Metsävarat ja puunhankinta

Mitä tiesit puunhankinnasta jo aiemmin?

Oletan tässä osiossa, että kaikki luennolla käytävät asiat liittyvät kysymykseen (näinhän asia varmaan onkin, mutta en ole täysin varma). Puukemian kurssilla on käyty läpi luennon alkupään juttuja (dia 24 asti). Alkupään määritelmät olivat ennestään jo tuttuja. Kuituraaka-aineet osion sisällys oli myös suurimmalta osiltaan tuttu, esim. ryhmittely, havupuut massanvalmistuksessa ja lehtipuut massanvalmistuksessa. Puunrakenne osio oli suurimmalta osiltaan jo tuttua, mutta oli tietenkin hyvä kerrata.

Tiesin puunhankinnasta jo, että Suomessa käytetään PEFC- ja FC-metsäsertifiointia, josta PEFC on yleisempi. Muistaakseni UPM Pietarsaaren vierailulla mainittiin, että sen (PEFC) ansiosta Suomen puusto on lisääntynyt aiemmasta. Tiedossa oli jo myös, että hakkuukertymän tilastoissa mänty on ensimmäinen ja toisena on kuusi. Puukauppatavarasta tiesin, että metsänomistaja voi itse suoraan myydä puuta tai välikäden kautta (joku muu hakkaa metsästä puutavaraa). Kalvoissa ja tunneilla ei muistaakseni mainittu, että myös yrityksellä on metsää, jota käytetään raaka-aineena, puukauppatavara toimii varmaankin samalla periaatteella.

Leimikon suunnittelusta tiesin sen, että metsästä rajataan/merkitään alue, joka raivataan. Korjuun suunnittelusta oli pientä kuvaa, että suunnitellaan missä korjuu tapahtuu, milloin ja että, eri puilla on eri hakkuuajat. Itse hakkuusta tiesin, että puiden ollessa ns. kypsiä ne hakataan. Hakkuun jälkeen annetaan puiden olla ja lehtien varista, sitten puutavara kuljetetaan vararastointiin (puukasoja, mitä näkee tienvarsilla joskus). Eli tiesin vain että ensin on metsää ja sitten puut ovatkin jo varastoinnissa ja muutama puu jää vielä pystyyn.

Mitä uutta opit

Mitä uutta opit – kysymykseen vastaan sen mukaisesti mitä opin tunneilla eikä itse tutkiskelemalla.

Puun hankinta osiossa uutena taisi tulla mitkä puunosat määritellään tukkipuuksi (latvaläpimitta yli 15cm), kuitupuuksi (latvaläpimitta 6-15cm) ja latva (latvaläpimitta alle 6cm). Sekä biomassojen prosentit: Kanto ja juurakko (25%), runko-osa (55%) ja latva, oksat, neulaset (20%). Puun biomassaa on kaikki puun osat (tietysti) ja rungon käyttöpuu on runko ilman kantoa, latvaa, oksia ja neulasia sekä 55-65% puun biomassasta on rungon käyttöpuuta. Ainespuuksi määritellään mikä tahansa raakapuu, jota on taloudellisesti kannattavaa jalostaa ja raakapuu edelleen jaotellaan puulajeittain, esim. haapatukki ja kuusikuitu. Aiemmassa diassa oli tukin latvaläpimitta yli 15cm, mutta tämä vaihtelee ilmeisesti puulajin mukaan: mänty (15cm) ja kuusi (16cm). Diassa mainitaan myös, että sahatukit ovat pääasiassa kuusta, mäntyä tai koivua. Näin asia on varmaankin suomessa, sillä onhan maailmalla muitakin puita. Luennolla määriteltiin kuitupuu sellun, hiokkeen, hierteen tai puukuitulevyjen raaka-aineeksi. Kuitupuun läpimitta mainittiin aikaisemmin, mutta pituutta ei (2,5-5,5m). Kuitupuuksi katkotaan puusta osat, jotka eivät täytä tukin määritelmää, mutta määritelmältään vastaa kuitupuun mittoja. Energiapuuta taas on loppuosa puusta, joka ei vastaa kuitupuun tai tukkipuun määritelmää (mm. kanto, hakkuutähde ja juurakot).

