Poppelodling och skogsskötsel för framtidens bränsleråvara

Transkript

1 Bränsleprogrammet Syntes Tillförsel Poppelodling och skogsskötsel för framtidens bränsleråvara Ioannis Dimitriou SLU

2 Allmänt om Området - Poppel Omfattningar och Avgränsningar Forskningsområdet bidrar till att öka produktionen av biomassa på åker- och skogsmark med intensiv odling av snabbväxande träd (Oljekommissionen, 2006; MINT-utredningen, 2009; Regeringskansliet, 2010) Innefattar forskning som syftar till en bredare implementering av konkurrenskraftiga storskaliga intensiva poppel och hybridasp odlingar på åker- och skogsmark i hela Sverige

3

4 Allmänt om Området - Poppel Områdets plats i Sveriges Energisystem Befintliga arealer odlat med poppel och hybridasp är små (poppel: 1200 ha, hybridasp: 325 ha, 2013) För 1 TWh kommer behövas ca t ha med poppel Tillgängliga arealer finns (både åkermark och skogsmark - t ex MINT: minst 0.4 m ha åkermark; skogsmark med ståndortsindex > G 30 ca 2.5 m ha (södra och mellersta Sverige); om G 26 och T 26 kan odlas, ca 5.6 m ha (i hela Sverige) men att odla poppel intensivt och i stor skala i Sverige är (relativt) nytt! Det saknas fortfarande kunskap för att nå potentialen! (satsningar behövs på F o U, information om/och praktiska lösningar)

5 Poppelrelaterade syntes Baserad på 12 finansierade projekt från Energimyndigheten (6 ämnesområde, överlappning mellan de olika områden sker!) men tar hänsyn till andra pågående och nyligen avslutade projekt från andra svenska finansiärer

6 Ämnesområde Poppel Odlingsmaterial (Plant material) Etablering (Stand establishment) Skötsel (Management) Tillväxt och teknisk utveckling (Productivity, technical development) Skador (Diseases and damage) Miljöpåverkan (Environmental effects)

7 Odlingsmaterial Improved plant material of hybrid aspen and poplars, Lars-Göran Stener More and better biofuel with fast-growing hardwoods in Swedish forests, Urban Nilsson Development of effective protocols for micropropagation of Populus trichocarpa, Anneli Adler The Swedish poplar network - testing poplar clones through participatory research, Almir Karačić Tree species trial with emphasis on biomass production, Lars Rytter Wood based energy systems from Nordic forest (ENERWOODS), Nordisk Energiforskning - Skogforsk och Sydsvensk skogsvetenskap, SLU deltar Odling av högproducerande trädslag för miljövänlig energiproduktion (The cultivation of high yielding species for green energy), Håkan Schüberg (Jämtlands läns landsting, EU, Fortifikationsverket, Skogsstyrelsen och Jämtkraft, Sparbanksstiftelsen, Norsk budget). SnowTiger - High productive and climate adapted poplar clones for the energy and forestry sector in Baltic Sea region, Almir Karačić (Swetree Technologies SLU) Etablering Establishment of poplar stands on grassland in Uppland using long poles, Almir Karačić Establishment of Populus and Hybrid aspen for bioenergy use on forest land, Karin Johansson More and better biofuel with fast-growing hardwoods in Swedish forests, Urban Nilsson Cost-effective establishment of poplar, Lars Rytter (Skogssällskapet) SnowTiger, Almir Karačić (Swetree - SLU): Etablering av poppel med plantor och sticklingar på olika typer av marker i Sverige och Östersjöregionen, Almir Karacic Anneli Adler (Eurostars) Wood based energy systems from Nordic forest (ENERWOODS), Nordisk Energiforskning - Skogforsk och Sydsvensk skogsvetenskap, SLU deltar Etablering av poppel på skogsmark betydelsen av markens egenskaper med fokus på ph-värdet, KSLA - Karin Johansson

