Kuopiolainen diplomi-insinööri kehitti menetelmän puunpolton pienhiukkaspäästöjen vähentämiseen

Diplomi-insinööri Heikki Suhonen haluaa kaupallistaa väitöstyönsä tuloksen päästösieppariksi Noeton Oy:ssä.

Heikki Suhonen polttaa Itä-Suomen yliopiston polttosimulaattorin konttisaunaan asennettua Porin Mattia. Henna Kokkonen

Esa Kurki

Puunpolton yhteydessä ilmakehään pääsee pienhiukkasia, joilla on ikäviä vaikutuksia ympäristöönsä. Oikeilla polttotavoilla voidaan vaikuttaa paljon hiukkasten syntyyn. Hiukkasia voidaan ottaa poltossa myös kiinni – suodattaa niitä sähköisillä jälkikäsittelymenetelmillä.

Lokakuun lopulla Itä-Suomen yliopistossa väitellyt diplomi-insinööri Heikki Suhonen kertoo, että noki kuuluu merkittävimpiin pienhiukkasiin, joita pääsee ilmaan puunpoltossa.

– Noki on mustaa, ja se sitoo itseensä lämpöä ja lämmittää ilmastoa. Noki pysyy ilmakehässä vain pari viikkoa ja päätyy takaisin maan pinnalle.

Puuta poltetaan paljon erityisesti pohjoisella pallonpuoliskolla, jossa on myös jäätiköitä.

– Noki tummentaa lumen pintaa ja nopeuttaa siten jäätiköiden sulamista, Suhonen toteaa.

Pienhiukkaspäästöt aiheuttavat lisäksi merkittäviä terveyshaittoja varsinkin tiiviisti rakennetuilla asuinalueilla, joilla poltetaan paljon puuta tulisijoissa.

Kun hiukkaset kerätään jo tulipesään, ne myös palavat pois.

Suhosen mukaan Saksa, Itävalta ja Sveitsi ovat edelläkävijämaita sähköisen suodattamisen käytössä pienhiukkaspäästöjen vähentämiseksi.

– Näistä maista löytyy puolisenkymmentä yritystä, jotka kehittävät sähkösuodattimia lähinnä piipun päähän tai savukanaviin asennettavaksi. Suodatin toimii niin, että ensin hiukkaset varataan sähköisesti ja kerätään sitten sähkökentällä.

Suhosen väitöstyön merkittävin tieteellinen havainto on, että puun pienpoltossa syntyneiden hiukkasten luonnollista sähkövarausta voidaan hyödyntää hiukkaspäästöjen vähentämiseksi.

– Meidän menetelmässä hiukkasia ei tarvitse erikseen varata, vaan hyödynnetään sitä, että palamisen kemiallisessa prosessissa syntyy sekä positiivisia että negatiivisia ioneja.

Suhosen mukaan hiukkasten luonnollista sähkövarausta hyödyntävä laite tarvitsee sähköä hyvin vähän, periaatteessa vain laitteen sähköhäviöihin.

– Näen, että on järkevämpää kerätä hiukkaset jo tulipesässä kuin vasta piipun päässä. Kun hiukkaset kerätään jo tulipesään, jäävät ne korkean lämpötilan vaikutuksen alle ja palavat pois.

Kuopiolainen Suhonen korostaa, että suodattimien helppokäyttöisyys on olennaista kotitalouskäytössä. Pienhiukkasten ”nappaamisesta” ei saa aiheutua merkittävää lisävaivaa.

– Motivaationa oli lähteä kehittämään sekä helppokäyttöistä että edullista laitetta. Hinta ratkaisee pitkälti, yleistyvätkö tällaiset laitteet.

Heikki Suhonen kuvaa protolaitetta halkaisijaltaan parisenttiseksi putkeksi. Laitteen muoto todennäköisesti vielä muuttuu kehitystyön jatkuessa.

Piipun päälle asetettavilla sähkösuodattimilla on ylletty parhaimmillaan pienhiukkasten 90 prosentin erotustehokkuuteen. Protolaitteella yllettiin väitöstutkimuksessa 45 prosenttiin.

– Se on huomattavasti tehottomampi mutta tuo kuitenkin merkittävän parannuksen. Prototyypillä todennettiin, että ilmiö on hyödynnettävissä, ja prosenttia on varmasti mahdollista nostaa.

Suhosella on tavoitteena siirtyä tutkijanuralta yrittäjäksi kehittämään ja hyödyntämään kaupallisesti niin kutsuttua päästösiepparia. Hän perusti tänä vuonna neljän muun osakkaan kanssa Noeton Oy:n tuotteistamaan menetelmä. Tavoitteen mukaan laite tulisi saada markkinoille lähivuosina.

Suhosen mukaan aikatauluun vaikuttaa vahvasti, miten neuvotteluissa rahoittajien kanssa edistytään.

Pienhiukkaspäästöt ovat sikälikin hyvin ajankohtainen aihe, että ensi vuoden alusta EU:ssa määritetään ensimmäistä kertaa puun pienpolton hiukkaspäästöille raja-arvot, joihin uusien myynnissä olevien varaavien takkojen ja kamiinoiden tulee yltää.

– Direktiivin myötä valmistajille tulee motivaatio kehittää polttotekniikkaa, ja todennäköisesti päästörajat tiukentuvat edelleen tulevaisuudessa. Samalla tällaiselle erilliselle menetelmälle voi tulla menekkiä, Suhonen näkee.

Hän rinnastaa puun pienpolton nykytilanteen 1960-luvun autoihin. Siitä lähtien autojen päästöjä on pistetty kuriin tiukentuvaan tahtiin.

– Voi olla, että jossain vaiheessa erilliset suodatinlaitteet tulevat standardiksi takkoihin.

Suhonen pitää puunpolttoa niin hyvänä lämmitysmuotona, että sen tulevaisuus on turvattava, mutta samalla ilmasto- ja terveyskysymykset on otettava huomioon.

Vapaa-aikanaan tuleva tohtori polttaa puuta kesämökillä niin takassa kuin kiukaassa – ja toistaiseksi ilman suodattimia.

Hän: Heikki Suhonen

36-vuotias.

Syntynyt Varkaudessa, asuu Kuopiossa.

Valmistunut diplomi-insinööriksi Tampereen teknillisestä yliopistosta vuonna 2013.

Työskenteli mikkeliläisessä Tassu ESP Oy:ssä, joka kehittää suodatusmenetelmiä puunpolttoon.

Kehittänyt sähkösuodattimen myös uusiseelantilaiselle polttolaitteita valmistavalle yritykselle.

Väitteli 29.10. Itä-Suomen yliopistossa luonnontieteiden ja metsätieteiden tiedekunnassa.

Väitöskirja, ”Novel electrical particle emission reduction methods for small-scale biomass combustion”, kuuluu ympäristötieteen alaan.

Perusti neljän muun osakkaan kanssa tänä vuonna yrityksen Noeton Oy, jonka tarkoitus on kehittää tulisijoihin kaupallinen tuote pienhiukkasten poistoon.

Kommentoi

Uutiskirje

Tilaa päivän tärkeimmät uutiset. Saat joka iltapäivä kuusi juttua, jotka ainakin kannattaa lukea. Uutiskirjeen tilaaminen on maksutonta.

Lomaketta suojaa reCAPTCHA, johon pätevät Googlen Tietosuoja ja Käyttöehdot.

Palvelut