Kuituraaka-aineet oli suurin piirtein tuttu, mutta hieman oli jo päässyt parissa vuodessa unohtumaan, joten kertaan. Kuituraaka-aineet sellun- ja paperin valmistukseen luokitellaan: havupuut, lehtipuut ja muut kuin puista peräisin olevat kuidut. Muut kuin puista peräisin kuidut ovat myös yksivuotisia kuituraaka-aineita jos oikein ymmärsin. Sellun raaka-aineena käytetään eukalyptusta, akaasiaa ja koivua sekä haapaa koivun kanssa. Yleisemmin haapaa kuitenkin käytetään BCTMP valmistuksessa. Metsäfibren sivujen mukaan BCTMP-massaa hyödynnetään paperin-, kartonki- ja pehmopaperinvalmistuksessa tuomaan parempaa bulkkia ja jäykkyyttä selluun verrattuna. Hieno- ja aikakausilehtipapereihin saadaan vaaleus, bulkki ja sileys korvaamalla mekaaninen massa BCTMP:llä. Sellua valmistetaan havupuista (mänty, kuusi) yleensä sulfaattimenetelmällä, sopivat myös mekaanisen massan raaka-aineeksi. Mekaanisen massan valmistukseen käytetään kuusta (ja aiemmin mainittu mänty) ja kemiallisen massan valmistukseen koivua, kuusta ja mäntyä. Kuituraaka-aineissa käsiteltiin myös havupuut ja lehtipuut massan valmistuksessa. Mekaanisen massan valmistuksessa havupuut soveltuvat hyvin hiontaan ja hiertoon (?). Pohjoismaissa käytetään kuusta raaka-aineena (parhaita) ja muualla maailmassa mänty on yleisempää. Sellunvalmistuksessa taas on toisinpäin: mänty on yleisempää, mutta myös kuusta käytetään. Havupuut eivät eroa kemialliselta koostumukseltaan merkittävästi toisiltaan vaan erot ovat uuteaineiden määrässä ja koostumuksessa. Männyn ja kuusen kiertoaika on 60-100 vuotta, ensiharvennus tehdään 30-40 vuotiaana ja kuivatuoretiheys on 400-440 kg/m3.  Lehtipuissa koivu on yksi pitkäkuituisin ja runsaskuituisin, kun taas haapa maailmassa yksi laajimmalle levinneistä. Koivua käytetään enimmäkseen valkaistavaan sulfaattimassaan ja haapaa BCTM-massan valmistukseen.  Koivu on hakkuukypsä 30-60 vuotiaana (tukkipuu 80 vuotta), haavan kiertoaika on 40-50 vuotta (kuitupuu 20-30 vuotta). Koivun kuivatuoretiheys on yli 600 kg/m3 kun taas haavan on noin 450 kg/m3. Kuidutuksen kannalta merkittävimpiä puun ominaisuuksia oli lueteltuna monia, mutta mainitsen vain muutaman: puulaji, tiheys, kemiallinen koostumus ja kuituominaisuudet.

