Skogsbränslets elementära sammansättning med tanke på förbränningsprocessen och för näringsämnesförluster i ekosystemet

There are several reasons for increasing the usage of forest biomass for energy in Finland. Apart from the fact that forest biomass is a CO2 -neutral energy source, it is also a domestic resource distributed throughout the country. Usage of forest biomass in the form of logging residues decreases Finland’s dependence of energy import and increases both incomes and employment. Wood chips are mainly made from logging residues, which constitute 64 % of the raw material. A large-scale use of forest biomass requires heed also to the potential negative aspects. Forest bioenergy is used extensively, but its impacts on the forests soil nutrition and carbon balance has not been studied much. Nor have there been many studies on the heavy metal or chlorine content of logging residues. The goal of this study was to examine the content of carbon, macronutrients, heavy metals and other for the combustion harmful substances in Scots pine and Norway spruce wood chips, and to estimate the effect of harvesting of logging residues on the forests carbon and nutrient balance. Another goal was to examine the energy content of the clear cut remains. The Wood chips for this study were gathered from pine and spruce dominated clear cut sites in southern Finland, in the costal forests between Hankoo and Siuntio. The number of sample locations were 29, and the average area was 3,15 ha and the average timber volume 212,6 m3 ha -1. The average logged timber volume was for Scots pine timber 70 m3 ha -1 and for Norway spruce timber 124 m3 ha -1 and for deciduous timber (birch and alder) 18,5 m3 ha -1. The proportion of spruce in the logging residues and the stand-volume were relevant for how much nutrients were taken from the forest ecosystem when harvesting logging residues. In this study it was noted that the nutrient content of the logging residues clearly increased when the percentage of spruce in the timber volume increased. The S, K, Na and Cl -contents in the logging residues in this study increased with an increasing percentage of spruce, which is probably due to the fact that the spruce is an effective collector of atmospheric dry-deposition. The amounts of nutrients that were lost when harvesting logging residues were less than those referred to in the literature. Within a circulation period (100 years), the forest soil gets substantially more nutrients from atmospheric deposition, litter fall and weathering than is lost through harvesting of logging residues after a clear cut. Harvesting of the logging residues makes for a relatively modest increase of the quantity of carbon that is removed from the forest compared to traditional forestry. Due to the fact that the clear cut remains in my study showed a high content of chlorine, there is a risk of corrosion in connection to the incineration of the logging residues in power plants especially at coastal areas/forests. The risk of sulphur -related corrosion is probably rather small, because S concentrations are relatively low in woodchips. The clear cut remains showed rather high heavy metal contents. If the heavy metal contents in this study are representative for the clear cut remains in the coastal forests generally, there might be reason to exert some caution when using the ash for forest fertilizing purposes.

Det finns flera orsaker till att öka användningen av skogsbiomassa för energi i Finland. Förutom att skogsbiomassa anses vara en koldioxidneutral energikälla, är den även inhemsk och fördelad över hela landet. Användning av skogsbiomassa i form av hyggesrester minskar Finlands beroende av energiimport samt ger inkomster och arbetsplatser. Skogsfliset fås i huvudsak från grandominerade slutavverkningar, gallringar av ungskogar och även från slutavverkningars stubbtäkt. Den största delen av skogsfliset består av hyggesrester, vilkas andel av råvaran är 64 %. Skogsbiomassa används storskaligt, men till exempel effekterna av skördning av hyggesrester på skogsmarkens kol och näringsbalanser har undersökts tämligen lite. Inte heller har hyggesresternas tungmetall- och klorhalt just undersökts. Målet med undersökningen var att undersöka halterna av kol, växtnäringsämnen, tungmetaller och andra för förbränningsprocessen negativa ämnen i skogsflis av tall och gran och uppskatta effekten av skördning av hyggesrester på växtplatsens kolbalans och näringshushållning. En andra målsättning var att undersöka hyggesresternas energiinnehåll. Hyggesresterna insamlades till denna undersökning från kustnära gran- och talldominerade slutavverkningsytor belägna mellan Hangö och Sjundeå. Undersökningen beställdes av Raseborgs Trä Ab. Sampellokalerna var 29 till antalet, lokalarealen var i snitt 3,18 ha och den genomsnittliga gagnvirkesvolymen var 212,6 m3. Den genomsnittliga tallgagnvirkes-volymen var 70 m3 ha -1, grangagnvirkes-volymen var 124 m3 ha -1 och lövgagnvirkesvolymen 18,5 m3 ha -1. Andel gran av totala volymen och beståndets volym hade relevans för hur mycket näring som fördes ur skogen med skördning av hyggesrester. I denna undersökning observerades det att skogsflisets näringsmängder steg tydligt, då granens andel av beståndets virkesvolym steg. S, K, Na och Cl -halterna i skogsfliset i denna studie steg med ökande andel gran av totalvolymen, vilket kan ha att göra med att granen är en effektiv uppsamlare av atmosfärisk torrdeposition. De näringsmängder som förloras genom skördning av hyggesrester var mindre än de i litteraturen nämnda, under ett omlopp till skogsmarken genom atmosfärisk deposition, förnanedfall samt vittring tillförda näringsmängderna. Skördning av hyggesrester innebär en relativt blygsam ökning av kolmängden som förs bort ur skogen i samband med slutavverkningar. Vid skörd av hyggesrester försvinner 15,2 % mera kol ur skogen jämfört med skördning av endast gagnvirke. Eftersom hyggesresterna i min undersökning uppvisade höga klorhalter, är sannolikheten för korrosion i samband med förbränningen vid kraftverk tämligen hög. Sannolikheten för svavelframkallad korrosion är liten då hyggesresternas svavelhalt var relativt låg. Hyggesresterna uppvisade tämligen höga tungmetallhalter. Om tungmetallhalterna i denna undersökning är representativa för hyggesrester i kustens skogsområden allmänt, kan det finnas skäl att vara försiktig med användning av askan från det förbrända skogsfliset för skogsgödslingsändamål.