Puun hiertämisen energiatehokkuus

28.9.2008 · Aihe: _ 

Paperia voi valmistaa joko sellusta tai hierteestä. Sellun keiton yhteydessä puusta irrotetaan ligniini ja muut turhat ainesosat ja jäljelle jää selluloosa. Ligniini poltetaan mustalipeänä. Koko prosessi tuottaa energiaa enemmän kuin siihen menee, joten sellutehtaasta riittää energiaa ulkopuolisillekin.

Hierrettäessä koko puu jauhetaan hierremassaksi, josta saa myös paperia.Silloin paperiksi käytetään puu jokseenkin kokonaan. Hierrerlaitos vaatiii sähköä erittäin paljon, tuollainen 200 MW taitaa olla ihan tavallinen.

Niinpä sellunkeinttoa on pidetty energiataloudellisesti paljon parempana kuin hiertämistä, mutta ei se ole näin yksinkertaista. Sellupaperiin tarvitaan kaksi kertaa enemmän puuta. Puntit tasoittuvat, kun otetaan huomioon tuon haaskatun puun energiasisältö. Jos jakaisimme hierrelaitokseen menevän puupinon kahtia ja polttaisimme toisen puoliskon voimalaitoksessa, se riittäisi tuottamaan hierrelaitoksen vaatiman sähkön ja saisimme yhtä paljon paperia samasta puumäärästä kuin sellutehtaassa ja jokseenkin yhtä vähän ulkoista energiaa käyttäen.

Nyt tulee kysymykseni: Tuo puun hiertäminen on melko alkeellista tekniikkaa, johon on etsitty bioprosesseista huomattavaa tehostusta. Kymmenen vuotta sitten puhuttiin paljon siitä, että jos puuta onnistutaan ennen hiertämistä pehmentämään entsyymeillä, hierralitoksen vaatima energiamäärä putoaisi murto-osaan ja hiertäminen osoittautuisi sellun keittoa huomattavasti edellusemmaksi.

Mitä tälle kuuluu nyt? Ovatko puunjalostusyhtiömme niin masentuneita, etteivät katso tulevaisuuteen enää lainkaan? Kehitteleekö kukaan tätä mullistavaa prosessia vai onko sekin kehitystyö myyty ulkomaille? Kuulin nimittäin, ettei kehitystyö kiinnosta suomalaisia paperiyhtiöitä – sähkö on ilmeisesti niille liian halpaa – mutta Yhdysvalloissa kiinnostusta kyllä on.

Tietääkö joku?

Kommentit

20 Vastausta artikkeliin “Puun hiertämisen energiatehokkuus”

  1. Elina kirjoitti 28.9.2008 kello 21:28

    Mikset kysy sieltä missä tieto on? Valitettavasti ainakaan minä en osaa vastata.

    Metsäteollisuus ry ja esim. Anu Islander, metsäasiantuntija, kestävä kehitys ja resurssit.

      (lainaa tätä viestiä vastaukseesi)

  2. Lakosi kirjoitti 28.9.2008 kello 22:07

    Miten tämä tarina eroaa Matti Vanhasen ajatuksesta lämmittää taloja puulla? Jos Vanhanen on sellaista ehdottanut? En tiedä, kun en juuri lue lehtiä

      (lainaa tätä viestiä vastaukseesi)

  3. Osmo Soininvaara kirjoitti 28.9.2008 kello 22:16

    Siinä, että tuo esimerkki sähkön tekemisestä haloilla ei olle tarkoitettu ehdotukseksi vaan havainnollistamaan sitä, että sellunkeitto on tosiasiassa samanlainen energiasyöppö kuin hiertäminenkin.

    Puuta sinänsä kyllä kannattaa käyttää energian tuotannossa, ei niinkään talokohtaisessa lämmityksessä vaan voimalaitoksissa, joissa siitä tehdään kaukolämpöä ja sähköä.