Vaikka puun rakenne osio oli suurilta osin tuttu, tuli vastaan muutama huomautus, jota en muista ennen kuulleeni. Diassa18 mainittiin, että ”erilaiset ominaisuudet paperinvalmistuksessa”, aikaisemmin kuitenkin mainittiin ”kuidutuksen kannalta merkittävimmät puun ominaisuudet”, jossa asiaa jo hieman käytiin läpi. Diassa19 mainitaan, että sydän puu ei ole tarpeellista puun toiminnalle ja voidaan vaikka poistaa. Mikä olisi uusi asia jos on näin, kuitenkin muistaakseni sydänpuu sisältää uuteaineita ja tekee puusta kestävän tms. TKK luentokalvoista löytyy tietoa sydänpuupihkasta (muodostuu sydänpuun muodostumisen seurauksena, jolla on päätehtävänä mm. sienituhoaineena ja vastustaa puun lahoamista). Uutena sydänpuusta tuli, että kemikaalit imeytyvät huonosti ja sen uuteaineet häiritsee valkaisuprosessia (selittää miksi koivua käytetään valkaistuun) sekä että mekaanisen massan valmistuksessa alhainen kosteustekijä on haittatekijä. Puun kuoresta uutta oli, että puun kuivuminen ja jäätyminen vaikeuttaa kuorimisprosessia (vaikka jälkeenpäin aika ilmiselvää), jonka seurauksena kuoripitoisuus hakkeessa on suurempi. Opin myös että puun kuoren vaikutus lujuusominaisuuksiin on vähäinen. Nuorpuusta uutta oli sen vaikutus puun teknisiin ominaisuuksiin. Dian22 kuvista päätellen solun pituus, seinämän paksuus, kesäpuuosuus, kuiva-tuoretiheys, lujuus ja selluloosapitoisuus ovat pienempiä kuin aikuispuussa ja nämä ominaisuudet ovat ns. haluttuja ominaisuuksia. Kun taas mikrofibrillikulma, pituussuuntainen kutistuma, ligniinipitoisuus ja hemiselluloosapitoisuus ovat suurempia kuin aikuispuussa ja nämä ovat ominaisuuksia, joita ei haluta. Lyhyesti sanottuna nuorpuussa on ominaisuuksia joita ei haluta ja aikuispuussa on. Puun rakenne osion loppuosasta uutta oli vain, että oksan tyvi (puun epäsäännöllisyys) heikentää lujuusominaisuuksia ja vaaleutta sekä vähentää ominaisnergiankulutusta.

Puun varastointi oli täysin uutta asiaa, joten yritän tiivistää omin sanoin. Ilmeisesti paras varasto on kasvava metsä ja hakatun puun varastointi vaikuttaa massan vaaleuteen negatiivisesti. 5-7 päivän pyöreän puun varastot riittävät takaamaan häiriöttömän puuhuollon (prosessi kulkee sujuvasti?), mutta kuitenkin on tehtaita joissa on 1-3 päivän varastot ja lisäksi saman verran hakevarastoja. Vaikka kyseessä onkin samaa puulajia, on laatutekijöiden hallinta lähes mahdotonta. Massan laatuvaihtelua voi kuitenkin minimoida: käyttämällä tuoretta puuta, ei sekoiteta eripuulajeja, eri leimikoiden puueriä ja puusortimenttejä (lajitelma, lajivarasto?) keskenään, puut lajitellaan iän, halkaisija tai kasvunopeuden mukaan sekä hyvät puunkäsittelyoperaatiot (kuljetus, kuorinta ja haketus, seulonta). Minimoinnilla pyritään saamaan mahdollisimman homogeenin raaka-aine. Puuta voidaan varastoida pöllinä tai hakkeena. Pölleinä varastoitaessa vesivarastointi on laadunkannalta parempi kuin maavarastointi ja kylmävarastoinnilla pidetään ns. tuoreena puu. Puun pitempiaikaisempi varastointi hakkeena ei ole suotavaa sillä puussa tapahtuvat muutokset ovat moninkertaiset verrattuna pöllivarastointiin (puun ulkoinen pinta kasvaa?), hakekasan lämpötila ja kosteus on suotuisa mikro-organismien toiminnalle, hake kuivuu nopeasti (voi kastella ennen jauhatusta ja keittoa), kuitenkin sen liiallinen kastelu aiheuttaa värivaurioita ja muuta vahinkoa puulle sekä puuaineen saanto on vähäisempää kuin pöllivarastoinnissa. Puun kuivuminen varastoinnin aikana heikentää massan lujuusominaisuuksia: kuitujen katkeilu ja uuteaineisen määrä pienenee (lujuutta alentavien, johtuu myös varastoinnista). Kuidutusominaisuudet saadaan kuitenkin parannettua kastelulla. Puun kuivuminen vaikuttaa mekaanisen massan valmistuksen saantoon, kahden vuoden varastointi pienentää 8-10%. Diassa31 on pari kuvaajaa, ensimmäisessä on varastoinnin vaikutus hiokkeen vaaleuteen, kuvaajasta näkyy kuinka 12kk varastointi alentaa vaaleutta 60%, sen ollessa 0kk kohdalla 67%. Toisessa kuvaajassa on varastoinnin vaikutus kuumahierteen vaaleuteen. Ensiksi on kuusi (pölli), jonka vaaleus on noin 63%, 6kk kuukauden jälkeen noin 57% (aleni puoleen tuoreen palkista). Toiseksi on mänty (hake), joka metsätuoreena oli noin 63% ja 3 kuukauden varastoinnin jälkeen noin 52% (laski 1/6 tuoreen palkista). Vaikka lajit eivät ole samoja, kuvaajasta näkyy selvästi kuinka pölli varastointi on kannattavampaa verrattuna hakevarastointiin ja ylivoimaisesti paras on metsätuoreus. Aiheesta oli jo aikaisemmin, mutta kuvaajasta näkyi selvästi eri varastointitapojen erot.

