Tässä jutussa pohditaan, millaisia metsäkoneet ovat vuonna 2045. Siihen on aikaa 22 vuotta, joten kestävyytensä puolesta nyt valmistuvat koneet voivat olla vielä silloin töissä.

Epävarmaa tosin on, saako dieselmoottoreihin tuolloin enää polttoainetta. Epävarmaa on sekin, voiko puuta korjata koneella, jossa ei ole kuljettajasta riippumatonta harvennuksen ja luontolaadun seuranta-automatiikkaa.

Mitä suurimmalla todennäköisyydellä ainakin hakkuukoneissa on kuljettaja vuonna 2045. Siitä seuraa, että ohjaamossa pitää olla laajalti ikkunapintoja kuten nytkin. Niinpä koneet näyttävät suunnilleen samalta kuin nykyiset hakkuukoneet – ja myös 1990-luvun koneet.

Kannattaa siis unohtaa maanpinnan yläpuolella leijuvat, lasersäteellä puuta leikkaavat automaattiset metsäkoneet. Teemme niistä ehkä jutun maaliskuun 2123 Metsälehteen…

Koneet valtasivat savotat 1980-luvulla

Katsaus muutaman kymmenen vuoden taakse osoittaa, kuinka huimaa metsäkoneiden kehitys on ollut.

1960-luvulla suomalaisvalmistajat rakentelivat ensimmäisiä kuormatraktoreitaan. Silloin kehitystä siivitti maaseudun autioituminen: koneista haettiin apua, kun metsätöihin ei enää riittänyt tekijöitä.

Tietotekniikka tuli koneisiin jo paljon ennen kuin sitä osattiin käyttää. Metsätalousinsinööri Sakari Pinomäki esitteli 1970-luvulla harvesterin, Pika 75:n, joka kaatoi, karsi ja katkoi puut. Sellaisia osasivat muutkin tehdä, mutta Pinomäki viritti koneensa myös mittaamaan ja apteeraamaan rungot. Idea oli noin 20 vuotta aikaansa edellä eikä menestynyt vanhakantaisella metsäalalla.

1980-luvulla ketterät kouraharvesterit alkoivat kiilata metsureita pois työmailta. Lopullisesti savotat koneellistuivat 1990-luvulla.

Samalla opittiin hyödyntämään tietotekniikan mahdollisuudet. Hakkuukoneen tekemä mittaus ja apteeraus alkoivat kelvata myös puunkorjaajille ja metsänomistajille.

Entistä luotettavampia ja mukavampia

Koneiden tuottavuus tuntia kohti tehtyinä puukuutioina ei 30 vuodessa ole lisääntynyt kovinkaan paljon. Silti 2020-luvun koneet kaatavat puuta aivan eri tahtiin kuin edeltäjänsä. Syynä on koneiden huimasti parantunuttoimintavarmuus, metsäkoneyrittäjä, Putaan Mottimestarien toimitusjohtaja Pasi Mikkonen kertoo.

”Takavuosina piti olla yksi huoltomies neljää konetta varten, nyt yksi huoltomies pitää 14 konettamme kunnossa. Koneet ovat nykyisin niin luotettavia, että kohta voimme pestata kuljettajia, jotka eivät osaa rassata koneita. Vian tullen kutsutaan huolto paikalle.”

Kallistuksia vakaava, tehokkaasti ääniltä ja tärinältä vaimennettu ja ilmastoitu ohjaamo luo toimistoa vastaavat työskentelyolosuhteet. Tämä helpottaa kuljettajien työssä jaksamista.

”Tärinä ja melu kuormittavat kuljettajaa merkittävästi. Nykyisin kuljettajat jaksavat työvuoronsa aiempaa paremmin loppuun ja vielä muutakin elämää”, sanoo Itä-Suomen yliopiston metsäteknologian professori Kalle Kärhä.

Lisää apuja kuljettajalle

Jatkossa metsäkoneiden tuotekehityksessä pyritään tekemään järjestelmiä, jotka opastavat kuljettajaa. Se on varautumista puunkorjuuta maailmanlaajuisesti vaivaavaan kuljettajapulaan.

”Tulevaisuuden koneiden pitää olla sellaisia, että korjuu sujuu, vaikka menettäisimme parhaat kuljettajat muille aloille. Silloin 80 prosentin kuskin on yllettävä 100 prosentin tulokseen”, koneyrittäjä Mikkonen sanoo.

Kouriintuntuva helpotus kuljettajan työhön on ollut tietokoneiden valjastaminen metsäkoneen puomin ohjaukseen.

Alun perin John Deeren kehittämässä puomin kärkiohjauksessa kuljettaja ohjaa joystickillä puomin kulkusuuntaa ja kärkiohjaus hoitaa loput. Tämä parantaa vähemmän ammattitaitoisten kuljettajien työtehoa ja kokeneemmankin työ kevenee.

Kärkiohjauksessa käytettävä teknologia tarjoaa myös uuden mahdollisuuden harvennusten laadun valvontaan, mutta palataan siihen tuonnempana.

