Peräseinäjoelle Vapon Haukinevan pellettitehtaalle, jossa puru puristetaan pelleteiksi. Pellettejä käytetään etenkin koulujen, kirkonkylien tai teollisuuslaitosten pienehköissä lämpökeskuksissa.

Isojoen sahalla syntyy purua polttoon ja pelletöitäväksi noin tuhat kuormallista vuodessa.

Mäntsälässä uusi terminaali

Vapo on avannut Mäntsälässä uuden 100 gigawattitunnin vuosituotantoon mitoitetun haketusterminaalin, mikä tarkoittaa, että terminaalin kautta virtaa energiapuuta 50 000 kiintokuutiometriä vuodessa. Yhteistyökumppanilta vuokratun, osin asfaltilla päällystetyn alueen pinta-ala on noin kolme hehtaaria.

– Viidenkymmenen kilometrin säteellä Mäntsälästä sijaitsee useita merkittäviä puupolttoainetta hyödyntäviä voimalaitoksia, kuten Fortumin Järvenpään voimalaitos, Orimattilan Lämpö Oy:n ja Nurmijärven Sähkö Oy:n laitokset sekä Keravan Energia Oy. Myös pääkaupunkiseudulle kaavaillaan isoja puupolttoaineisiin pohjautuvia kattilalaitoksia, sanoo Vapon puuenergiajohtaja Mikko Höykinpuro.

Kaiken kaikkiaan Vapon polttoainetuotannon logistista prosessia tukee viitisenkymmentä eri puolilla maata sijaitsevaa terminaalia. Kuljetus- ja haketuspalveluista vastaavat paikalliset yrittäjät.

Puupolttoaineiden käyttö kasvaa ja uusia terminaalipaikkoja etsitään koko ajan. Erityisen hyvin tähän soveltuvat lähellä asiakasta sijaitsevat entiset tai nykyiset turvetuotantoalueet.

Mäntsälän terminaali tukee Vapon toimitusvarmuutta ja uskottavuutta yhteistyökumppanina Uudellamaalla. Aikaisemmin alueen voimalaitosten hakepolttoaine tuotettiin tienvarsihaketuksena ja se oli siten alttiina kelirikolle.

– Terminaaliverkkomme on ratkaisuna ainutlaatuinen. Ammattimaisesti pinoihin varastoituina ja suojattuina rangat kuivuvat tuulen vaikutuksesta paremmin kuin metsätien varressa, Mikko Höykinpuro toteaa.

Mitä kuivempaa hake on, sitä enemmän sen polttamisesta syntyy lämpöä ja energiaa. Höykinpuro korostaa, että suurissa erissä terminaaleissa tapahtuva hakeraaka-aineen prosessointi on edullisempaa kuin tien varressa tehtävä työ.

– Terminaalin on kuitenkin sijaittava riittävän lähellä asiakasta, etteivät kuljetuskustannukset nouse suuremmiksi kuin ratkaisusta saatavat hyödyt.

Sahauksen sivutuotteena syntyvä sahanpuru toimitetaan joko suoraan voimalaitokselle tai pellettitehtaalle.

Hakkeen viimeinen etappi on voimalaitos. Lapinnevan terminaalissa pilkottu hake ja Isojoen sahan sivutuotteet kuljetetaan seuraavaksi Tampereen Naistenlahden voimalaitokselle, joka tuottaa sähköä ja lämpöä. Heinäkuussa vuosittainen huoltoseisokki on juuri alkamassa ja hakesiilo on ajettu tyhjäksi. Seisokin ajan kaupunki lämpiää Hervannan hakelämpökeskuksen ja Sarankulman pellettilämpökeskuksen tuottamalla energialla.

Voimalaitoksen vuonna 1977 rakennettu ja myöhemmin modernisoitu kakkoskattila käyttää polttoaineenaan turvetta, haketta ja metsäteollisuuden puupohjaisia sivutuotteita. Voimalaitoksen ykköskattila käyttää polttoaineenaan maakaasua. Kantaverkkoyhtiö Fingridin tehoreserviin kuuluva kattila käynnistetään, mikäli sähkön kysyntä ylittää tarjonnan.

– Turvetta ja puupohjaisia polttoaineita käytetään tavallisesti 50/50-suhteessa, mutta vuodenajat ja polttoaineiden hinnat vaikuttavat luonnollisesti seoksen koostumukseen. Viime talvena turpeen osuus seoksessa oli hiukan yli puolet, mutta keväällä polttoainesuhde kääntyi puun eduksi, kertoo Naistenlahden voimalan ympäristöasioista vastaava energia­insinööri Laura Laaksonen.

