Korpunen Onko puun käytön ketjuissa kiristysvaraa 6 9 2012.ppt · 2012. 9. 6. · Microsoft PowerPoint - Korpunen Onko puun käytön ketjuissa kiristysvaraa 6 9 2012.ppt [Compatibility

O k h ki j kä ö k j iOnko puun hankinnan ja käytön ketjuissa tehostamisvaraa? 

WOODVALUE‐hankkeen tuloksia

PUU vastaa haasteisiin: Puuta metsästä markkinoillePUU vastaa haasteisiin: Puuta metsästä markkinoille

Heikki Korpunen

ä liHämeenlinna 6.9.2012

Esityksen sisältöEsityksen sisältö

• Puun arvoketjututkimuksen taustaa

• Aikaisemmat puun korjuun jaAikaisemmat puun korjuun ja kaukokuljetuksen aika‐ ja tuotostutkimukset

P kä ä i l i k l k• Puuta käyttävien laitosten kustannuslaskenta

• Tulosten soveltaminen: – Esimerkkilaskelma hankinta‐alueen puuvirroilla

J ht äätök iä• Johtopäätöksiä

Tutkimuksen taustaa• Voidaanko puun arvoketjuja ohjata nopeasti 

lopp t otemarkkinoiden m kaan? Mikä os s on p n

Tutkimuksen taustaa

lopputuotemarkkinoiden mukaan? Mikä osuus on puun katkonnan ohjauksella?

• Puun katkonnan ohjauksen kaksi keskeisintä kysymystä:• Puun katkonnan ohjauksen kaksi keskeisintä kysymystä:– Mitä puutavaralajeja katkotaan leimikolta?– Millaisia tukkeja (pituus läpimitta laatu) sisältyyMillaisia tukkeja (pituus, läpimitta, laatu) sisältyy puutavaralajiin?

• Kolmen tason ongelmag1. Runkotaso2. Leimikkotaso 3. Metsikkötaso

Tutkimuksen taustaaTutkimuksen taustaa

Puun korjuuketju 

metsästä tehtaalle: 

150 m3

15 km1. Hakkuu

k l 250 m3

40 km100 m3

35 km

2. Metsäkuljetus

3. Kaukokuljetus

50 m3

25 km

4. Jalostus tehtaalla

P h ki t lPuunhankinta‐alue

Puunjalostuksen arvoketjututkimus

h k l k

Puunjalostuksen arvoketjututkimus

• Parhaimman arvoketjun selvittämiseksi on tiedettävä hakkuun, metsäkuljetuksen, k k k l k l kkaukokuljetuksen ja puunjalostuksen kustannukset ja tuotot eri markkinatilanteissa

– Parhaimpaan nettotuottoon päättyvä ketju tavoitteena

• Aiemmissa tutkimuksissa on selvitetty hakkuunAiemmissa tutkimuksissa on selvitetty hakkuun, metsäkuljetuksen ja kaukokuljetuksen tuottavuudet ja kustannuksettuottavuudet ja kustannukset

– Tuloksina muokattavat kustannuslaskentamallit

Aika‐ ja tuotostutkimukset: korjuu & kaukokuljetusj

Aikatutkimus Keski‐Suomessa 20049 päätehakkuuleimikkoa, 5 harvennusta

Aikatutkimus Keski‐Suomessa 2005• 368 kuormaa, 17 900 m3, 9 tehdasta

8 hakkuukonetta, 10 kuljettajaa8 metsätraktoria, 9 kuljettajaa 

• 62% kuormista yhdeltä varastopaikalta, 38% useammalta varastopaikalta(2–8 varastopaikkaa)

• 13 kuljettajaa, 8 autoa

Puunjalostuslaitosten mallintaminenPuunjalostuslaitosten mallintaminen• Kustannus‐ ja tuottomallit tärkeimmille jalostuslaitoksille

– Eri puutavaralajeille tehdashinta porttien sisäpuolella (€/m3), joka perustuu todellisiin tuotantokustannuksiin

T hd hi id kä ää k j i i ii hd hi– Tehdashintaa voidaan käyttää puunkorjuun optimointiin, puun tehdashinnat ovat vertailtavissa

• Mallien testaus virtuaalisilla Greenfield‐laitoksillaMallien testaus virtuaalisilla Greenfield laitoksilla

– Olemassa olevien tehtaiden tietojen saanti vaikeaa

– Mahdollisuus herkkyysanalyysiin, jolla testattiin mallien toimivuuttayy yy , j

• Mallien yhdistäminen koko ketjun kattavaksi ja geneettisellä algoritmilla (GA) tapahtunut metsikkötason katkonnan optimointi

Jalostuslaitosten kustannuslaskennatJalostuslaitosten kustannuslaskennat• Sahan kustannuslaskenta: 200 000 m3 sahatavaraa tuottava laitos

