Afrapportering af projektet: SN : Oparbejdning og emballering af brænde på skovningspladsen (Fase 2)

Transkript

1 Afrapportering af projektet: SN : Oparbejdning og emballering af brænde på skovningspladsen (Fase 2) Center for Skov, Landskab og Planlægning Frans Theilby 2007

2 Resumé I projektet er undersøgt om det er muligt at udvikle et enkelt traktormonteret udstyr, som kan fælde, afkviste, afkorte og kløve træer og til slut placere det færdige brænde på paller, i storsække eller lignende, alt sammen i en arbejdsgang. Udstyret skal dimensioneres, så det er egnet til at arbejde i tyndinger i dimensioner op til 20-25cm, og investeringen må ikke overstige kr. for det komplette udstyr uden traktor. På baggrund af undersøgelsen kan uddrages følgende: Det er udviklet et enkelt traktormonteret udstyr, der kan oparbejde brænde direkte i de første tyndinger. Det producerede brænde vil kunne sælges direkte til forbrugeren uden fordyrende mellemled og med positivt dækningsbidrag. Oparbejdningsprisen på kr./m3 gør det muligt at konkurrere med de importerede brændeprodukter på markedet. Det er ikke lykkedes at udvikle et rationelt emballeringssystem, som kan håndtere brændet direkte på skovningspladsen, og det er vurderingen, at det oparbejdede brænde skal sælges som en bulkvare leveret direkte til forbrugeren i containere. Fældning og afkvistning er ikke inkluderet i løsningen, idet operatøren vurderes at have rigelig tid til at udføre disse operationer motormanuelt i løvtræsbevoksninger. Såfremt fældning og afkvistning ønskes mekaniseret i forbindelse med oparbejdning i nål, vil det fordyre maskininvesteringen med ca kr., hvorved løsningen vil falde uden for rammerne af den oprindeligt tiltænkte målgruppe. Det udviklede udstyr skal produktmodnes og CE-godkendes før en egentlig produktion kan iværksættes. Baggrund Den nuværende brændeproduktion i yngre løvtræsbevoksninger sker enten ved salg direkte til selvskovere eller ved traditionel oparbejdning på stationære brændemaskiner efter, at træerne er blevet skovet, afkvistet, afkortet og transporteret til bilfast vej og derfra videre til oparbejdningspladsen. Med den øgede konkurrence fra importeret brænde i palletårne, er det svært at opnå et positivt dækningsbidrag ved den traditionelle oparbejdning af brænde. Såfremt brændet kan oparbejdes og emballeres på skovningsstedet og derefter leveres direkte til forbrugeren uden fordyrende mellemled, vil det være muligt at tage konkurrencen op med det importerede brænde. Projektforløb I forprojektet (Fase1) blev afholdt et brainstormingsmøde under titlen Forædling på skovningspladsen. Her drøftede indbudte praktikere og forskere forskellige koncepter på baggrund af en analyse af de økonomiske perspektiver ved oparbejdning af brænde direkte i transportemballage på skovningspladsen. Af analysen fremgik, at oparbejdningsomkostningerne fratrukket omkostninger til emballering ikke måtte overstige 300 kr./m3. Af forsigtighedshensyn blev det fastsat, at oparbejdningsomkostningen ikke måtte overstige 250 kr./m3. Emballeringsomkostningen til sække og sækning blev anslået til 140 kr./m3, hvorved prisen pr. kubikmeter burde kunne holdes under 400 kr./m3. Gennemsnitsprisen på konkurrerende produkter i form af importeret brænde i palletårne blev ud fra forskellige reklamer og annoncer fundet at være ca. 600 kr./m3. 2