John Deerellä on myös Timbermatic Maps -ohjelmisto, jossa hakkuukone tallentaa paikkatiedon tekemistään puutavarakasoista ja välittää tiedon kuormatraktorille.

”Sen avulla kuljettaja tietää, mistä saa esimerkiksi nopeimmin kokoon kuorman mäntytukkia. Puut löytyvät vaikka lumen alta”, kertoo John Deeren tuotekehitysjohtaja Juha Vainio.

Seuraavaksi opastetaan harventajaa

Seuraava askel lienee harvennusta ohjaavan ja valvovan järjestelmän tuominen koneisiin.

Metsäorganisaatioiden omistamassa tutkimuslaitos Metsätehossa on kehitteillä automatisoitu menetelmä, jossa hakkuukoneen tietokoneet voivat laskea ajourilta ja niiden väleiltä poistettujen puiden määrää. Jäävän puuston tiheys saadaan laskettua tosiaikaisesti niiden erotuksen perusteella.

”Tämä onnistuu hakkuukoneilla, jotka on varustettu puomin kärkiohjauksella”, toteaa Metsätehon tutkimusjohtaja Jukka Malinen.

Paljon enemmän huomiota ovat kuitenkin saaneet hakkuukoneisiin asennettavat laserkeilaimet. Niitä käytetään harvennettavan puuston kuvaamisessa, poistettavien puiden valinnassa ja jäävän puuston määrän tosiaikaisessa laskemisessa.

Pisimmälle laserkeilausta on kehittänyt Ponsse, joka viime syksynä esitteli Thinning Density Assistant -laitteen. Se on osoittautunut toimivaksi apujärjestelmäksi, mutta ei ole myynnissä.

Kuusivaltaiset ja runsaasti alikasvosta sisältävät metsät voivat Ponssen mukaan olla keilaimelle aluksi haastavia, mutta niissäkin harvennuksen jälkeinen runkoluku saadaan todennettua.

Arvattavasti 2040-luvulla metsien käsittelyn tukena käytetään hakkuukoneen keilaustietoa, hakkuun yhteydessä pienoislennokilla tai droonilla otetuista kuvista muodostettuja puukarttoja sekä tuoreista satelliittikuvista ja avoimesta metsävaratiedosta saatavia puusto- ja maaperätietoja.

Parhaimmillaan tämä voi mahdollistaa entistä paremmin puuston ja maaperän muutosten mukaan säätyvän, nykyistä pienipiirteisemmän metsien käsittelyn.

Polttokennoilla vuoteen 2045?

Sähkö on varmasti mukana metsäkoneiden voimansiirrossa vuonna 2045, mutta pelkästään ladattavin akuin koneet eivät ainakaan kaikilla markkinoilla vielä liiku. Siihen akkujen kapasiteetti ei veny. Ja vaikka venyisikin, työmaat ovat yleensä kaukana sähköverkoista, joten latausmahdollisuuksia ei ole.

Ensivaiheessa koneiden tarvitsema sähkö tuotetaan dieselmoottorien pyörittämillä generaattoreilla.

Tämä on jo koeteltua teknologiaa. Logset esitteli vuonna 2016 järeän 12H GTE Hybrid -harvesterinsa voimanlähteeksi diesel- ja sähkömoottorin yhdistelmän, jossa sähkömoottorilla katetaan hetkellistä tehon tarvetta. Sähkö varataan superkondensaattoriin.

Tarvittava teho saadaan tuotettua pienemmällä dieselmoottorilla kuin muuten. Se vähentää polttoaineen kulutusta ja päästöjä. Ratkaisu on menestynyt myös kaupallisesti.

”Kaksi kolmasosaa myymistämme harvestereista on hybrideitä”, kertoo Logsetin tuotekehitysjohtaja Jonas Hedström.

Ponsse kehittää sähkön ja dieselvoiman liittoa toisella tapaa. Viime syksynä esitellyssä EV1-kuormatraktorissa dieselmoottorin yksinomaisena tehtävänä on ladata akkuja, jotka antavat virtaa koneen vetomoottoreille ja puomin hydrauliikkaa käyttävälle sähkömoottorille. Akkuja ladataan myös jarrutusenergiasta alamäkeen ajettaessa.

”Voimanlähde, dieselmoottori, on erotettu voimakkaasti vaihtelevasta kuormasta ja voidaan mitoittaa keskitehon mukaan. Siinä mielessä olemme valmiita uusille energiamuodoille, jotka tulevat korvaamaan fossiilisen dieselpolttoaineen”, sanoo Ponssen tuotekehityspäällikkö Kalle Einola.

EV1-konseptia kokeilleet ovat olleet vakuuttuneita koneen suorituskyvystä. Sähköhydraulisesti toteutettu kuormain on tehokas ja tarkka. Lisäksi koneessa ajovoimansiirrossa on vetokykyä enemmän kuin tämänkokoisissa koneissa on koskaan aiemmin ollut, Einola kehuu.

