NunnaUuni wint de innovatiewedstrijd van de Roetcampagne
NunnaUuni heeft de innovatiewedstrijd van de ‘White Snow, Clean Air’-campagne gewonnen door de schone verbranding van de Gouden Vuur-methode te combineren met Mammutti-speksteen, waardoor de roetuitstoot van de haard met meer dan 50% wordt verminderd in vergelijking met de meest gebruikte kachels met warmteopslag in Finland.
NunnaUuni Oy is uitgeroepen tot winnaar in de categorie verbranding voor huishoudelijke doeleinden van de innovatiewedstrijd, georganiseerd door de Climate Leadership Coalition (CLC), de Finse vereniging voor bio-energie, het Finse innovatiefonds Sitra, het Finse milieu-instituut (SYKE) en de centrale vereniging van schoorsteenvegers. De wedstrijd zocht naar oplossingen voor de vermindering van de uitstoot van roet. De winnaars zijn bekendgemaakt tijdens de ministeriële bijeenkomst van de Arctische Raad in Rovaniemi op 6 mei 2019.
Het Noordpoolgebied warmt tweemaal zo snel op als het wereldgemiddelde. Naar schatting 20-25 procent van de opwarming in noordelijke gebieden wordt veroorzaakt door roet, een vorm van zwevende deeltjes. Roetdeeltjes warmen de atmosfeer op, absorberen zonlicht wanneer ze zich op ijs en sneeuw afzetten en versnellen zo het smeltproces.
Roet wordt uitgestoten door de verbranding van hout, andere biomassa en kolen in woningen, het wegvervoer, landbouw- en bouwmachines, de industrie, elektriciteitscentrales en het affakkelen, d.w.z. het verbranden van overtollige olie en gas op olieproductieterreinen. Roet heeft een bijzonder sterke impact in het noorden omdat het zich afzet op ijs en sneeuw. Dit is uiterst problematisch in de lente en de zomer, wanneer de zon in het noorden hoog staat. Roet wordt door luchtstromen naar het noorden getransporteerd, maar ook in de noordelijke gebieden zelf is de uitstoot hoog. Ongeveer een derde van de opwarming door roet in het Noordpoolgebied wordt veroorzaakt door de emissies van de lidstaten van de Arctische Raad.
De meeste van de 2,2 miljoen haarden in Finland hebben een traditioneel rooster, waardoor alle verbrandingslucht als primaire lucht direct onder het hout stroomt. De gassen die uit het hout vrijkomen, verbranden dus in de houtstapel. De hitte van de vlammen versnelt de vergassing van het hout, waardoor er te weinig verbrandingslucht overblijft om de gassen te verbranden. Deze onverbrande gassen omvatten schadelijke rookemissies en verspilde brandstof. Pogingen om dit probleem met de rooster op te lossen omvatten mensen aanleren om het vuur bovenaan de brandstapel aan te steken. Maar dit regelt alleen de vergassing voor de eerste brandstoflading, wanneer de rook schoon lijkt. Wanneer koolstof wordt toegevoegd, ontbrandt het hout van onderaf en versnelt de verbranding snel om de overmatige vergassingsfase te bereiken.
Zoals de meeste materialen uit gietijzer is het meest gebruikte keramische materiaal voor kachels, wat de thermische eigenschappen betreft, gecategoriseerd als een isolator, vanwege de lage warmtegeleiding. Naarmate de verbranding op een rooster intenser wordt, neemt het thermisch vermogen toe. Als een haard van een isolator is gemaakt, kan hij niet de volledige thermische lading opslaan, maar ontsnapt de thermische energie via het rookkanaal als een heet rookgas. Daardoor wordt de energie uit brandhout verder verminderd, waardoor meer hout moet worden verbrand, wat weer hogere emissies veroorzaakt.
NunnaUuni begon begin jaren ’90 met uitgebreid onderzoek naar de thermische eigenschappen van speksteen. Studies aan het eind van het decennium toonden aan dat fijnkorrelige, georiënteerde magnesietspeksteen zeer hittebestendig is en zeer efficiënt thermische energie absorbeert. Daardoor is het ideaal als materiaal voor de productie van verbrandingskamers voor kachels met warmteopslag. Dergelijke studies bevestigen de waarde van de door NunnaUuni gebruikte speksteenlaag. De georiënteerde magnesietspeksteen die uit de afzetting wordt gewonnen, staat bekend als Mammutti-speksteen.
Dankzij kennis van en vertrouwen in deze vuurvaste speksteen zagen we het potentieel voor de ontwikkeling van verbrandingstechnologie. Bij de millenniumwisseling was een schone vergassings-verbrandingsmethode geboren – Gouden Vuur. Zijn schone verbranding is gebaseerd op een nauwkeurig beheer van de luchtstroom. In verschillende stadia wordt precies de juiste hoeveelheid lucht voor de verbranding geleverd. Bij de Gouden Vuur-methode wordt een kleine hoeveelheid verbrandingslucht als primaire lucht door de openingen in het rooster onder de sintels aangevoerd voor een gelijkmatige vergassing van het hout door houtgasverbranding. Het grootste deel van de verbrandingslucht wordt als voorverwarmde secundaire lucht rond de houtblokken en op hun bovenoppervlak geleid via openingen rond de randen van het rooster, waardoor de gassen die gelijkmatig uit de houtblokken vrijkomen, bij een hoge temperatuur van 800-1200 °C worden ontstoken.
Vanwege de hoge hittebestendigheid en thermische geleidbaarheid van speksteen zijn de verbrandingskamers van NunnaUuni gemaakt van het materiaal dat warmte efficiënt opslaat. De thermische geleidbaarheid van Mammutti-speksteen is meer dan vijf keer beter dan die van keramische kachels. Daardoor kan de NunnaUuni-kachel de door een efficiënte verbranding gegenereerde warmte snel opslaan.
Bij gebruik van de Gouden Vuur-vergassingsmethode is de resulterende uitstoot van roet ongeveer 40% lager dan bij de algemeen gebruikte roosters. Door de efficiënte warmteopslag van Mammutti-speksteen wordt tot 40% meer thermische energie in houtbrandstof opgeslagen dan bij traditionele, keramische warmteopslagkachels van dezelfde grootte. Omdat met de rookgassen geen warmte en onverbrande brandstof ontsnappen, wordt in de NunnaUuni dezelfde hoeveelheid warmte opgewekt, maar met meer dan 50% minder roetuitstoot dan in de meeste tegenwoordig gebruikte haarden.
Lees meer in een persbericht van de organisatoren van de wedstrijd »