3 Deltagerne på mødet anså det for realistisk, at man med udgangspunkt i en modificeret Igland WP 3000 brændeprocessor kunne opbygge et brændeoparbejdningsudstyr, der ville kunne imødekomme det stillede økonomiske krav om en oparbejdningspris på under 250 kr./m3. Det blev foreslået at udvikle et særligt ophæng, så brændemaskinen kunne monteres bag på en traktor og oparbejde brændet direkte i en storsæk på en palle eller via et transportbånd til en efterhængt vogn, hvor emballeringen skulle foretages. Desuden blev det anbefalet at udvikle et enkelt afkvistningsaggregat, som kunne afkviste stammer op til 25 cm i diameter. På denne baggrund blev det besluttet at gå videre til Fase 2: Opbygning af prototype og afprøvning. I Fase 2 blev indkøbt en Igland WP 3000 brændeprocessor komplet med hydraulisk pumpestation og kabel-fjernbetjening. Der blev opbygget en konsol til liftophæng af både brændemaskine og pumpestation. Desuden blev konstrueret en vogn med plads til 4 paller og emballeringsudstyr. (se forsidefoto). Af økonomiske årsager blev det besluttet, at konsollen kun skulle kunne tilte til en side og således blot foretage indmadning fra en side. Tilsvarende blev det efter en afprøvning af maskinen droppet at udvikle et afkvistningsaggregat, idet operatøren vurderedes at have rigelig tid til at foretage en motormanuel afkvistning i løvtræsbevoksninger. I den oprindelige ansøgning var fældning og afkvistning inkluderet i maskinløsningen; men efter vurdering af udviklingsomkostninger og eksisterende udstyr blev det vurderet, at dette ville fordyre maskininvesteringen med ca kr., hvorved løsningen ville falde uden for rammerne af den oprindeligt tiltænkte målgruppe. I forbindelse med afprøvningen af maskinen blev det klart, at sækning på paller på en efterhængt vogn samtidig med oparbejdning af brænde gav mange produktionsstop og var manuelt krævende. Desuden indebar løsningen, at traktor og vogn skulle til bilfast vej hver time for at aflæsse paller med storsække. Derfor valgtes en løsning med oparbejdning af brænde direkte i en højtipvogn. For at reducere det manuelle arbejde ved madning af brændemaskinen blev der monteret et enkelt spil (skødespil) på maskinens indmadningstragt til indtrækning af effekterne, og for at forbedre maskinens stabilitet blev det besluttet, at brændemaskinen inkl. konsol skulle monteres direkte på vognstangen. Afprøvning af udstyret Afprøvningen af udstyret blev udført i en ung egebevoksning, hvor der var foretaget nedskæring af tyndingstræer med varierende diameter fra 10 25cm i DBH. Den nyudviklede konsol med brændemaskinen var liftophængt på traktoren. Hele ekvipagen arbejdede fra køresporet, hvor brændemaskinen blev tiltet sideværts til vandret, og de afkortede effekter madet ind i tragten. Derefter blev maskinen rejst til lodret og brændeoparbejdningen foregik automatisk ned i en storsæk på en palle i den efterhængte vogn (se forsidefoto). Den maksimale længde på de indmadede effekter var 5m og brændelængden på det oparbejdede brænde var ca. 30cm. Brændelængden var justerbar i 5cm`s intervaller fra 30-50cm. Betjeningen af tilt og brændemaskine foregik elhydraulisk via et elkabel og operatøren havde således tid til evt. at foretage nedskæring, afkvistning og afkortning af de næste effekter til indmadning, mens maskinen oparbejdede brænde. Det blev under afprøvningen klart, at indtrækning af effekter var fysisk belastende for operatøren og brændemaskinen blev efterfølgende forsynet med et let spil til indtrækning af effekter. I det gennemførte studie (bilag 1) var præstationen 1,8 m3/tim, svarende til en oparbejdningspris på 211 kr./m3 med udgangspunkt i en timepris på 380 kr. (se maskinkalkule i bilag 2). 3