      (lainaa tätä viestiä vastaukseesi)

  4. Traveller kirjoitti 28.9.2008 kello 22:24

    Eurooppaan nyt tuskin kannattaa enää tehdä minkäänlaista teollisuutta, siitä poliitikot niin täällä kuin muuallakin EU:ssa ovat pitäneet huolen. Kun paperiteollisuuden tapainen prosessiteollisuus, jossa palkkakustannusten osuus tuotteen hinnassa on suhteellisen pieni, infra on valmiiksi rakennettu ja logistinen sijaintikin suosii meitä, muuttuu kannattamattomaksi kertoo se sen ettei täällä tule jo aivan lähitulevaisuudessa kannattamaan mikään muukaan teollinen toiminta.

    Suomalaisten poliitikkojen 1. tavoite on tehdä Suomesta “ihmisoikeuksien supervalta” tai muuten vain “koko maailman sosiaalitoimisto” mitä tavoitteita tämä “apukoulunkymppi” kansa näyttää laajasti kannattavankin. Herääminen konkreettisesti kylmään tullee olemaan monille pullamössösuomalaisille ikävä ylläri. Toisaalta voikukanjuurethan ovat ihan terveellistä ilimastoasuojelevaa kasvisravintoa eikä silloin ole edes koirat niitä jätöksillään tahrineet..

      (lainaa tätä viestiä vastaukseesi)

  5. Tapio Laakso kirjoitti 28.9.2008 kello 23:01

    Kyllä Euroopassakin teollisuus vielä kannattaa, kunhan teollisuus hieman skarppaa omia puuhiaan. Suomalainen metsäteollisuus on yksipuolista ja jalostusarvon lisääminen tutkimuksen ja tuotekehityksen kautta on jätetty heikkoon jamaan. Samalla sitten tehtiin paha virhearvio, kun tultiin riippuvaiseksi Venäjältä tuotavasta puusta.

    Vihreät ovat äskettäin julkaisseet oman näkemyksensä metsäsektorin tulevaisuudesta:
    http://www.vihreat.fi/fi/node/2995

      (lainaa tätä viestiä vastaukseesi)

  6. Ano Nyymi kirjoitti 28.9.2008 kello 23:38

    Traveller: Olisiko puuraaka-aineen hinta iso osa ongelmaa? Se ei poistu edes sukupolvessa, sillä metsänomistajat -enimmäkseen entisiä tai nykyisiä viljelijöitä – haluavat pitää puun hinnasta ja sen kautta metsäomaisuudestaan kiinni.

    Vaikka sitten laskennallisesta hinnasta. Tuolla laskennallisella arvolla ne metsälöt ovat kuitenkin lainojen vakuutena ja myydään hakkuumääristämme riippumatta. Se onnistuu, koska leivän takia metsiä ei viljelijän ja entisen viljelijän tarvi myydä: On se Osmonkin mainitsema kummallinen maataloustuki sekä luopumistuet ja -eläkkeet.

    “Hierrerlaitos vaatiii sähköä erittäin paljon, tuollainen 200 MW taitaa olla ihan tavallinen.”

    Googletin vähän ja näkyy olevan 10 megaa yhdellä koneella ja niitä viisi linjassaan. Laitosten kokoa ei jaksanut penkoa. Jo 10 megaa on hiton paljon: muistaakseni luokkaa 3-5:n Pohjanmaan valjastetun joen yhteinen vesivoimateho.

    Tai 1/10 osa Rautaruukin tahallaan jäissäpitämän ja kaikilta kustannuksiltaan edullisen kombivoimalan sähköteho. Tekniikka & Talous kirjoitti tästä taannoin.

    Tapani mukaan en osaa sanoa yht mittään ketjun varsinaiseen aiheeseen…

      (lainaa tätä viestiä vastaukseesi)

  7. spottu kirjoitti 29.9.2008 kello 2:01

    Eiköhän keskuslaboratorio (KCL) ole Suomessa paras paikka selvitellä kemiallisen metsäteollisuuden tutkimuksen painopistealueita.