Teollisuuden sivutuotteiden osuus puupohjaisesta polttoaineesta on 10–15 prosenttia. Aikaisemmin liian suuri puun osuus aiheutti tulistimen tukkeutumisia ja vuotoja, mutta viime kesänä asennettu rakenteeltaan harvempi tulistin poisti nämä ongelmat.

Talviaikaan polttoainetta palaa kattilassa noin 50 autokuormallista vuorokaudessa.

Puupolttoaineiden käyttö kasvaa ja uusia terminaalipaikkoja etsitään koko ajan.

Naistenlahden voimalaitokseen saapuvat puupolttoainekuormat puretaan peräpurkuna vastaanottotaskuun. Kolakuljetin siirtää hakkeen seulomoon, jossa siitä erotetaan magneetin avulla metallit. Suuret puukappaleet murskataan. Polttoainevirrasta otetaan näyte, jonka avulla määritetään kuorman kosteus ja sen sisältämä energia. Seulomon jälkeen hake siirretään kuljettimilla puusiilon kautta kattilaan.

Kesällä metsähakkeen suhteellinen kosteus saa olla korkeintaan 30 ja talvella 60 prosenttia. Eri toimittajilta tulevan hakkeen kosteus voi vaihdella suuresti. Liian kuivakaan hake ei ole hyväksi, sillä kattilan petilämpötila nousee tuolloin liian korkealle. Tällöin puun ja turpeen seossuhdetta joudutaan säätämään. Kuivaan hakkeeseen liittyy myös pölypalon vaara.

– Haketuksessa käytettävien hakkureiden on oltava kunnossa, sillä pitkät oksat ja muut suuret kappaleet voivat tukkia ja pysäyttää koko prosessin. Hiekka ja multa hakkeen joukossa lisäävät tuhkan määrää. Vihreät lehdet ja neulaset puolestaan sisältävät kattilarakenteita vahingoittavaa klooria, Laaksonen kertoo.

Voimalaitos tilaa Vapolta energiaa eli megawattitunteja, jotka muutetaan kuormiksi päivää kohden. Kuormien määrä perustuu laskennalliseen energiasisältöön. Puu- ja turvepohjaisen energian suurimpana riskinä Laaksonen pitää suurta rekkaliikenteen jumittavaa kelirikkoa. Toimitusvarmuuden takia polttoaine ostetaankin useammalta eri toimittajalta.

Terminaalissa varmempaa

Tampereen Energiantuotanto Oy varmistaa kaukolämmön tuotannon panostamalla vaihtoehtoisiin polttoaineisiin. Jos yhden energiaraaka-aineen saanti vaikeutuu tai hinta nousee, se voidaan aina vaihtaa toiseen. Yhtiön kehityspäällikkö Timo Heinonen sanoo, että etenkin puuraaka-aineen toimituksiin metsästä liittyy tietty epävarmuus, toisin kuin esimerkiksi turpeeseen, jota on varastoitu tuotantopaikoille suuriin kasoihin kuljetuksia odottamaan.

– Puuraaka-aineen saatavuutta varmistamme omilla ja raaka-ainetoimittajien terminaalialueilla, joihin puuta varastoidaan 2–4 kuukauden tarvetta varten. Polttokauden puupolttoaineet ovat käytännössä kokonaan joko pienterminaaleissa tai teiden varsilla. Etenkin viikonlopun toimitusten varmistamiseksi puuta on järkevää varastoida lyhyen matkan päähän sähkölaitoksen omaan terminaaliin, Heinonen sanoo.

Toimitusten riskit liittyvät Heinosen mukaan metsässä puun korjuupaikan lähellä tapahtuvaan haketukseen ja valmiin hakkeen kuljetukseen tilaajalle etenkin kelirikkoaikana. Terminaalissa toiminta on varmempaa: rikkoutuneen haketuskoneen tilalle voidaan puolessa päivässä siirtää korvaava kone toisesta terminaalista. Myös voimalaitoksen vastaanoton häiriöt voivat sekoittaa polttoaineiden logistiikkaketjun.

Tampereella haketta ja puutähteitä käytetään polttoaineena paitsi Naistenlahden voimalaitoksen kakkoskattilassa myös elokuussa 2015 käyttöönotetussa Hervannan lämpökeskuksessa. Puuta palaa talvivuorokautena peräti 45 rekkakuormallista. Sarankulmassa toimii puolestaan maamme suurin pellettilämpökeskus.

Kirjoittaja: polte

Numero: 3/2015