Moni veikkaa tai ainakin toivoo, että koneet voitaisiin 2040-luvullakin varustaa polttomoottoreilla, vaikka fossiilista dieseliä ei varmasti enää olekaan tarjolla. Niihin tankattaisiin uusiutuvaa biodieseliä tai synteettisesti tuotettua, päästötöntä polttoainetta.

Jos tämä ei ole mahdollista, vaikeusaste kasvaa. Todennäköisin vaihtoehtoinen voimanlähde olisi siinä tapauksessa vety, josta tuotettaisiin polttokennoissa sähköä.

Hankalaksi asian tekee vedyn pieni energiatiheys.

”Työvuoron riittävälle vetymäärälle tarvittaisiin kolmen kuutiometrin tankki, vaikka vety olisi paineistettu 700 bariin”, Logsetin Hedström toteaa.

Kuljettajille yhä tarvetta

Ihmistä tarvitaan ainakin hakkuukoneiden kuljettajiksi vielä vuonna 2045. Heidän toimenkuvansa kuitenkin muuttuu.

”Työ muistuttaa entistä enemmän prosessinhoitajan tehtävää. Hakkuutyö, harvennettavien puiden valinta ja harvennuksen seuranta automatisoituvat, samoin ajourien suunnittelu. Kuljettaja valvoo, että kaikki sujuu suunnitellusti”, ennustaa professori Kärhä.

”Pääosan työajastaan kuljettaja ehtii vaikka syödä eväitään”, visioi Logbullet-pienmetsäkoneita valmistava Pekka Syvänen.

Voi olla, että parinkymmenen vuoden kuluttua hakkuukoneen kuljettaja on ensimmäinen ihminen, joka käy puukaupan kohteena olevassa metsässä. Leimikonsuunnittelu ja puukaupat voidaan tehdä metsävaratiedon perusteella sisätöinä digitaalisesti.

Koneyrittäjä Pasi Mikkonen pitää mahdollisena, että ensimmäisiä ilman kuljettajaa toimivia kuormatraktoreita voisi olla käytössä jo 2040-luvulla. Hakkuukoneen kuljettaja valvoisi niiden toimintaa.

”Löin kuusi vuotta sitten vetoa, että viiden vuoden kuluttua meillä on kuljettajatta toimivia ajokoneita, mutta hävisin aika kalliin konjakkipulloin. Käsittääkseni tämä olisi teknisesti jo mahdollista, mutta isot konevalmistajat eivät ole nähneet tarvetta kiirehtiä sen kehittämisessä”, Mikkonen sanoo.

Myös koneiden etäohjaus onnistuisi 2040-luvulla. Sillä ei suuria hyötyjä silti saavutettaisi.

”Jonkun oltava paikalla, kun ketju lentää moton laipalta pois”, Syvänen pohtii.

Pienenevätkö metsäkoneet?

Metsänomistaja Tomi Leimiö toivoo nykyistä monipuolisempaa valikoimaa metsäkoneita. Se tosin ei näytä todennäköiseltä, koska puunkorjuuta tehdään pääosin metsäyhtiöiden lukuun. Tilanne voisi olla toinen, jos metsänomistajat tilaisivat itse korjuupalveluita yrittäjiltä.

Ajourilta toimivien hakkuukoneiden kokoa ei ole helppoa pienentää.

”Koneissa on oltava yli kymmenen metriä pitkä puomi, jotta harvennus 20 metrin ajouravälein onnistuu. Se edellyttää leveitä ja vakaita koneita”, John Deeren Juha Vainio kertoo.

Kuormatraktorit sen sijaan voisivat olla pienempiä. Siinä haasteena on koneiden tuottavuus, joka on suoraan verrannollinen kantavuuteen.

”Nykyistä kevyempien koneiden käyttö edellyttäisi, että metsänomistajat tyytyisivät viisi kuusi euroa nykyistä alempaan kantohintaan ensiharvennuksella. Sen verran kuutiokohtaiset korjuukustannukset nousisivat”, koneyrittäjä Pasi Mikkonen laskee.

Kalle Kärhä ja Pekka Syvänen uskovat, että harvennuksilla korostetaan metsänhoidon vaatimuksia. Se tarkoittaa koneiden pienenemistä.

”Hakkuukoneen tuotto on suunnilleen sama koneen koosta riippumatta. Ennustan, että harvennuksilla koneet kapenevat reilun kahden metrin levyisiksi, siis suunnilleen Sampon pienimmän hakkuukoneen kaltaiseksi. Tällöin koneilla liikutaan myös ajourien välissä”, Syvänen sanoo.

Syväsen Logbullet-traktorit ovat kantavuudeltaan pari tonnia. Hän korostaa, etteivät niin pienet koneet ole ratkaisu kaupallisille harvennuksille.

”Pienkoneet tehdään ammattimaisille tonttipuun kaatajille ja metsäharrastajille. Ammattimaiseen harvennukseen sopivien koneiden paino ja kantavuus asettuu viiden ja kymmenen tonnin välille.”

Jos ajankohtaiset metsäasiat kiinnostavat, tilaa Metsälehti tästä.