    Tämä näyttää olevan juurikin tuota Osmon mainitsemaa asiaa:

    https://oa.doria.fi/bitstream/handle/10024/13100/characte.pdf?sequence=1

      (lainaa tätä viestiä vastaukseesi)

  8. Qtea kirjoitti 29.9.2008 kello 9:05

    Puuhierteellä ja sellulla lienee myös laadullisia eroja; hiertämällä saadaan keskimäärin lyhyempiä kuituja kuin sellua keittämällä. Hierrekuitujen pituusjakauma ei ole optimaalinen esim. vahvaa aikakauslehtipaperia ajatellen. Sanomalehti- ja pehmopaperiin hierrekuidun laatu riittää, mutta tähän tarkoitukseen on tosin saatavilla myös kierrätyskuitua. Pidemmillä kuiduilla myös kierrätettävyys on parempi.

      (lainaa tätä viestiä vastaukseesi)

  9. Lakosi kirjoitti 29.9.2008 kello 10:11

    Qtea yrittää ilmeisesti kertoa, että tmpllä(kuumahierre) tehdään “kallimpia” paperilaatuja, kuin tuolla kemiaan perustuvalla sellunkeitolla.

    Ilmeisesti tätä hiertämistä on pohdittu Vihreiden viikonloppukokouksessa, joka taisi olla kuumahierremenetelmää käyttävän Summan (RIP) paperitehtaan naapurissa.

    Metsäteollisuudella on 20-osainen kirjasarja, jossa on hyvin tarkasti kuvattu tämänteollisuuden toiminta joka ilmansuunnasta.

    OS on vielä sellainen mielipidevaikuttaja, että Anne Brunila varmasti lähtettää OS:lle tämän sarja joko ilmaiseksi tai asevelihintaan.

      (lainaa tätä viestiä vastaukseesi)

  10. Osmo Soininvaara kirjoitti 29.9.2008 kello 10:20

    Lakosille tiedoksi, että olen lopettanut politiikan valtakunnan tasolla, enkä siksi osallistunut tuohon vihreiden kokoukseen. Minua kiinnostaa tässä asiassa vain energian säätö. Jos tuo entsyymipehmennys saataisiin toimimaan, se säästäisi sähköä ison voimalan verran. Siksi olen huolissani tiedosta, ettei asia kiinnosta suomalaista paperiteollisuutta, vaan sekin keksintö on m,enossa ulkomaille kaupallistettavaksi.

      (lainaa tätä viestiä vastaukseesi)

  11. Lakosi kirjoitti 29.9.2008 kello 10:42

    Näitä keksintöjä on tehnyt viimeiset vuosikymmenet joko Metso tai Pöyry. Nämä pörssiyhtiöt myyvät sitten teknillisen ratkaisuun joko Suomeen, Saksaan, Kiinan tai Chileen.

    Jos paperikombinaatti valitsee paperimassan tuotantoratkaisuksi kuumahierteen, ovat alkuinvestoinnit edulliset, mutta käyttökustannukset suuret, rakentamalla sellutehtaan, ovat alkuinvestoinnit suuret, mutta käyttökulut pienet. Vähän sama tilanne on valinnassa ydinvoimala vs. maakaasu.

    Päivän metsäuutinen oli tietenkin M-Realin toiminnan loppuminen de facto, vaikka sitä ei suoraan myyntiuutisessa kerrota. (Omistan tätä puupääyritystä, valitettavasti)

      (lainaa tätä viestiä vastaukseesi)

  12. Juha kirjoitti 29.9.2008 kello 11:36

    Hyvä Osmo! Olet ottanut asioista selvää. Tässä lisää aiheen tiimoilta:

    Hierteen suuri sähkönkulutus ei ole jäänyt suomalaiselta teollisuudelta huomaamatta. Monet firmat kuluttivat aikoinaan vuosia ja vuosia miettiessään keinoja vähentää sähkönkulutusta hierreprosessissa. Merkittäviä parannuksia ei löytynyt. Luulen, että tämä epäonnistuminen osaltaan masensi metsäteollisuutta ja vähensi halukkuutta panostaa tutkimukseen.

    Entsyymejä on odotettu. Pienimuotoista käyttöä on joillain tehtailla. Mutta odotetaan edelleen suuria läpimurtoja. Käsittääkseni ei ole mitään läpimurtoa tai merkittävää sovellusta hiertämiseen

    Lisäksi mekaanisen massan ja siitä valmistettavien painopapereiden (hesari, suomen kuvalehti jne) valmistus Suomessa ei näytä kannattavalta. Viimeksi menivät Summa ja Kajaani nurin. Keski-Eurooppalaiset painopapereiden valmistajat taas korvaavat energiaintensiivisen hierteen kierrätyskuidulla, jota siellä riittää. Lisäksi nykyään venäläiset tunkevat jopa Suomen markkinoille halvalla sanomalehtipaperilla. Heillä on alhaisempi kustannustaso (energian hinta, palkat jne) ja yhtä hyvä paperi.

