NunnaUuni Oy võitis kampaania Lumi valgeks, õhk puhtaks innovatsioonikonkursi Kuldse Tule põlemismeetodi ja Mammutti voolukivi kombinatsiooni toel, tänu millele tekitavad NunnaUuni küttekolded võrreldes tavaliste Soomes kasutatavate akumuleerivate küttekolletega rohkem kui poole vähem tahmasaastet.
NunnaUuni Oy võitis Climate Leadership Coalition’i (CLC), Bioenergia ry, Sitra, Soome Keskkonnakeskuse ja Nuohousalan Keskusliitto ry korraldatava tahmasaaste vähendamise kampaania innovatsioonikonkursi kategoorias „Küttekollete valmistamine ja väikepõletamine“. Konkursi kaudu otsiti lahendusi, mis võimaldaks tahmasaastet vähendada. Võitjad kuulutati välja Arktika Nõukogu ministrite nõupidamisel Rovaniemis 6.5.2019.
Arktiline piirkond soojeneb üle kahe korra kiiremini kui maakera kliima keskmiselt. Hinnanguliselt 20–25 protsenti põhjala soojenemisest tuleneb tahmast ehk mustast süsinikust, mis on peenestruktuuriline tahmatolm. Tahma peenosakesed soojendavad atmosfääri ning langedes lume ja jää pinnale akumuleerivad päikesevalgust, mis kiirendab jää ja lume sulamist.
Tahma satub atmosfääri näiteks eluhoonetes puidu, muu biomassi ning söe põletamisest, maanteeliiklusest, põllumajandus- ja ehitusmasinatest, tööstusest, energiaettevõtetest ning naftamaardlate nafta ja gaasijääkide põletamisest. Arktika piirkonnas on tahma mõju eriti suur seetõttu, et tahm langeb lume ja jää pinnale. Tahma tekitatav kahju on eriti suur kevadel ja suvel, kui põhjas on päikesevalgust rohkem. Tahma jõuab Arktikasse osalt lõunast liikuvate õhumassidega, kuid olulist mõju avaldab ka põhjalas endas tekitatav saaste. Ligikaudu kolmandik arktilise piirkonna tahmast tingitud soojenemisest tuleneb Arktika Nõukogu liikmesriikide enda tekitatud tahmasaastest.
Soome 2,2 miljonist küttekoldest on suuremal osal traditsiooniline kolderest. Tavaline kolderest juhib kogu põlemisõhu primaarõhuna otse puude alla. Sellisel juhul põlevad puudest vabanevad gaasid juba puude vahel. Leekide kuumus kiirendab puude gaasistumist, mistõttu põlemisõhku ei ole enam gaaside põlemiseks piisavalt. Põlemata jäävad gaasid moodustavadki kahjuliku suitsusaaste ning kaotsimineva kütteväärtuse. Nimetatud tavalise kolderesti probleemi püütakse parandada, soovitades süüdata puid pealtpoolt. See võimaldab vähendada puude gaasistumist vaid esimese täitmiskorra ajal ja suitsugaasid paistavad puhtad. Hiljem sütele puid lisades süttivad puud ikka altpoolt ning põlemine liigub jälle kiiresti ülegaasistumise olekusse.
Kõige tavalisem küttekollete valmistamise materjal ehk tellis liigitatakse tänu vähesele soojusjuhtivusele isolatsioonimaterjaliks, nagu ka muud valatud tooted. Kui tavalisel kolderestil põlemine kiireneb, siis toodetav soojusvõimsus kasvab. Kui küttekolle on valmistatud isoleerivatest materjalidest, ei suuda need sedavõrd suurt soojuskoormust vastu võtta ja soojusenergia lendab koos kuumade suitsugaasidega korstnasse. Nii väheneb küttepuudest saadav energeetiline kasu veelgi. See põhjustab vajaduse rohkem puid kütta, mis omakorda tekitab rohkem saastet.
NunnaUuni alustas laialdast erinevate voolukivi tüüpide soojusomaduste uurimist 1990. aastate alguses. Aastakümne lõpus saadud tulemustest selgus, et peenekoeline suunatud struktuuriga magnesiitvoolukivi talub hästi kuumust ning akumuleerib endasse suurepäraselt soojusenergiat. Seepärast sobib see ideaalselt soojust akumuleerivate küttekollete tulekambrite ehitusmaterjaliks. Nimetatud uuringud andsid kindluse, et NunnaUuni kasutatava maardla voolukivi tüüp on väga väärtuslik. Selle maardla suunatud struktuuriga magnesiitvoolukivi tüüpi hakati kutsuma Mammutti voolukiviks.
Teadmised ja kindlus eelnevalt nimetatud tulekindla voolukivi tüübi kohta andsid võimaluse hakata arendama paremat põlemistehnoloogiat. Aastatuhande vahetusel sündiski puhas gaasipõletusmeetod ehk Kuldne Tuli. Selle puhas põlemine põhineb õhu täpsel juhtimisel, tänu millele on põlemise eri faasides kasutada täpselt vajalikus koguses õhku. Väike osa põlemisõhust juhitakse Kuldse Tule restil olevate aukude kaudu põlemiskihi alla primaarõhuks, hoidmaks puude ühtlast gaasipõlemist. Suurem osa eelkuumenenud põlemisõhust juhitakse Kuldse Tule resti servadest puude ümber ja peale sekundaarõhuks, põletamaks puudest ühtlaselt vabanevaid gaase kõrgel kuumusel 800–1200 °C.
Tänu hästi kuumust taluvale ja juhtivale voolukivi tüübile akumuleerivad NunnaUuni tulekambrid väga tõhusalt soojust. Mammutti voolukivi soojusjuhtivus on šamottkiviga võrreldes rohkem kui viiekordne, seepärast saab tõhusal põlemisel tekkiva soojuse kiiresti küttekoldesse akumuleerida.
Kuldse tule puhta gaasipõlemismeetodi tahmasaaste on ligikaudu 40% väiksem kui üldkasutatava tavalise kolderestiga ahjudel. Mammutti voolukivi tõhus soojussalvestus võimaldab küttepuudes sisalduvast soojusenergiast salvestada NunnaUuni ahju kuni 40% rohkem soojust, kui see on võimalik tavapäraselt tellistest valmistatud sama suure akumuleeriva küttekolde puhul. Tänu sellele, et koos suitsugaasidega tarbetult soojust ja põlemata kütust korstnasse ei lenda, saavutatakse NunnaUuni küttekoldega sama soojus üle poole väiksema tahmasaaste juures.