4 Håndteringen af brændet efter oparbejdning udgjorde en flaskehals i produktionen og bevirkede et fald i den tekniske udnyttelsesgrad for udstyret fordi: Oparbejdningskapaciteten var så høj, at udstyret måtte til bilfast vej og foretage aflæsning af.4 storsække en gang i timen. Montering af storsække og håndtering af fyldte sække på den efterspændte vogn var tidskrævende. Storsækkene væltede. Håndtering af brændet efter oparbejdning Erfaringsmæssigt er det tidskrævende at stable brænde i palletårne eller fylde det i sække. De fyldeudstyr, der findes på markedet, kræver alle meget manuelt arbejde, hvorved brændeprisen stiger uforholdsmæssigt. Derfor var den efterfølgende håndtering baseret på storsække på paller, hvor sækkene spændes ud over pallen vha. et sækkestativ. Stativet flyttes til næste palle så snart storsækken er fyldt. Indholdet i disse storsække er ca. 0,45 m3, svarende til en kasserummeter. Som udgangspunkt antog vi i projektet, at brændet efter oparbejdning kunne håndteres i disse storsække på paller på den efterhængte transportvogn. I forbindelse med pakning af juletræer på paller er der udviklet en palleudkørselsvogn på Wedellsborg, hvor pallerne glider på nogle nylonruller og nemt kan flyttes manuelt på vognen. Denne vogn havde vi fået stillet til rådighed i projektet; men det viste sig, at storsækkene krævede manuel stabling i hjørnerne for at kunne stå stabilt, når sækkestativet blev fjernet se fig. 1. Fig. 1. Kollapset storsæk. 4

5 Dermed blev det alt for omkostningstungt at håndtere brændet i storsække, og det blev i stedet besluttet, at brændet skulle håndteres som en bulkvare og oparbejdes direkte i en efterhængt højtipvogn, hvorfra det kunne læsses i en container ved bilfast vej. Ved at vælge denne løsning reduceres produktionsstop under oparbejdning af brændet i bevoksningen. Den valgte højtipvogn har et rumindhold på 8-10 m3, hvorved den kan rumme produktionen fra en ½ dags arbejde og således blot skal tømmes to gange pr. dag. I forbindelse med oparbejdning af brændet direkte i storsække opstod et problem med meget smuld og ukurante brændestykker, som aftageren ville få med i købet. Det kan give anledning til utilfredshed og reklamationer og samtidig præsenterer varen sig heller ikke så godt sammenlignet med nydeligt stablede palletårne. Ved at anvende løsningen med en højtipvogn og forsyne vognen med et tremmegulv, vil man kunne opnå, at en del af smuldet og ukurante brændestykker falder ud på skovbunden og således aldrig når frem til forbrugeren. I forbindelse med oparbejdningen i bevoksningen vil det være nødvendigt, at tippe vognen nogle gange for at gøre plads forrest i vognen, og under denne manøvre antages det, at renselsesprocessen yderligere forstærkes. Status for udviklingsarbejdet Projektet er forsinket bl.a. på grund af travlhed hos det lokale smedeværksted. De nødvendige komponenter til den færdige løsning er indkøbt (se fig. 2), og spillet er monteret på indmadningstragten. Sammenbygningen af brændemaskine og højtipvogn er ikke færdiggjort, og det har således ikke i projektet været muligt, at foretage en endelig afprøvning af det færdige udstyr med brændemaskine, spil og vogn på samme ramme. Fig. 2. Den færdige opbygning 5

