Moisture content, weight loss and potential of energy wood in South and Central Ostrobothnia regions in western Finland

The aim of this thesis was to improve the quality of energy wood and therefore increase the potential of forest energy. About half of the mass of a freshly-felled tree consists of water. From the point of view of energy generation this water is unwelcome. There are two main ways to dry energy wood; these are artificial drying and drying naturally. The Norway spruce (Picea abies L. Karst.) stump wood dries fairly quickly in favourable natural conditions. The average moisture content (wet basis) of a stump was about 31 % one month after stump harvesting. Small-sized whole trees did not dry well at roadside storage sites under natural conditions. About one year after harvesting the moisture content of a small-sized whole tree was still about 43 %. However, during storing a remarkable weight loss of 37 % was detected between the forest and the heating plant. The most effective and the fastest drying method found in this study was the continuous compression drying method. The lowest moisture content of 30 % was achieved for Downy birch (Betula pubescens Ehrh.) by continuous pressing using 38 MPa and with a pressing time of 30 seconds. The energy consumption for compression drying is very low compared to the energy required to vaporise water in thermal drying. The techno-economic forest energy potential of the study area was 1.6 TWh/y. The forest energy potential calculations were made using the heating value of fresh wood and therefore the real potential will be greater when using dried energy wood. For absolutely dry wood the potential was about 1.9 TWh/y. The properties of energy wood vary widely depending on its assortment, storage conditions, as well as the weather conditions and the origin of the energy wood. However, a better understanding of energy wood properties will increase forest energy s potential and the use of renewable energy and thus help mitigate climate change globally.Työn tavoitteena oli edistää energiapuun käyttöä sekä parantaa energiapuun laatua alueellisesti. Kosteus on energiapuun merkittävin laatutekijä. Tuoreesta puusta suunnilleen puolet on vettä ja energiakäytön kannalta tämä on ongelmallista. Energiapuuta voidaan kuivata joko keinokuivaamalla tai kuivaamalla luonnonolosuhteissa. Energiakäyttöön nostetut kuusen (Picea abies L. Karst.) kannot kuivuvat suotuisissa olosuhteissa hakkuuaukealla ja tienvarsivarastossa melko nopeasti. Tässä tutkimuksessa kantojen keskimääräinen kosteus oli 31 % kuukauden kuluttua kannonnostosta. Pieniläpimittainen kokopuuna korjattu energiapuu ei kuivu tehokkaasti tienvarsivarastossa sillä noin vuoden kuluttua korjuusta kokopuun keskimääräinen kosteus tienvarsivarastossa oli 43 %. Varastoinin aikana pieniläpimittaisella kokopuulla havaittiin merkittävä massahävikki 37 % metsän ja lämpölaitoksen välillä. Kaikkein tehokkaimmaksi kuivausmenetelmäksi tässä tutkimuksessa osoittautui puristuskuivaus. Alin kosteus 30 % saavutettiin koivulla (Betula pubescens Ehrh.) 38 MPa paineella ja 30 sekunnin puristusajalla. Puristuskuivauksen energiankulutus on vain murto-osa verrattuna veden höyrystämiseen lämpöenergian avulla. Etelä- ja Keski-Pohjanmaan teknis-taloudellinen metsäenergiapotentiaali oli 1,6 TWh/v. Potentiaalilaskelmat tehtiin tässä tutkimuksessa, kuten yleensä, tuoreelle puulle ja näin ollen todellinen potentiaali olisi suurempi käytettäessä kuivaa puuta. Absoluuttisen kuivalle puulle alueen potentiaali oli 1,9 TWh/v. Energiapuun ominaisuudet vaihtelevat laajasti energiapuutavaralajista, kuivausmenetelmästä, varastointi- ja sääolosuhteista johtuen. Energiapuun ominaisuuksien tunteminen ja laadun hallinta edistävät uusiutuvan metsäenergian käyttöä ja vähentävät riippuvuutta fossiilisista polttoaineista