Metsäpolttoaineiden vesitiekuljetus proomukalustolla
Karttunen, Kalle; Jäppinen, Eero; Väätäinen, Kari; Ranta, Tapio (2008)
Karttunen, Kalle
Jäppinen, Eero
Väätäinen, Kari
Ranta, Tapio
2008
Lappeenrannan teknillinen yliopisto
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:ISBN:978-952-214-625-0
https://urn.fi/URN:ISBN:978-952-214-625-0
Tiivistelmä
Metsäpolttoaineiden käyttö kasvaa lämpö- ja voimalaitoksissa ja mahdollisissa biojalostamoissa. Metsäpolttoaineilla voidaan saavuttaa päästövähennyksiä korvaamalla päästöintensiivisempiä polttoaineita. Metsäpolttoaineen kysynnän kasvu suurkäyttöpaikoilla luo uusia vaatimuksia metsäbiomassan hankintaan. Metsäpolttoaineiden vesitiekuljetuksen sisältämiä logistiikkajärjestelmiä kehittämällä toimitusvarmuutta pystytään parantamaan ja hankintaa laajentamaan kustannustehokkaasti ja ympäristöystävällisesti. Kuljetuskokeilut antoivat uutta tietoa vesitiekuljetuksen sisältämästä hankinnasta. Lastikapasiteetti nykyisen kaltaisessa Eurooppa IIa -suurproomussa vaihtelee 1200 tonnista jopa 1800 tonniin (kosteus 40 %) riippuen tiivistymisestä ja proomun modifiointiasteesta. Metsähakkeen energiatiheys oli suurproomukuljetuksissa keskimäärin 1 MWh/i-m3, joka oli 25 % parempi kuin vertailun hakerekkakuljetuksissa. Vesitiekuljetuksen kustannukset olivat kuljetuskokeiluissa lastauksineen ja purkuineen 0,02 €/MWh/km, ollen noin 20 % ketjun kokonaiskustannuksista. Simuloinnin edullisimpien vesitiekuljetusvaihtoehtojen vaihteluvälin kustannukset olivat vastaavasti 0,013 - 0,026 €/MWh/km. Lastauksen ja purun kustannus oli 0,4 - 0,6 €/MWh ja vesitiekuljetus 0,9 - 2,0 €/MWh (100 km). Ketjun kokonaiskustannukset hakkuutähdehakkeelle vaihtelivat simuloinnin edullisimpien vaihtoehtojen perusteella välillä 10,8 - 12,1 €/MWh (30 km rekka, 100 km proomu). Kuljetusketjujen simuloinnin kustannukset osoittivat proomukuljetusketjun olevan kilpailukykyinen vaihtoehto hakerekkakuljetusketjulle kalustosta ja vuosittaisista käyttötunneista riippuen kuljetusetäisyyden ylittäessä 100 km. Kustannustehokkain ratkaisu vesitiekuljetuksessa saavutettiin pienen aluksen ja suuren kokoluokan proomuyksikön kytkyeellä. Haketus kannattaa toteuttaa ennen proomukuljetuksen osuutta metsähakkeen paremman tiiviyden ja käsiteltävyyden perusteella. Logistiikkajärjestelmiä pitää kehittää tapauskohtaisesti käyttöpaikan tarpeet ja olosuhteet huomioon ottaen. Metsäpolttoaineiden vesitiekuljetuksen sisältämän logistiikan liiketoimintamallien vertailussa arvioitiin vaihtoehtoiset ulkoistetut toimintamallit paremmaksi kuin nykyinen urakointimalli. Tämä mahdollistaa paremman metsähakkeen saatavuuden ja logistiikan tehokkuuden lastausterminaaleissa. Terminaalitoiminnot ja proomukuljetukset lisäävät uusia liiketoimintamahdollisuuksia ja mahdollistavat metsäpolttoaineiden The use of forest fuels is increasing in the heat and power plants and possible biorefineries. Emission reductions can be gained by substituting forest fuels for fossil fuels. The increased demand of forest fuels in the large-scale power plants creates new requirements to the supply of forest biomass. The procurement area of forest fuels can be enlarged and the supply secure can be improved cost-efficiently and environment friendly by developing the logistical system of waterway transport and terminal activities. Demonstrations gave new information about waterway transport of forest fuels. The load capacity of Europa IIa -barge varied from 1200 tons to even 1800 tons (moist. 40 %) depending on the compaction and modification level. Energy density was approx. 1 MWh/frame-m3 in the large-sized barge and it was 25 % higher compared to chip trucks. The cost of waterway transport (inc. loading and unloading) was 0.02 €/MWh/km to be about 20 % of total cost according to demonstration. The most cost-efficient simulated waterway costs varied between 0.013 - 0.026 €/MWh/km (inc. loading and unloading). Costs of loading and unloading varied between 0.4 - 0.6 €/MWh (belt conveyor) and long-distance waterway transport varied between 0.9 - 2.0 €/MWh (100 km). Total logistical costs of forest chips (logging residues) according to simulation varied between 10.8 - 12.1 €/MWh (30 km truck and 100 km waterway transport). The results of supply chain simulation established that the logistics of waterway transport can be more competitive than traditional truck transport of forest chips after 100 km distance. The most cost-efficiently solution of waterway transport was reached when combining small tug-boat with large-size barge unit. Chipping is worth to do before barge transport because of better density and handling of forest chips. Logistical system must be developed case-specifically and took the needs of customer and other circumstances into consideration. The alternatives business models based on customer-deliver models was estimated to be more suitable to the supply chain includes long-distance waterway transport compared to models used nowadays. New business models may provide better availability of forest fuels and effectiveness of logistics at the satellite terminals. The terminal activities and barge transports create new business opportunities and make the large-scale procurement of forest fuels possible.