Yht i t öt h t F t R h UK h l it l i t j t j h t S• Yhteistyötahot: Forest Research UK, sahalaitevalmistajat ja sahat Suomessa

• Männylle ja kuuselle

• Sellutehdas: 600 000 ilmakuivatonnia valkaistua markkinahavuselluaSellutehdas: 600 000 ilmakuivatonnia valkaistua markkinahavusellua tuottava tehdas• Yhteistyötaho: Aalto yliopisto (TKK)

Mä t k it• Mäntykuitupuu

• CHP‐energialaitos 100 MW:n laitos, sähköä 29 MW ja lämpöä 58 MW• Yhteistyötaho: Tampereen Teknillinen yliopistoYhteistyötaho: Tampereen Teknillinen yliopisto

• Useita polttoaineyhdistelmiä

• Paperitehdas: kuusikuitupuuta käyttävä, päällystämätöntä (SC) tuottava laitos, vuosituotos 300 000 tonnia• Yhteistyötaho: Aalto yliopisto (TKK)• Kuusikuitupuu

2.3

Sellutehtaan kustannusjakauma (%)Puun vastaanotto ja kuorinta3.4 2.42.4

14.638.9

kuorintaHaketus

Hakkeen seulonta

Hakkeen varastointi

4.0

5.1

Keitto ja esipesu

Sellun pesu ja seulonta

Happivalkaisu

8.318.6

Kemikaalivalkaisu

Kuivaus

Kemikaalikierto (polttoprosessi) Paperitehtaan kustannusjakauma (%)

Tuotantokustannukset 139 M€

kuva: Metso

(p p )

7,62,3

4,3 4,05,2

Paperitehtaan kustannusjakauma (%)Vastaanotto, purku ja kuorinta

TMP prosessi

Sulppumassan valmistus

34,418,2Perälaatikko ja viira

Puristin

Kuivaus

6,09,38,9Rullain

Kalanteri

Kelauskone

Valmiin rullan varastointi

Tuotantokustannukset 87 M€Valmiin rullan varastointi

9 %8 % 3 %

Sahan kustannusjakaumaVastaanotto

9 %4 %

12 %13 %

8 % Kuorinta

Sahaus ja särmäys

Tuorelajittelu

10 %

41 %

Kuivaus

Laatulajittelu

Varastointi ja lähetys

Alasaha (hake ja puru)

CHP-laitoksen kustannusjakauma (%)

Tuotantokustannukset 6-7 M€ kuva: Vapo

17,210,3 Polttoaineen vastaanotto ja käsittely

Polttoprosessi (fl idi d b d25,9 (fluidized bed boiler)

Turbiinilaitos

46,6Savukaasujen puhdistus

Tuotantokustannukset 10 M€

kuva: Vapo

Tulosten soveltaminen: esimerkkilaskelma

Haetaan suurinta mahdollista nettotuottoa metsikkötasolla, vain mänty kyseessä

Etsitään suurinta mahdollista ja pienintä mahdollista nettotuottoa (rajoitteet huomioiden)

Laitokset/puutavaralajit Omat laitoksetToimituskohteet

SAHA2 Tukkia 450 m3

Pikk t kki 150 3

Toimituskohteet

Pikkutukkia 150 m3

SAHA1HIRSIVEISTÄMÖ

ErikoisdimensiotTukkia 170 m3

Tukkia3420 m3

SELLUTEHDAS HÖYLÄÄMÖ TarjontaTarjonta15 koeleimikkoa = 5080 m3

KysyntäKaikki laitokset = 4830 m3Kuitupuuta

470 m3Hyvälaatuistatyvitukkia 170 m3470 m3 tyvitukkia 170 m3

Huomioidut kustannukset ja tuototHuomioidut kustannukset ja tuotot• Omat laitokset • Toimituskohteet• Kustannukset

– Kantohinta

• Kustannukset

– Kantohinta

– Hakkuun kustannukset

– Metsäkuljetuskustannukset

– Kaukokuljetuskustannukset

– Hakkuun kustannukset

– Metsäkuljetuskustannukset

– KaukokuljetuskustannuksetKaukokuljetuskustannukset

– Käyttöpääomakustannukset

– Puunhankinnan yleiskustannukset

J l k k

Kaukokuljetuskustannukset

– Käyttöpääomakustannukset

– Puunhankinnan yleiskustannukset

– Jalostuskustannukset 

• Tuotot 

– Lopputuotteet (puutavara, sellu, 

• Tuotot

– Puutavara (tukki)ym.)

