Teknik- och metodutveckling för skogsbränsle - en teknikfördjupning inom Skog, Klimat och Miljö (SKM)

Transkript

1 Teknik- och metodutveckling för skogsbränsle - en teknikfördjupning inom Skog, Klimat och Miljö (SKM) Dan Bergström, Tekn. D. dan.bergstrom@slu.se Programkonferens: Bränsleprogrammet tillförsel

2 Målet med SKM Målet inom Skog, Klimat och Miljö är att stärka och utveckla näringslivet i Västerbotten genom implementering av utvecklade samarbetsformer mellan jord-och skogsbruk, där en förståelse för varandras roller skapats och som involverar hela produktionskedjan från mark till industri. Fyra delprojekt: Sveaskog; skötselsystem Umeå kommun; demoskog Norra Skogsägarna; produktionshöjande åtgärder SLU; system för skörd och leverans

3 Delprojekt SLU Inom detta projekt studeras kostnads- och energieffektivitet hos olika tekniksystem för att skörda biomassa, till stor del klena träd, från igenväxande jordbruksmarker i Västerbotten. Syftet är att identifiera tekniker och system som är tillräckligt kostnadseffektiva för att markägare ska få incitament att sköta dessa marker och skörda biomassan. Projektägare: Länstyrelsen Västerbotten, Åsa Nilsson Löptid: , 2,1 MSEK Utförare: SLU, Inst. för skogens biomaterial och teknologi

4 Specifika projektmål Studera produktivitet, kostnader och energieffektivitet på konventionella och innovativa maskinsystem för skörd, sönderdelning och transport av klena träd på beskogad jordbruksmark, samt identifiera utvecklingssteg för ökad effektivitet Utveckla arbetsmetoder och integrerad planering för maskinentreprenörer för hög effektivitet i produktion och transport av trädbränslen från jordbruks- och skogsmark

5 Pågående/genomförda delstudier: Inventering av marginalmarker/typskogar (hela projekttiden) Typbestånd (arealer, trädslag, täthet etc.), drivningsförhållanden GIS avverkningsplanering för integrerad skörd av marginalmarker och skog T.ex. val/behov av maskinsystem! Driftsuppföljning av konventionella system (hela projekttiden) Kopplat till inventering och inmätta mängder energi vid kraftvärmeverk Sönderdelning (vintertid) Inventering av vältor; Ruttplanering; Driftsstudier Bränslekvalitet; Korrelation mellan hantering och bränslekvalitet Jämförelser mellan sortiment/typskogar Demo och studier av Bracke Forest MAMA aggregat (höst 2013)

6 Planerade delstudie: Tidsstudier på drivningsteknik (vår-sommar) Innovativa tekniker och metoder Logmax 5000Bio (flexibel fällningsteknik) Fixteri (Finsk buntskördare) Hypotetiska system (ny fällningsteknik, buntskördare ) Etc Konventionella system Nyttjande av jordbruksmaskiner; traktorer med griplastarvagn Hela kedjan från skog till industri Systemanalyser; kostnader och energieffektivitet (höst) Effekt av ny teknik och nya metoder, integrering av jord och skog Planering; maskiner, tidpunkt, efterfrågan etc

7 Utgångsläge: Generell kostnadsfördelning för ett typiskt skogsbränslesystem för gallring av unga bomassatäta bestånd Fällning + terrängtransport: 50-60% Fällning står för ca 2/3 Flisning vid bilväg: 20% Vägtranport i flisbil: 25%

8 Netto (SEK/ha) Frågan, hur kan vi få lönsamhet I klenare bestånd?, har drivit på en teknik- och metodutveckling! cm dbh ? Motormanuell röjning Motormanuell röjning Skogsbränslegallring Skogsbränsleskörd Skördad medelstam (dm3sk)

9 Antal träd för att uppnå 1 ton TS No. of trees required per ODt 300 forts Rationellare hantering behövs: -Areabaserad fällning! -Högre hanteringskapacitet! ny teknik och metoder! Produktiviteten är känslig för skördad trädstorlek! Trädstorlek, Tree diameter size, dbh i brösthöjd (cm) (dbh) (cm)

10 Arbetshypotes: Rationellare kranrörelser Krankorridorgallring Selektiv gallring Vinkelräta krankorridorer Solfjäderformade korridorer Stickväg = Skördade träd = Kvarvarande träd Flexibla i längd, bredd och position!