    Summa summarum: hierreprosessin kehitys ja alhaisemmat tuotantokustannukset energian säästön kautta olisivat suomalaiselle teollisuudelle erittäin tervetulleita, jotta kilpailussa pärjätään eikä lisää tehtaita suljeta. Keinoja energian säästöön hierreprosessissa vain ei ole löytynyt. Harmi.

    Ihan hyvä idea sinänsä tuo puun polttaminen hierreprosessia varten. Sillä voitaisiin periaatteessa korvata ydinsähköä, jota nykyään käytetään. Sähkön hinta (eli polttopuun hinta) ja saatavuus ovat avainasemassa tuota mahdollisuutta arvioitaessa. Veikkaanpa, että joku on huvikseen jo laskenutkin. Mutta luulenpa, että nykyään puupulasta puhuttaessa ideasi ei lennä. Näppituntuma on, että puun hinta on liian korkea tuohon malliin.

      (lainaa tätä viestiä vastaukseesi)

  13. Sinivihreä kirjoitti 29.9.2008 kello 13:18

    Luulen, että energian hinnan nousu tekee aloituskirjoituksen kaltaiset visiot koko ajan kiinnostavammiksi.

    Suomalaisella metsäteollisuudella ei oikein ole ollut motiivia puun ja sähkön säästöön, kun sen näiden tuotantopanosten saanti halpaan hintaan, on ollut, ja näyttää yhä olevan, valtion erityisessä suojeluksessa.

    Nyt kuitenkin alkaa olla viitteitä siitä, että valtion ja metsäteollisuuden erityissuhde on vähitellen päättymässä. Olisiko tämä puolivillainen metsäveropäätös ollut pitkän ja läheisen suhteen lopun alku…?

      (lainaa tätä viestiä vastaukseesi)

  14. Jori Montonen kirjoitti 29.9.2008 kello 14:13

    Muotoilit ongelman nurkkakuntaisesta näkökulmasta Osmo.
    Paperia tehdään enää harvassa maassa pelkästään neitseellisestä kuidusta. Suuren paperinkulutuksen maissa käytetään pohjana kierrätyskuitua, jota sitten parannellaan neitseellisellä raaka-aineella. Jos kuidunkierrätykseen perustuvassa tuotannossa käytetään täydennysmateriaalina sellukuitua hierretyn sijaan, riittää sellukuidun paremman kierrätyskestävyyden takia sama metsä suuremman paperinkulutuksen tyydyttämiseen. Lisäksi säästyy valtavasti energiaa.

      (lainaa tätä viestiä vastaukseesi)

  15. Juha kirjoitti 29.9.2008 kello 14:26

    Sinivihreä:

    Suomalaisella metsäteollisuudella on ollut jo pitkään suuri motivaatio säästää puuta johtuen siitä, että puuta ei ole saatavillla halpaan hintaan toisin kuin väität.

    Etsipä huviksesi tilastot puun hinnasta Suomessa ja muissa paperia tuottavissa kilpailijamaissa. Suomessa puun hinta on korkea.

      (lainaa tätä viestiä vastaukseesi)

  16. tomppeli kirjoitti 29.9.2008 kello 14:37

    “Puuta sinänsä kyllä kannattaa käyttää energian tuotannossa”

    Puun erikoisin ominaisuus on sen lujuus ja sitkeys, erityisesti pohjoisen puun. Muitakin poikkeuksellisia ominaisuuksia puulla ja sen solu – ja molekyylirakenteilla on. Siis muita kuin sellaisia, jotka innostava puun polttamiseen tai perinteisen paperin tekemiseen.

    Antaa markkinoiden päättää. Suojelun tarvetta ei kai enää ole. Antaa kuolla pois. Suomen kansantalous, osaaminen ja niin pois päin, on jo tarpeeksi vahva.