Katkonnan optimointi suhteessa koko arvoketjuun: p jJori Uusitalo (Metla) & Veli‐Pekka Kivinen (HY)

• Geneettinen• Geneettinen algoritmi optimointi‐

Runkopankki -leimikko 1 Hintamatriisip

menetelmänä

Puunkorjuun

Katkonnan optimointi

Runkopankki -leimikko 2

TavoitematriisiPuunkorjuun kustannukset

-Hakkuu

Tuotot kustannukset

Runkopankki -leimikko…15

Simulointeja,

Tuotot ja kantohinnat

Tuotot – kustannukset kunnes paras ja huonoin löytyvät

- Puutavaralaji1

Tehtaan tuotantokustannukset

Hankinta-rajoitteet (m3)

Kuljetusmatka

- Puutavaralaji1 - Puutavaralaji1 - Leimikko 1 – Tehdas 1

Tulokset: toimitusmäärät tehtailles

Tila

vuus

Huonoin mahdollinen ratkaisu

Saha 2 Pikkutukki Sellu-tehdas

Hirsi-veistämö

Höyläämö

Paras mahdollinen tk i

Saha 1ratkaisuratkaisu

Tulokset: puutavaralajit leimikoittain ja tehtaittain

LeimikkoJalostus-

Hirsi-

Jalostus-laitos

Höyläämö

Saha 1

veistämö

Saha 1

Saha 2

Pikk t kkiPikkutukki

Sellu

A = Paras mahdollinen ratkaisu B = Huonoin mahdollinen ratkaisu

Tulokset jatkuu: NettotuottoNettotuotto

€Kokonaistilavuus

m3

j

€ m3

A (parasmahdollinen

24181 5083mahdollinen

ratkaisu)

B (huonoin 8380 5081B (huonoinmahdollinen

ratkaisu)

8380 5081

Erotus 15801 -

N tt t t k hd lli i illää 200 %• Nettotuoton kasvumahdollisuus enimmillään 200 %•Tällä hankinta-alueella (männyn käyttö 300000 m3/vuosi) potentiaalinen arvonlisäys 500000 – 1000000 € vuodessa

JohtopäätöksiäJohtopäätöksiä• Laskentamenetelmät toimivat, tulokset loogisiaLaskentamenetelmät toimivat, tulokset loogisia

• Laskentamenetelmä on sovitettavissa oikeaan yritysympäristöönyritysympäristöön

• Mahdollistaa eri puunkäyttömuotojen vertailun k tj j k hd l ki t i k k k tj ltarvoketjussa joko yhden lenkin tai koko ketjun osalta

• Kokonaisoptimointi toistaiseksi vain strategisen tai taktisen tason päätöksenteon apuväline, ei suoraan operatiiviseen käyttöön

Johtopäätöksiä ja tulosten tarkasteluaJohtopäätöksiä ja tulosten tarkastelua

• Laskennan potentiaali vs. todellinen tilanne?Laskennan potentiaali vs. todellinen tilanne?

• JatkojalostemarkkinatKorkea sellun hinta näkyi testilaskelmissa selvästi– Korkea sellun hinta näkyi testilaskelmissa selvästi

• Energian hinta määrittelee puun jalostusketjuissa ljpaljon

– Kuljetus, kuivaus, sähkö, …

• Markkinaperusteisen toimintaympäristön haasteet näkyvät esimerkkilaskelmissa: markkinatilanteen pienikin muutos voi kertautua arvoketjussa

Julkaisut:• Nurminen T Korpunen H & Uusitalo J 2006 Time consumption analysis of the

Julkaisut:Nurminen, T., Korpunen, H. & Uusitalo, J. 2006. Time consumption analysis of the cut‐to‐length harvesting system. Silva Fennica 40(2), 335‐363. 

• Nurminen, T. & Heinonen, J. 2007. Characteristics and time consumption of timber trucking in Finland Silva Fennica 41(3) 471 487trucking in Finland. Silva Fennica 41(3), 471‐487.

• Nurminen, T., Korpunen, H. & Uusitalo, J. 2009. Applying the activity‐based costing (ABC) to cut‐to‐length (CTL) timber harvesting and trucking. Silva Fennica 43(5), 847 870847‐870

• Korpunen, H., Mochan, S. & Uusitalo, J. 2010. An Activity‐Based Costing Method for sawmilling. Forest Products Journal 60(5):420‐431.

• Korpunen, H., Virtanen, P., Dahl, O., Jylhä, P. & Uusitalo, J. 2012. An activity‐based cost calculation for kraft pulp mill. Hyväksytty TAPPI Journaliin. 16 s.

• Korpunen, H. & Raiko, R. 2012. An Activity‐Based Cost Model for Forest Fuel Consuming Large Scale CHP plant. Käsikirjoitus julkaisusarjassa 13 s.

• Korpunen, H. & Paltakari, J. 2012. An activity‐based costing method for a paper mill. Käsikirjoitus.

iiKiitos