Egenskaper och mätning – för kontroll, styrning och utveckling

Artikeln är en del av rapporten "Skogens energi – en källa till hållbar framtid" som finns att läsa online eller köpa under "Produkter och evenemang".

Det har funnits en lag om virkesmätning i Sverige sedan 1935. Statens motiv då var att skydda den svagaste parten vid en virkestransaktion, det vill säga skogsägaren. 2008 började Skogsstyrelsen revidera föreskrifterna och i juni 2014 antog riksdagen en ny lag om virkesmätning som trädde i kraft 1 mars 2015. Den stora förändringen är att den nya lagen inkluderar skogsbränslen som stubbar, grenar och toppar. Lagstiftningen är avgränsad till köpled 1, det vill säga när en skogsägare säljer virke och virket kommer ut på marknaden. Rotpostköp och koncerninterna affärer omfattas inte av lagen.

Lagen ställer inga krav på vem som utför mätning, men man måste registrera sig som ett mätande företag. Endast mätmetoder och mätutrustning som genom dokumenterade forskningsresultat, dokumenterade prov i praktisk skala eller dokumenterad erfarenhet visat sig ge tillfredsställande resultat och som endast uppvisar obetydliga systematiska fel får användas. Mätande företag måste ha en systematisk och ändamålsenlig kontrollverksamhet av mätutrustning och metoder.

För skogsbränslehanteringen innebär den nya lagen att avsevärt fler mottagningsplatser omfattas av krav på mätning än tidigare. En undersökning vid SDC/VMU visade att ca 260 terminaler samt mellan 100 och 200 värmeverk kommer att beröras. Skogsbränslebranschen har kraftsamlat för att finna lösningar för att kunna möta de nya lagkraven och i ESS.2 har mätningsfrågorna fått en betydande tyngd och prioritet.

Volym eller vikt?

Inmätning av rundved vid mindre terminaler och mottagningsplatser har sedan länge utförts av chaufförerna. Det som har saknats är kontroll och uppföljning, något som den nya lagen kräver. I en studie inom ESS-programmet jämfördes travmätning utförd av chaufförer med travmätning utförd av virkesmätare från VMF. Resultaten visade att chaufförerna i många fall var duktiga travmätare, men att variationen mellan dem var större än mellan virkesmätarna. En utmaning i denna mätmetod blir utbildning med kontinuerlig uppföljning samt att organisera de systematiska kontrollerna så att de uppfyller lagens krav men också hamnar på en realistisk kostnadsnivå. 

Ett alternativ som studerats är att väga rundvirket och sedan ta ut spånprover med motorsåg för att bestämma fukthalten. Metoden tillämpas idag i flera länder med störst användning vid värmeverk i Österrike. I studien konstaterades att det kan vara intressant att arbeta vidare med idén, men att tekniken behöver automatiseras.

Ett annat alternativ som några aktörer inom näringen arbetar efter, är att ta fram omvandlingsfunktioner för rundvirke från vikt till volym. Chaufförerna väger virket och volymen beräknas sedan automatiskt i virkessystemen. Kontrollen skulle bli enklare än för chaufförernas travmätning, eftersom den kan göras på varje enskild våg och inte på ett kollektiv av chaufförer. Utmaningen är att få till funktioner med de parametrar som inverkar på bränslevedens densitetsvariationer.

Omräkning från densitet till volym har också studerats för delkvistade energisortiment. Traditionell travmätning av dessa sortiment låter sig inte göras, dels för att kvistarna och de klena diametrarna gör bedömningen av fastvolymprocenten osäker, dels för att en trave delkvistad energived kan innehålla ett mycket stort antal stockar, ibland ända upp till 800-900, vilket gör kontrollmätningen mycket dyr. De volymsmodeller som studerades gav en underskattning av volymen med ca 25 procent.

I Finland har man testat att ta spånprover med en såg och spånsamlare monterad i skotarens gripklo. Där togs fukthaltsprover då grot och klenträd lades upp vid väg. Fukthaltsmätning gjordes med en handhållen fukthaltsmätare direkt vid avlägget.