6 Skov & Landskabs samarbejdspartner; Hans Kieldsen, der har forestået udviklingsarbejdet, fuldfører sammenbygningen af enheden; men ønsker ikke selv at iværksætte en produktion af brændemaskinen. For at den udviklede maskine skal kunne sættes i produktion og sælges, vil det kræve en CEmærkning, som i givet fald skal bekostes af en kommende producent sammen med udarbejdelsen af en brugsanvisning. Hans Kieldsen oplyser, at flere producenter har vist interesse for maskinen. Vurdering af økonomi Der er foretaget en maskinomkostningsanalyse i maskinkalkuleprogrammet LOGGAM (bilag 2) med udgangspunkt i en investering i brændemaskinen på kr. og kr. for en brugt traktor. Der er regnet med 100 arbejdsdage pr år og en teknisk udnyttelsesgrad på 80 %. Renten er sat til 6 %, og den økonomiske levetid til 6 år med en forventet restværdi på 30 %. Dette giver en timepris for den samlede ekvipage på 380 kr./tim. I udenlandske studier af Igland WP 3000 vedprocessor regnes med præstationer på 10 m3/tim ved oparbejdning på brændeplads med processoren ophængt i frontlæsser eller gravemaskine. Ved det gennemførte tidstudie blev opnået en præstation på 1,8 m3/tim, og samtidig blev det vurderet, at en realistisk præstation for den færdigudviklede brændemaskine ville være 2 m3/tim. Efter de gennemførte forbedringer og færdigmonteringen af maskinen forekommer denne vurdering stadig at være realistisk. Dermed bliver oparbejdningsprisen for brændet i skoven ca. 190kr/m3. Dertil skal lægges prisen for udkørsel og emballering af brændet. Med den valgte udkørselsløsning i form af en højtipvogn, skal der foretages aflæsning i en container to gange om dagen, og containeren kan evt. tages med til brændeplads eller lign. til fyraften. Derved reduceres den tekniske udnyttelsesgrad for ekvipagen fra 80% til %, og timeprisen stiger til kr./tim. Det giver en samlet oparbejdningspris for brændet på kr./m3 læsset i container ved bilfast vej. Det producerede brænde er klippet over og præsenterer sig ikke så pænt som det brænde, man ser i palletårne hos byggemarkeder. Desuden er brændet friskskovet og bør sammenlignes med der brænde, som man køber fra skoven i 2,0-2,7m længder eller evt. køber til selvskovning. At der er tale om brænde fra bøg eller eg, som sandsynligvis har en højere brændværdi end det meste brænde i palletårne, tæller nok ikke meget i forbrugerøjne i forhold til pris og bekvemmelighed ved håndteringen. Såfremt man ønsker at emballere brændet fra containeren i sække er omkostningen i forprojektet anslået til 140 kr./m3, hvorved den samlede brændepris bliver kr./m3. Der med er det opsatte mål fra forprojektet om en samlet brændepris på under 400 kr./m indfriet. Det er imidlertid vurderingen, at emballering af brændet i sække eller storsække primært vil øge brændeprisen og stadig ikke præsentere brændet på en konkurrencedygtig måde i forhold til palletårnene, og derfor bør det oparbejdede brænde sælges som en bulkvare leveret i containere. Den følgende sammenstilling af priser på løvtræbrænde og oparbejdningsomkostninger understreger denne vurdering. Priserne er gennemsnitspriser indhentet hos forskellige private og offentlige skove, og prisspændet dækker også variationen mellem bøg og andet løv. 6

7 Brændetype Salgspris u. moms Kr./m3 Oparbejdningsomk. Kr./m3 DB 1 KR./m3 Palletårne ? Selvskovning ,7 m effekter * Brænde cm * Projektbrænde bulkvare ** i storsæk ** *Oparbejdningspriserne dækker skovning kr./m3, udkørsel kr./m3 og brændeoparbejdning kr./m3. ** Anslåede salgspriser med udgangspunkt i den konkurrerende pris fra brænde stablet i palletårne Det er selvfølgelig fristende at forfølge det højest opnåelige dækningsbidrag; men det indebærer en lang række usikkerhedsmomenter og forudsætter desuden, at der findes disponibel arbejdskraft. En realistisk vurdering af talmaterialet tilsiger, at man bør gå efter det højeste blandt de pessimistiske dækningsbidrag. I ovenstående tilfælde er der ved levering af det oparbejdede brænde som bulkvare regnet med en salgspris fra 500 kr./m3. Dermed er brændet billigere end det, der leveres i palletårne, og der er således kompenseret for nogle af de påpegede ulemper omkring fugtighed og øget håndtering ved levering som bulkvare. Konklusion Det er med opbygningen af prototypen af brændemaskinen lykkedes at udvikle et traktormonteret udstyr, der kan oparbejde brænde på skovningspladsen. Brændemaskinen er udviklet til oparbejdning af brænde i de første tyndinger, hvor den kan producere brænde, der kan sælges direkte til forbrugeren med et positivt dækningsbidrag. Det er ikke lykkedes at udvikle et rationelt emballeringssystem, som kan håndtere brændet direkte på skovningspladsen, og det er vurderingen, at det oparbejdede brænde skal sælges som en bulkvare leveret direkte til forbrugeren i containere. Fældning og afkvistning var oprindelig inkluderet i maskinløsningen; men er udeladt i den valgte løsning, da operatøren vurderes at have rigelig tid til at udføre disse operationer motormanuelt i løvtræsbevoksninger. Såfremt det i forbindelse med oparbejdning i nål er nødvendigt at mekanisere funktionerne, anslås det at ville fordyre maskininvesteringen med ca kr., hvorved det falder uden for de fastsatte rammer for dette projekt. 7