11 Effekt av arbetsmetod på produktivitet Konv. teknik: Krankorridorgallring vs. selektiv gallring Corridor thinning Thinning from below Strip road = Remaining trees = Harvested trees 16-40% ökad produktivitet!

12 Effekt av ny teknik + krankorridorgallring Konv. Teknik (sel och krankorr) vs. Ny teknik och krankorridorgallring upp till 200% ökad produktivitet!!!

13 Prototype 1 Fältstudier av ett prototypaggregat för kontinuerlig fällning i krankorridorer

14 Utveckling av teknik för kontinuerlig ackumulering Konceptmodel Prototypmodel Fysisk Prototypmodell

15 forts. Testbänk för test och uvärdering av funktionalitet Samarbete mellan SveaSkog, Skogstekniska klustret, LTU & SLU

16 Nästa steg + = Utvecklingsprojekt finansierat huvudsakligen av Sveaskog samt med support från Skogstekniska klustret och SLU

17 Prototypaggregat

18 Vad är på gång? - Flowcut!

19 Andra utvecklingssteg Färsk prototyp: MAMA - Bracke Forest AB! + =

20 Ca 20% högre lastvikter på skotaren! Konventionellt system MAMA; knäckkvistat!

21 Flispack Cintoc Fixteri Utveckling Buntskördaresystem logistiska fördelar, men kostsamma! Ringbuntaren

22 Slutsatser från en färsk systemanalys: Om man kombinerar krankorridorgallring + ny fällningsteknik + buntskördare: + + Finansierat via ESS programmet.

23 Så. blir leveranskostanden till industrin nästan oberoende av hur stora träd som skördas! kommer kostnadsnivån för klena bestånd ligga i nivå med dagens system för massaved! En betydande del av biomassapotentialen från unga täta skogar kan skördas och levereras till industrin!!!

24 Eller, är detta framtidens skördare för unga täta skogar? (Mellberg 2013, Linköpings Universitet)

25 Simulering av tvåkransystem i krankorridorgallring Jundén, L., Bergström, D., Servin, M. & Bergsten, U Simulation of boom-corridor thinning using a double-crane system and different levels of automation. International Journal of Forest Engineering, 24(1):

26 Produktivitetsutveckling på fällningsarbetet! Ett träd per krancykel Flerträdshantering (FTH) FTH + krankorridorgallring (KKG) KKG- Utveckling av dagens teknik KKG + ny fällningsteknik (NFT) Ref. +40% Ref % % 200% - KKG + NFT + två-kransystem Ref. +40% Detta har vi kvar att realisera!

27 Synergier Teknikutveckling för gallring av klena träd i skogsmark kan anpassas för skörd av andra typer av beskogade marker Intresset för utveckling av teknik/system för kortrotationsskog är stort på EU nivå, t.ex: Coppice Contorta Björk på torvmarker (Finland) Poppel, hybridasp (Övergrov Salix) Kraftledningsgator, vägkanter, åkerkanter, etc.

28 Synergier Gemensam forskning och utveckling kommer driva på utvecklingstakten ytterligare: Fällningsteknik/kranspetsteknik/automation Hanteringsteknik/komprimering/buntning/sönderdelning och sortering Transportsystem integration av system Beslutsstöd etc Inventering av typskogar, skötselsystem, driftsförhållanden och lokalisering är en nödvändig förutsättning för att lyckas utveckla systemen: T.ex., Vilka krav ställs på skördetekniken?

29 Tackar, Dan Bergström m.fl. Programkonferens: Bränsleprogrammet tillförsel