8 Skötsel More and better biofuel with fast-growing hardwoods in Swedish forests, Urban Nilsson Growing poplars on farmland impact on soil carbon and leaching, and effect of fertilization, Ioannis Dimitriou Poplars on agricultural land - model studies for volume and biomass estimations for different management practices and the effect on stump shoot growth after fertilization, Ioannis Dimitriou Sustainable production of hybrid aspen after harvest, Lars Rytter Wood based energy systems from Nordic forest (ENERWOODS), Nordisk Energiforskning - Skogforsk och Sydsvensk skogsvetenskap, SLU deltar Bio energy production in birch and hybrid aspen after addition of residue based fertilizers establishment of fertilization trials, Värmeforsk, avslutad Gunnar Thelin) Ash based fertilization in young stands of birch and hybrid aspen, finansierad av Värmeforsk, avslutad - Gunnar Thelin) Tillväxt och teknisk utveckling Tree species trial with emphasis on biomass production, Lars Rytter Studies on dry weight of roots and stumps of poplar, sprout and sucker development and volume production, Tord Johansson Poplars on agricultural land model studies for volume and biomass estimations for different management practices and the effect on stump sprouts after fertilization, Ioannis Dimitriou Wood based energy systems from Nordic forest (ENERWOODS), (Nordisk Energiforskning where Skogforsk and Sydsvensk skogsvetenskap, SLU participate) Sustainable production of hybrid aspen after harvest, Lars Rytter More and better biofuel with fast-growing hardwoods in Swedish forests, Urban Nilsson Produktionsmätningar i diverse hybridasp- och poppelbestånd (finansierad av SLU och Swetree Technologies, Lars Christersson)

9 Skador Importance of root rot in aspen, hybrid aspen and poplar, Jonas Rönnberg Establishment of Populus and Hybrid aspen for bioenergy use on forest land, Karin Johansson Improved plant material of hybrid aspen and poplars, Lars-Göran Stener Establishment of poplar stands on grassland in Uppland using long poles, Almir Karačić Natural browsing protection for sustainable biomass production from poplar plantations, Jens Peter Skovsgaard Mooses feed and health /Sydälg, Annika Felton, support: Viltvårdsfonden, Södras Stiftelse Miljöpåverkan Growing poplars on farmland impact on soil carbon and leaching, and effect of fertilization, Ioannis Dimitriou Investigation for a Swedish research program on the genus Populus, Lars Rytter Soil chemistry and C and N sequestration in plantations with fast-growing tree species, Lars Högbom & Rose-Marie Rytter Bio energy production in birch and hybrid aspen after addition of residue based fertilizers establishment of fertilization trials, finansierad av Värmeforsk, avslutad 2011, Gunnar Thelin Ash based fertilization in young stands of birch and hybrid aspen, finansierad av Värmeforsk, avslutad, Gunnar Thelin

10 Vad har man hittat än så länge? Odlingsmaterial: det kommersiella odlingsmaterialet för åkermark blir mer odlingssäkert, men de slutliga resultaten om poppel vs andra arter och om poppel på skogsmark dröjer; tydliga rekommendationer förväntas Etablering: på skogsmark effekt på grund av marktyp och markberedning, men stor variation mellan olika skogsmarker (nya resultat kommer); mer tid krävs för utvärdering av poppel på betesmark Skötsel: osäker om gödslingen har effekt och hur stor (nya resultat ska kanske göra det tydligare); markberedning gör en skillnad som är svår att kvantifiera (nya resultat kommer) Skador: skillnader i betningsbenägenhet mellan kloner; arealstorlek och bra arrondering påverkar; rotröta är ett problem men svårt att kvantifiera hur stora skadorna ska vara Miljöpåverkan: poppel bättre än andra konventionella åkergrödor när det gäller nitrat utlakning; osäkra slutsatser om ökade kol i marken (verkar vara mycket beroende på tidigare användning, jordtyp, ålder)

11 Utmaningar Områdets plats i Sveriges energisystem Vad saknas för att det ska bli verklighet? Vilka är de prioriterade forskningsfrågorna/ behoven framöver? Behov av koordinering mellan utförare?

12 Vad saknas för att det ska bli verklighet? Det saknas kunskap!

13 Vad saknas för att det ska bli verklighet? Kommersiella kloner med genetiska egenskaper lämpliga för hela Sverige och för alla tillgängliga marktyper Praktisk hjälp till ägare: vad ska odlas var? och hur ska man etablera/plantera? (planteringsförband för olika mål och förutsättningar osv). Och när ska man skörda? Det finns mycket gjort men t ex odlingsmanualer saknas! Exempel: Ska man gödsla?... kanske bara i dåliga jordar? kanske bara när vissa kloner odlas? kanske flera gånger innan skörd? kanske bara i början? kanske inte i början? kanske inte alls? Är gödsling ekonomiskt försvarbar? Odlingssäkerhet (även kopplad till klimatförändringar): minska viltbetnings och sork problematiken, resistens mot gamla och nya patogener och klimatisk adaption i ett varmare klimat i Sverige Beslutstödsmetoder för att maximera tillväxt (intensifiering) men även optimera andra nyttor (t ex landskapsbild, miljötjänster)