Puunhankinta oli oikeastaan myös uutta tietoa, tilastoista tuskin tarvitsee kaikkia määriä kirjoittaa. Puuston kokonaisuustilavuus on 2,4 mrdm3 (2008 2,2, 1920 1,4). Vuotuinen kasvu vaihteluvälillä 2009-2013 oli 105,5Mm3 ja edellisen 4 vuoden välillä oli 99,5Mm3. Aines- ja energiapuun kertymän runkotilavuus on noin 81 Mm3/a ja sen arvioidaan nousevan 86 Mm3/a välillä 2021-30. Hakkuukertymä oli vuonna 2015 63,7Mm3 (ainespuu 54,5, energiapuu 9,2). Hakkuun ja kertymän erotus on 17Mm3, mikä selittääkin kasvun. Hakkuukertymistä uutta olivat määrät (lajit tiedossa) ja että kuitupuulla on enemmän kertymää kuin tukilla (en oikeastaan ajatellut ennen eroa, vain että x puuta hakataan). Suurin kestävä kertymän arvot myös uusia (lajit ei), en myöskään raakapuun maahantuonnin määrää (9,1Mm3). Metsäteollisuuden puunkäytön prosentit olivat uutta (tarkat luvut). Ei ole myöskään tullut ennen tarkastelua diassa36 olevia lukuja, jopa hieman yllättävää, että tuontia käytetään noinkin ”paljon” vaikka metsää riittäisi. Diassa38 on puunhankintaketju, jonka en ole ennen ajatellut olevan noin ”monimutkainen”. Vaikkei ketju avaudukaan täysin, saa siitä kuitenkin pääpiirteet selville ja luennolla on käyty samoja asioita. Puukauppatavat olivat pääpiirteittäin selvillä (metsänomistaja suoraan myy tai välikäden kautta). Termit eivät kuitenkaan olleet selvillä: pystykauppa = ostaja hakkaa ja kuljettaa puut, hankintakauppa = myyjä hakkaa ja kuljettaa. Tukkipuussa on kannattavampaa pystykauppa, kuitupuussa hankintakauppa. Diassa40 luetellaan ainespuunhintoja, joista edellinen lause käy selväksi. Olin tietoinen, että leimikon suunnittelu olemassa, mutten tiennyt kyseistä sanaa enkä mitä tarkemmin sisältää. Leimikko on hakattavaksi leimattu metsäalue. Leimikon suunnittelua käytetään puukaupan ja korjuun suunnittelun avuksi. Leimikon suunnittelussa määritetään leimikon rajat, puutavarakertymä ja hinnoitteluperusteet. Leimikon suunnittelu ilmeisesti tehdään silloin kun on päätetty myydä eli se on ensimmäinen askel myynnissä. Leimikon suunnittelussa määritetään hakkuutarve metsänhoidollisin perustein (millainen puusto, ajoitus jne.). Suunnittelu pitää ilmeisesti sisällään myös hakkuutavan ja millainen hakkuu pitää tehdä (avohakkuu, kaistalehakkuu jne.). Korjuu taas on tuotantoketjun ensimmäinen vaihe. Korjuun suunnittelussa katsotaan, että tuotantolaitos saa tilauksensa oikein (oikea määrä, laatu aika). Korjuun suunnittelu voidaan jakaa kolmeen tasoon: Strateginen suunnittelu, tuotantojaksosuunnittelu ja operatiivinen suunnittelu, jonka ala-alueet eivät oikein avaudu. Suomessa korjuuseen käytetään yleensä tavaralajimenetelmää ja jonkin verran osarunkomenetelmää. Harvesteri sekä kaataa, karsii että katkoo puut metsässä (taloudellinen arvo maksimoituu, halvempaa näin=ei välivaiheita lisää?). Harvesteri mittaa jokaisen puun läpimitan ja pituuden, ilmeisesti mittatiedot leimikollekin jotenkin mitataan. Kuormatraktori kuljettaa kaadetut puut tien varteen, josta ne kuljetetaan joko rekalla, junalla tai vesitse. Diassa45 näkyy, että suurin osa kuljetetaan rekalla, noin 20% junalla ja pari prosenttia vesitse.

