Raivauksista ja harvennuksista saatavan puupolttoaineen
laatu ja sen hallinta
Juha Nurmi
Metla, Kannuksen tutkimusasema
Energiailta Kannuksessa 09.02.2012
Metsäntutkimuslaitos
Skogsforskningsinstitutet
Finnish Forest Research Institute
www.metla.fi
Esityksen kulku









27.2.2012
Laatuun vaikuttavat tekijät
Puuaineen koostumus
Varastotyypit
Varastopaikka
Varastoinnin kesto
Varastojen peittäminen
Puulaji
Kasaustavat
Aisaus
2
Puupolttoaineen laatu ja sen määrittäminen
kosteus
tuhkapitoisuus
lämpöarvo
koostumus
alkuainekoostumus
palakoko
kattilatyyppi/arina, leiju- ja kiertopeti
CHP
jatkojalostus/pelletit, briketit
biojalostus


27.2.2012
3
Laatuun vaikuttavat tekijät
Kate
Varaston sijainti: palsta/tienvarsi/käyttöpaikka
Puulaji
Vuodenaika: kevät/kesä/talvi
Tavaralaji: kokopuu/ranka/hakkuutähde/kannot
Muuta: aluspuut/kasan ladonta/aisaus/kesto/vuodenaika
27.2.2012
4
Kokopuun kemiallinen rakenne
Energiasisältö
33,83 MJ/kg
Hiili
46-59 %
147, 97 MJ/kg
Vety 5-7 %
Happi
38-42 %
Typpi 0,1-3,2 %
Tuhka 0,1-9,0 %
27.2.2012
5
Vesi
27.2.2012
6
27.2.2012
7
27.2.2012
8
Uudet tekniikat laadun edistäjinä
27.2.2012
9
Joukkokäsitellyn ja kokopuun kuivuminen palstalla
60
MTH1
50
MTH2
MTH3
MC, %
40
MTH4
MTH5
30
MTH6
20
MTH7
10
MTH8
VII
VIII
V
VI
IV
IX
Talvi
VI
VII
V
VI
VIII
MTH9
0
MTH10
60
WHT1
50
WHT2
WHT3
MC, %
40
WHT4
WHT5
30
WHT6
20
WHT7
10
WHT8
VII
VIII
VI
V
IV
IX
Talvi
VI
VII
VI
V
27.2.2012
VIII
WHT9
0
WHT10
10
Joukkokäsitellyn (MTH) ja kokopuun (WHT) kuivuminen
kourakasoissa palstalla
60
50
MC, %
40
WHT
30
MTH
20
10
27.2.2012
11
VIII
VII
VI
V
IV
Talvi
IX
VIII
VII
VI
VI
V
0
27.2.2012
12
Mäntyrangan aisausjälki
BIOENERGIAA METSÄSTÄ II
2005-2007
27.2.2012
13
Sarja1
45
Sarja3
Sarja4
40
Sarja5
Moisture content, %
Aisaus kuivumista
edistävänä tekijänä
Sarja2
Sarja6
Sarja7
35
Sarja8
Sarja9
Sarja10
30
Sarja11
Sarja12
Sarja13
25
Sarja14
Sarja15
Sarja16
7.6.
5.6.
1.6.
30.5.
28.5.
24.5.
22.5.
16.5.
14.5.
10.5.
8.5.
4.5.
2.5.
27.4.
25.4.
23.4.
19.4.
17.4.
13.4.
20
Sarja17
Sarja18
Sarja19
27.2.2012
14
Aisatun puun tienvarsivarastointi
70
FS1
60
FS2
FS3 db
50
FS4 db
FS5
40
FS6
FS7 db
30
FS8 db
FS9
20
FS10
FS11 db
10
FS12 db
0
April-05
27.2.2012
Sept-05
April-06
Jan-07
15
April-07
Sept-07
Välivarastopaikan vaikutus
polttohakkeen kosteuteen
50
45
40
Kosteus, % 35
30
25
20
Aukea
27.2.2012
Metsä
16
Kuivausajan vaikutus kosteuteen
50
45
40
Kosteus, % 35
30
25
20
1 kesä
27.2.2012
2 kesää
19
3 kesää
Puulajivertailu: mänty vs. koivu
70
Kosteus, %
60
50
Koivu
40
Mänty
30
20
10
0
21,4,2004
27.2.2012
3,8,2004
20
21,4,2005
9,9,2005
Mänty
Koivu
27.2.2012
Lähde: Core, Côté & Day, 1979
21
70
60
Kosteus, %
50
Koivu kokopuu
40
Koivu ranka
30
Mänty kokopuu
Mänty ranka
20
10
0
22,9,2003 22,1,2004 3,6,2004
27.2.2012
22
3,8,2004
Ladonnan vaikutus puun kuivumiseen
27.2.2012
23
Kosteus, %
Ladonnan vaikutus puun kuivumiseen
70
60
50
40
30
20
10
0
ristiinladottu
normaali
kasaus
30,3,2005
27.2.2012
13,9,2005
24
Varastokasan peittämisen vaikutus kokopuun
kosteuteen
60
50
Kosteus, %
40
30
20
10
0
Varaston alkukosteus
27.2.2012
Peittämättömän varastokasan
loppukosteus
25
Peitetyn varastokasan
loppukosteus
27.2.2012
26
27.2.2012
27
KATTAMISEN JA SADANNAN VAIKUTUS
HAKKEEN KOSTEUTEEN 2003 - 2006
60
700
600
50
500
40
400
Kosteus, % 30
Sadanta, mm/a
300
20
200
10
100
0
0
2003
2004
Kate
27.2.2012
Ei katetta
28
2005
Sadanta
Tuhkan määrä kokopuubiomassassa
Tuhkaa, %
2,00
1,50
11,4,2003
18,8,2003
1,00
21,1,2004
3,6,2004
0,50
27.2.2012
29
ku
ty
m
än
a
la
tv
us
i
la
tv
a
a
la
tv
u
iv
u
ko
ku
us
i
ko
ko
pu
uu
op
ko
k
ty
m
än
ko
iv
u
ko
ko
pu
u
0,00
Polttohakkeen varastointi ja laatu
27.2.2012
30
Polttohakkeen varastointi ja laatu
27.2.2012
31
27.2.2012
32
Metsähakkeen kosteus Eskolassa
60
50
40
A lähtö
B lähtö
A 1 kk
B 2 kk
Kosteus
% 30
20
10
0
A lähtö
27.2.2012
B lähtö
33
A 1 kk
B 2 kk
27.2.2012
34
27.2.2012
35
Havaintoja kokopuuraaka-aineen polttoainelaadusta
ja siihen vaikuttavista tekijöistä
Varastot pois metsän suojasta
Peitä kasat ja huolla jälkikäteen
Koivulla alhaisin luontainen kosteus
Aisauksen vaikutus marginaalinen
Tuhkan määrä ei ongelma
Hakkeena varastointi tulee pitää lyhyenä
Laadunhallinta on kosteuden hallintaa
27.2.2012
36
[email protected]
+358102113419
+358503913419
27.2.2012
37