14 Vilka är de prioriterade forskningsfrågorna/behoven framöver?

15 Identifierade forskningsfrågorna/behoven framöver? Kommersiella kloner med genetiska egenskaper lämpliga för hela Sverige och för alla tillgängliga marktyper - Nytta till ägare Skötselsystem mot olika slutprodukter: Hur ska man plantera? När ska man skörda? Planteringsförband för olika mål och förutsättningar: vilken är den rätta taktiken när man planterar? (kopplingar till maximal flexibilitet när skörden närmar sig och ekonomi för att utvärdera om biologin verkligen fungerar) - Nytta till ägare, slutanvändare Kan man designa odlingssystem för att producera båda bioenergi och virke från ett bestånd? (och tidig avkastning för lantbrukaren)? - Nytta till ägare, slutanvändare Ska man gödsla? Är gödsling ekonomiskt försvarbar? - Nytta till ägare Hur ska man placera odlingar och hur ska man plantera för att maximera tillväxt men även optimera andra nyttor? (t ex landskapsbild, miljötjänster) - Nytta till ägare, samhälle Nästa generation: ska man plantera efter avverkningen? (koppling till ekonomi behövs); ska man gödsla? (koppling till ekonomi även här); rotröta? - Nytta till ägare, slutanvändare Hur påverkar de olika ståndortsegenskaper och markförhållanden etableringen och odlingsmöjligheter på skogsmark? - Nytta till ägare, samhälle Hur ska man undvika sork/vattensork skador, speciellt på organogen mark? (på ett billigt sätt?) - Nytta till ägare Hur kan man minska viltbetningsproblematiken? Kan man anpassa viltets betningsvanor till etableringen? Hur bra fungerar substanser som gör plantorna mindre betningsbenägna? - Nytta till ägare, slutanvändare Odlingssäkerhet och klimatförändringar: resistens mot gamla och nya patogener och klimatisk adaption i ett varmare klimat i Sverige? - Nytta till ägare, slutanvändare, samhälle Information om höstplantering/planteringstidpunkt, t ex fungerar det lika bra med plantering på hösten? Och på vilka marker? - Nytta till ägare Kort rotation med poppel? (skörd efter 4-6 år?); Fungerar det? Fungerar det bättre än salix tillväxtmässigt? Behövs det? Hur bör man göra? (densitet? kloner? gödsling?) - Nytta till ägare, slutanvändare Vad är effekten av ökad biomassa produktion med poppel på betesmark och skogsmark på miljöaspekter som vatten och markkvalité, och biodiversitet? Hur optimerar man dessa? - Nytta till samhälle Nya CAP och påverkan till potentiallen av att öka poppel arealer jämfört med andra snabbväxande träd i EFA (t ex poppel och hybridasp kommer inte att kunna räknas som EFA, enbart salix (de anses inte vara inhemska arter); på betesmark blir kanske inte alls tillåtet. Var ska man odla poppel och på vilket sätt? - Nytta till ägare, slutanvändare, samhälle

16 Vad saknas för att det ska bli verklighet? Kommersiella kloner med genetiska egenskaper lämpliga för hela Sverige och för alla tillgängliga marktyper Praktisk hjälp till ägare: vad ska odlas var? Planteringsförband för olika mål och förutsättningar osv Odlingssäkerhet (även kopplad till klimatförändringar): minska viltbetnings och sork problematiken, resistens mot gamla och nya patogener och klimatisk adaption i ett varmare klimat i Sverige Beslutstödsmetoder baserade på riktiga data för att maximera tillväxt men även optimera andra nyttor (t ex landskapsbild, miljötjänster)

17

18 Allmänt om Området - Skogsskötsel Omfattningar och Avgränsningar Forskningen syftar på att diversifiera och öka det nuvarande användandet av skoglig biomassa för energi ändamål på ett uthålligt sätt 4 kategorier: Lövträd på skogsmark; Outnyttjade resurser; Effektivare logistik av skogsbiomassa; Skador/sjukdomar De största hinder för användandet av skoglig biomassa för energi ändamål anses vara miljörelaterade, men även aspekter om logistik, teknik/metod och politik påverkar

19 Kategori 1: Lövträd på skogsmark Gråal och hybridal - potentialer för ökad energiinriktad biomassaproduktion i Sverige - Lars Rytter Mer och bättre biobränsle med snabbväxande lövträd på svensk skogsmark - Urban Nilsson Kategori 2: Outnyttjade resurser Beslutsstöd för produktion av biomassa och uttag av bioenergi i unga skogar - Urban Bergsten Beståndsanläggning och skötsel av täta ungskogar för tidigt uttag av bränsle - Johan Sonesson Trädslagsförsök med inriktning på biomassaproduktion - fas 2 - Lars Rytter Landsomfattande slytäkt potential, möjligheter och hinder - Urban Emanuelsson Provbänk för klenskogsröjning - Lennart Olofsson Strategi och utmaningar vid utveckling av specialiserad drivningsteknik för skogsenergiskörd - Tomas Nordfjell