Mistä haluaisit lisätietoa, mistä sitä löytyy? Etsi.

Samalla kun kirjoitin opintopäiväkirjaa, listasin ylös muutamia asioita, jotka jäivät askarruttamaan. Ensimmäisenä tuli erikoispuu ja muu puu, määritelmä ei täysin avautunut (että mikä puun osa ja onko kotitarvepuu omasta metsästä jne.). Wikipediasta löytyikin, että erikoispuu onkin mm. pylväissä pitempi kuin tukki ja latvaläpimitta on vähintään 17cm ja erikoispuuta käytetään mm. hirsien raaka-aineena, pylväinä (esim sähkö) ja jalopuu. Muu puu on puuseipäät ja puukepit, puusäleet ja tuontihake.

Seuraavaksi mietin mitä hionta ja hierto mekaanisen massan valmistuksessa ovat. Hionta ja hierto ovat kaksi tapaa tehdä mekaanista massaa. Hionnassa painetaan raaka-ainetta pyörivää hiomakiveä vasten. Hierteessä hake syötetään levyjauhimien väliin, jossa se jauhautuu massaksi. Tämä prosessi varmasti tulee luennoilla myöhemmin esille, joten en alkanut sitä suuremmin pohtimaan, sillä sain pääpiirteittäin asiasta selkoa.

Mietin myös miksi pohjosmainen kuusi on parhaita mekaanisen massan raaka-aineita ja mäntyä on yleistä muualla maailmassa. Asia tosin selittyi katsomalla kuusen esiintymisaluetta, sitä esiintyy lähinnä pohjoismaissa ja siitä hieman alaspäin. Muuta selitystä en oikein asialle löytänyt (mänty on laajemmin levittynyt). Tai toinen on, että mänty parempi vaihtoehto prosessin ja tuotteen kannalta (Suomessa haetaan eri ominaisuuksia).

Hakkeena varastoitaessa löytyi kohta, jossa mainittiin, että puun ulkoinen pinta kasvaa. En kuitenkaan tästä löytänyt oikein selitystä. Pohdin myös miksi joillain tehtailla on 1-3p varastot ja pitäisi olla 5-7 varastot, mutta samaan aikaan puhutaan siitä kuinka 2 vuoden varastointi vähentää saantoa 8-10%. Onko osilla tehtailla pienemmät varastot ja osilla on näinkin suuret. Vai ovatko puut varastoinnissa pitkä, koska niillä ei ole ns. tarvetta (jotain erilaista puuta kuin tavallinen). Pohdin myös onko tuontipuu jotain erikoispuuta. Löysin kuitenkin jonkun kuvaajan, missä näkyi että tuontipuut ovat samaa mitä metsästä saa.