8 Bilag 1. Frekvensstudie af brændemaskine til oparbejdning af brænde på skovningspladsen Frekvensstudiet blev udført den i en ung egebevoksning. Frekvensstudiet blev udført over 27 min.med 10 sekunders interval. De oparbejdede effekter varierede fra cm i diameter og blev før indmadningen skåret i længder på 2-4 meter. Resultat Tidsforbrug % Indmadning (manuelt) 26 Oparbejdning 54 Flytning med oparbejdning Flytning uden oparbejdning Afkvistning Tillægstid (nødvendig) 1 Tillægstid (unødvendig) 7 Samlet operationstid 100 I løbet af studiet blev oparbejdet 2 sække brænde i en efterhængt vogn svarende til en præstation på 1.8 m3/tim. Maskinprisen er beregnet til 380 kr./tim ved en total-investering på kr., en lønomkostning på 150 kr./tim og en teknisk udnyttelsesgrad på 80 %. Dette giver en oparbejdningsomkostning på 211 kr./m3 ved den opnåede præstation på ca. 4 sække/tim. Kommentarer til studiet Oparbejdning: Maskinen oparbejder brænde i 54 % af operationstiden i princippet uden nogen indblanding fra operatøren. Dette giver operatøren rig mulighed for at udføre andre opgaver som f.eks. fældning, afkvistning og fremtrækning. En evt. mekanisering af disse arbejdsoperationer vurderes at ville fordyre maskininvesteringen unødigt på nuværende tidspunkt. Udkørsel af det oparbejdede brænde er ikke inkluderet i studiet. Såfremt udkørslen inkluderes, antages den tekniske udnyttelsesgrad at falde til omkring 65 %, hvorved maskintimeprisen stiger til 462 kr./tim. Derved øges oparbejdningsomkostningen til 256 kr./m3 ved den opnåede præstation. - Det bør bemærkes, at maskinen vil være i stand til at oparbejde brænde også under udkørsel, hvorfor faldet i den tekniske udnyttelesgrad muligvis vil være mindre end her antaget. 8

9 Økonomi: Med udgangspunkt i det udførte studie vurderes maskinens præstation at ligge mellem 3 og 5 sække i timen svarende til m3/tim. Ved en teknisk udnyttelsesgrad på 80 % vil det svare til oparbejdningsomkostninger på kr./m3. Reduceres den tekniske udnyttelsesgrad i forbindelse med udkørslen til 65 % vil det svare til oparbejdningsomkostninger på kr./m3. Den studerede maskine er en prototype og det vurderes, at en færdigudviklet maskine med en egnet efterhængt vogn vil kunne opnå en præstation på ca. 2 m3/tim. Den totale oparbejdningsomkostning inkl. udkørsel vil så være omkring 230 kr./m3. 9

10 Bilag 2. Maskinkalkule for brændemaskine Traktor Brændemaskine Omk. kr/år *Omk. kr/g15-tim Arbejdsdage/år Timer/dag 7½ 7½ Tekn.udnyttelsesgrad % Flyttetid i % 5 5 Rente p.a. i % 6 6 Restværdi i % af invest Økonomisk levetid i år 6 6 Lønomk. kr/tim 150 Investering, kr ** Lønomk./kr Forsikring mm./kr Kapitalomk./kr Service/reparation/ kr Brændstof 5 l/tim Samlede omkostninger * Den effektive maskintimepris. Den effektive maskintime udtrykkes som G-15 time, hvilket indebærer, at pauser under 15 min er inkluderet i G-15 timen. Pauser over 15 min er ikke inkluderet, men kommer til udtryk i maskinens tekniske udnyttelsesgrad. I kalkulen regnes således med 570 effektive maskintimer og 30 flyttetimer på årsbasis. ** Prisen består af Igland WP 3000 Vedprocessor til kr. og tipvogn til kr. samt ca kr. til konsol og sammenbygning. 10