För det sönderdelade bränslet sker mätning genom vägning med fukthaltsbestämning för beräkning av energivärde, eller genom volymsmätning av skäppa. I en jämförande studie mellan olika mätmetoder på grotflis konstaterades att fastvolymandelen i enheten m3s varierade mellan 10 och 20 procent. Orsaken till detta antas bl.a. vara andel grenar, finfraktioner och lastningssätt. Det pågår arbeten med att försöka automatisera skäppmätningen, då främst genom att använda laser eller bildtolkning.

Vägning är en viktig komponent i många av mätmetoderna. SDC/VMU har gjort flera studier på både statiska och dynamiska fordonsvågar. ESS.2 har studerat kranhängda vågar, främst på skotare. Införandet av lastceller på skotare och lastbilar är andra tillämpningar på vägning som är aktuella. I Finland har man kommit mycket långt i användandet av kranvågar, både för bränsle och massaved.

Fukthalten – en viktig kvalitetsparameter

Fukthalten är en av de viktigaste kvalitetsparametrarna för skogsflis, eftersom den påverkar energivärdet. I dagsläget är den så kallade ugnsmetoden standard för fukthaltsbestämning. Nackdelen är att mätningen tar minst ett dygn, vilket är ett problem för många värmeverk. Flisen kan vara uppeldad långt innan mätresultatet fastställts, och man riskerar därför att få en inoptimal förbränning. Även vid mindre terminaler är ugnsmetoden för långsam och/eller besvärlig, likaså om man vill veta fukthalten under produktionsprocessen. Det behövs snabbare metoder.

ESS.2 har utvärderat flera olika mätare som använder olika tekniska principer för att inom någon minut fastställa fukthalten på sönderdelat material. Mätningen görs på prover på 0,8 till 5 liter. Detta medför att flera prover måste mätas för att få ett bra resultat för ett lastbilslass. Resultatet blir också starkt beroende av hur representativa proverna är.

Ju mer avancerad teknik som mätarna är uppbyggda kring desto högre blir kostnaden för instrumentet. Den enklaste mätaren är en liten handhållen mätare som kostar några tusen kronor och lämpar sig utmärkt till mätning för produktionsuppföljning. Mätare som använder sig av elektrisk resistans för att mäta fukthalt är mer lämpade för torrare material än skogsbränsle då mätnoggrannheten avtar kraftigt över 30 procents fukthalt.

I en pilotstudie har en vidareutveckling av röntgenteknik testats. Resultaten visade att det är fullt möjligt att i en och samma mätning av ett treliters prov bestämma såväl fukthalt, askhalt som effektivt energivärde med god noggrannhet. Men det återstår fortsatt utvecklingsarbete innan en färdig produkt kan nå marknaden.

Produktifiera – ett sätt att kommunicera

I dag kan skogsbränsle vara lite vad som helst. För att få till en effektivare beställning och leverans av rätt skogsbränsle, i rätt tid, till rätt förbrukare är det viktigt att kunna beskriva bränslets förbränningstekniska egenskaper. De koder och egenskapsbeskrivningar för skogsbränsle som finns i dagens virkessystem har liten koppling till de bränsleegenskaper som en förbränningsanläggning styr efter.

ESS-programmet har i ett projekt tillsammans med leverantörer och förbrukare av skogsbränsle samt SDC utarbetat ett förslag till standardiserad produktbeskrivning där man beskriver ursprungsmaterial, t.ex. sågspån eller grot, och egenskaper, som fukthalt, askhalt och fraktionsfördelning.

Produktegenskaperna är i förslaget specificerade så att de går att följa i produktionskedjan från stubbe till industri. Egenskaperna beskrivs med hjälp av en kombination av mätdata, erfarenhetstal och prognosberäkningar. Förslaget behandlar både sönderdelade skogsbränslen och icke sönderdelade skogsbränslen, som bränsleved, träddelar och grot.

Genom att använda väl beskrivna produktegenskaper i hela affärskedjan kan branschen nå ett antal fördelar jämfört med i dag:

• Värmeverket kan göra en tydligare beställning och få ett bränsle som passar för just deras panna.

• Leverantören vet i detalj vad kunden vill ha och kan planera verksamheten utifrån detta.

• Både köpare och leverantör kan få en snabbare och tydligare prognos och återkoppling på leveranserna, både volymer och egenskaper.

• Möjliggör transportoptimerande byten av skogsbränsle för att sänka kostnader och minska miljöpåverkan.

För att implementera en standardiserad beskrivning av produktegenskaper behövs ett fortsatt arbete på bred front.