      (lainaa tätä viestiä vastaukseesi)

  17. Sinivihreä kirjoitti 29.9.2008 kello 14:56

    Juha:

    “Suomalaisella metsäteollisuudella on ollut jo pitkään suuri motivaatio säästää puuta johtuen siitä, että puuta ei ole saatavillla halpaan hintaan toisin kuin väität.”

    Sinivihreä:

    No joo. Minusta mersu on kallis auto, mutta se johtuu lähinnä omasta maksukyvystäni. Suomalaista puuta ei kai ole saatavissa esimerkiksi Venezuelasta, joten näiden maiden vertaaminen ei ole kovin mielekästä. Jopa Venäjän halpa puu on osoittautunut varsin kalliiksi, Pohjois-Amerikan puusta puhumattakaan.

    Halpaa sanoin puun olevan myös siksi, että metsäteollisuus saa suomalaisen puun käyttöönsä alle tuotantokustannusten.

      (lainaa tätä viestiä vastaukseesi)

  18. Lakosi kirjoitti 29.9.2008 kello 18:08

    Itseasiassa suomalaisen puun hinta on ollut samalla tasolla viimeisen vuosikymmenen! Kun ensin kuulin tämän väitteen, niin pidin sitä huuhaana. Mutta tarkistettuani tilastoja, huomasin väitteen pitävän “suurpiirteisesti” paikkaansa.

    Tuotannossa käytettävien sekä energia että työvoimapanosten hintakehitys on tuskin ollut näin “armollinen”.

    Tosin kun puhutaan puun hinnasta, on syytä tarkistaa mistä puhutaan, nimittäin halvin “puulaatu” maksaa vain neljäsosan siitä kaikkein kalliimmasta. Kuitu vs.tukki

      (lainaa tätä viestiä vastaukseesi)

  19. Ano Nyymi kirjoitti 29.9.2008 kello 20:16

    “Suomalaisella metsäteollisuudella on ollut jo pitkään suuri motivaatio säästää puuta johtuen siitä, että puuta ei ole saatavillla halpaan hintaan toisin kuin väität.”

    Puuta on säästetty myös ohentamalla paperia. Se on etenkin lehdenkustantajien intressissä. Itella nimittäin rokottaa jakelusta todella suolaisen hinnan ja lehden painolla on vuositasolla kohtalaisen suuri merkitys etenkin sellaisille, joilla ei ole omaa jakelua.

    Itellan sivuilla on laskuri. Joku Press Pro 2- tai 3-malli sopii hyvin paperin painon vaikutuksen fundeerailuun. Tabloid kuten Kauppalehti painaa 120-150 g kpl. Sen paperi lienee nyt ~45 grammaista. Tarvinneeko mennä kauaskaan kun se on ollut ~60 grammaista ja siitä yli.

    Tästä ohentamisesta on sitten tullut muita murheita: opasiteetti ja lujuus ja sen sellaiset. Paperin tuotekehittely on siis ihan tärkeää puuhaa, jolla saadaan kuljetuskuluja sekä metsää säästymään jos kohta kulumaankin.

      (lainaa tätä viestiä vastaukseesi)

  20. Juha kirjoitti 29.9.2008 kello 23:23

    Sinähän olet Osmo villien ideoiden mies, joten tässä yksi:

    Sanoma- ja aikakausilehdet kannattaa painaa hieno- eli kopiopaperille, joka valmistetaan kemiallisesta sellusta. Tämä vähentäisi ydinsähkön tarvetta Suomessa erittäin merkittävästi, koska energiaintensiivistä hierreprosessia ei enää tarvittaisi painopapereiden valmistuksessa.

    Paperiteollisuus siis tällöin toimisi pitkälti kotimaisen uusiutuvan energian varassa. Ja tämä sähkö tuotettaisiin suurelta osin bioenergiasta puuta (eli mustalipeää) polttamalla. Ei olisi tarvetta uusille ydinvoimaloille.

    Eihän siinä näin käy, monestakin syystä, mutta periaatteessa…

      (lainaa tätä viestiä vastaukseesi)

Jätä vastaus