Voisin laittaa tähän loppuun lyhyen pohdinnan. Asiat, jotka jäivät mietityttämään olivat loppujen lopuksi aika pieniä ja eivät sinällään vaikuta kokonaiskuvan ymmärtämiseen. Itse luennon aihekin tuntui sellaiselta, jota ei välttämättä tarvitse täysin ymmärtää, kunhan ymmärtää kokonaiskuvan ja sen vaikutukset myöhempään prosessiin. Tietenkin jos päätyy työskentelemään tällä osa-alueella, pitäisi ymmärryksen olla parempi. Luennolla oli myös puunominaisuuksia, jotka vaikuttavat massaan, tämä olisi se osa-alue joka on massan valmistuksessa hyödyllinen ja hyvä osata. Aiheen tutustumisen jälkeen itselle jäi kokonaiskuvan ymmärrys, muttei halua oppia koko prosessia täysin kokonaisuudessaan.

Analysoi myös metsätehon koetta. Oliko hyvä lisä opetukseen?

Saimme metsätehon kokeesta 129 pistettä eli 88 % oikein, mikä on mielestäni varsin hyvin ottaen huomioon millaisia kysymyksiä kyselyssä oli. Suurin osa oli kysymyksiä, jotka pystyi maalaisjärjellä päättelemään. Jotkut kysymykset käsittelivät asioita, joita ei vain pystynyt päättelemään vaan piti arvata, esim. ajourien leveys ” Ajourien leveys kasvatushakkuuleimikossa saa olla Tapion metsänhoitosuositusten mukaan 4,5-5 metriä”. Seassa taisi olla myös muutama kysymys, jossa kysyttiin mitä lakinumero x tarkoittaa, mutta ne oli muotoiltu muotoon, josta voi hieman päätellä mikä voisi olla oikein. Mukaan mahtui myös hieman erikoisesti muotoiltuja kysymyksiä, joista ei vain ymmärtänyt mitä haetaan. Parhaiten kuitenkin mieleen jäi kysymys ” Mikä on yksikkökustannuksiltaan (€/m3) edullisin kaukokuljetusmuoto?”, sillä oikea vastaus oli autokuljetus. Olin aivan varma, että kyseessä oli aluskuljetus, sillä muistan lukiossa samankaltaisen kysymyksen. Myöhemmin mieleen kuitenkin muistui, että kyseessä oli mikä oli ympäristöystävällisin ja tietty kuljetusmatka oli tietyllä välineellä ympäristöystävällisin.

Metsäteho kyselyn tekeminen oli varsin mielenkiintoista, sillä piti pohtia nykyisen tiedon pohjalta (ei paljoa mitään) mikähän oli oikea vastaus. Osissa kysymyksissä ei paljoa mennyt aikaa ja osissa sen sijaan taas meni. Oli mukavaa tehdä kysely parin kanssa, sillä sai yhdessä miettiä asioita ääneen. Kyseli oli tarkoitettu tehtäväksi materiaaliin tutustumisen jälkeen, mutta tunnilla tehtiinkin toisinpäin. Toisinpäin teko olikin mukavaa, koska kyselyn pystyi tekemään rauhassa eikä asenteella ”tämä pitäisi jo tietää”. Aiheesta sai hyvin irti itse tekemällä ja lopuksi näkikin missä meni väärin. Kysely oli tietenkin pitkä eikä muistanut enää mihin oli vastannut oikein.

Mielestäni tämä oli hyvä lisä opetukseen perinteisen luennon kylkeen. Itse opin kuitenkin parhaiten itse tutustumalla aiheeseen. Tutustumalla aiheeseen selviää myös mitkä asiat jäävät pimentoon ja näitä asioita voi kysellä myöhemmin. Luentopäiväkirjan teon ja metsätehon materiaalin tutustumisen jälkeen olisi hauska kokeilla kuinka paljon tulosta saa parannettua. En taida kuitenkaan ilmoittaa tulosta, sillä voihan käydä niinkin ettei tulos paranekaan. Saimme kuitenkin 88 % oikein mikä olisi jo hyvä tulos materiaaliin tutustuneelle.