20 Kategori 3: Effektivare logistik av skogsbiomassa Strategi och utmaningar vid utveckling av specialiserad drivningsteknik för skogsenergiskörd - Tomas Nordfjell Kategori 4 : Skador, sjukdomar Stubbskörd, rotröta och energiskog - Rimvydas Vasaitis Teknik- och metodutveckling för skogsbränsle - en teknikfördjupning inom Skog, Klimat och Miljö - Åsa Nilsson Tillförsel av skoglig biomassa till terminaler/bioenergikombinat i Norra Sverige - Dimitris Athanassiadis

21 Lövträd på skogsmark Inga resultat och säkra svar än om etableringen, tillväxt, skötselteknik osv från pågående forskningen Potentiallen är stor, mest på grund av att de tillgängliga lämpliga (?) arealerna är stora Utmaningar Vi befinner oss nu i den initiala fasen, många centrala frågor kan inte besvaras ännu, och frågan är efter hur lång tid vi får konkreta svar Ekonomiska beräkningar saknas: bättre eller sämre än produktion på åkermark eller GROT eller t ex björk/lärk? (se även resurseffektivitet) Vilka arter är lämpliga var? (kopplad till ekonomi och resurseffektivitet) Hur blir alla skötselmoment billigare/systemen konkurrenskraftiga?

22 Unga skogar Ökade efterfrågan på biobränsle: avsättning även för klenare träd Potentialen skattad mellan 5 och 20 TWh per år i Sverige Förbättrad avverkningsteknik av klena träd är på plats och flera nya tekniklösningar anpassade till klena träd utvecklas i Sverige nu Utmaningar Behov för operativa skötselinstruktioner som möjliggör även produktion av skogsbränslen från ung skog och som tar hänsyn till priser på energisortiment, rivningskostnader men även framtida utveckling av teknik och marknad Kunskapsstöd för den unga skogen: gallringsmall som beaktar uttag av bioenergi men även sköter miljömål och ekosystemtjänster Utveckling av kostnadseffektiva metoder för momentan bestämning av biomassans kvantitet och kvalitet som underlag för snabba beslut för vidare skötsel och användning av stående biomassan Systemanalys kring kort rotationsregimer anpassade till boreal skogsskötsel jämfört med motsvarande regimer för lövträd

23 Outnyttjade resurser - slytäkt Med sly avses unga träd, oftast lövträd, utan ekonomiskt värde för skogsbruket (Wikipedia!) Sly är en hittills förbisedd resurs som kan användas mera intensivt om biodiversitet inte påverkas!

24 Småbiotoper i odlingslandskapet/åkerkanter Igenväxande åkrar Vägkanter Ängs- och betesmarker i naturreservat Järnvägens kantzoner Kraftledningsgatorna Grönomräde i tätorterna TWh 12.7 TWh TWh 44.7 TWh 0.7 TWh 7 TWh TWh Den beräknade totala sly resursen i Sverige: ca 300 TWh TWh kan antagligen vara tillgängligt Det kortsiktiga uttaget kan vara 5-10 TWh/år, men eftersom landskapet växer igen, 10 Twh/år kan anses realistisk för biomassa uttag från sly

25 Faktorer som bör tas hänsyn till Nyckelord för succé: samordning, logistik, lönsamhet, teknikutveckling Påverkan på biodiversitet (optimering) Legala aspekter

26 Slytäkt - Behov för fortsatta insatser (fokus på tillförsel!) Ytterligare analys av de potentiella sly tillgångarna på regional nivå - Nytta till samhället Tester på kommunalt ägda markområdena för mer intensiv användning av biomassan (enklare att hantera) - Nytta till samhället, slutanvändare Riktad maskinutveckling (teknik) kopplad till logistik/ekonomi - Nytta till slutanvändare, samhället Analys om lokaler för att identifiera på vilka områden tillgänglighet och behov kombineras bättre - Nytta till samhället

27 Kategori 3: Effektivare logistik av skogsbiomassa Kategori 4 : Skador, sjukdomar Behov för fortsatta insatser Samordningsprojekt för att ta fram handlingsplaner för implementering av en viss teknologi som identifierar lovande bioenergikedjor tillsammans med Innovationsaktörer (företagare) Logistik kostar pengar projekt som effektiviserar logistik med hänsyn till utrustning och terminaler som finns viktiga som ett sätt till lägre logistikkostnader, inte minst för att man skapar förtroende inom alla delar av kedjan från skog/producent till värmeverk/slutanvändare

28 Glöm inte att titta på postrarna!