ENERGIX-Stort program energi

StableWood prosjektet vil gjennom forskning og kompetansebygging bidra til økt bruk av biomasse til punktoppvarming i Norge samt bidra til å oppnå det nasjonale målet om dobling av bioenergibruken i Norge, fra 14 til 28 TWh, innen 2020. Halvparten av doblingen forventes å komme i form av punktoppvarming, i hovedsak med ved. Det overordnede målet for prosjektet er utvikling av nye strategier for forbedret varmeproduksjon, varmelagring og varmedistribusjon fra ildsteder, gjennom 1) forbedret forbrenningskontroll gjennom økt forståelse av den satsvise forbrenningsprosessen, 2) nye varmelagringsløsninger og 3) nye varmedistribusjonsløsninger. Delmål er: a) Forbedrede varmeproduksjonskonsepter gjennom forbedret forbrenningskontroll (gjennom økt forståelse av den satsvise forbrenningsprosessen) b) Nye eller forbedrede varmelagringskonsepter gjennom optimale materialvalg og plassering, inkludert faseovergang og faseendring, og gjennom romintegrasjon c) Nye eller forbedrede varmedistribusjonskonsepter gjennom optimale passive og aktive metoder og gjennom bygningsintegrasjon d) Utdanning av høyt kvalifiserte kandidater innen dette området og opplæring av industripartnere e) Overvåkning av aktiviteter og forskningsfronten innen dette området og kunnskapsoverføring til industripartnerne, og andre parter hvor naturlig. Prosjektet har etablert et nettverk (brukergruppe) av industrielle bedrifter, forskningsinstitusjoner og universitet. Målet er å sikre kontinuerlig og langsiktig forskning og utvikling innen punktoppvarming med ved. Teknologiovervåkning gjennom internasjonale nettverk slik som IEA og godt etablerte internasjonale nettverk av industri, forskningsinstitusjoner og universitet er også en viktig del av StableWood prosjektet. I prosjektets første år var fokus på 1) studier på brenselegenskaper som influerer på batch forbrenningsprosesser for ved samt utslipp fra disse, og hvordan disse kan kontrolleres og modelleres, 2) studier (forsøk og modellering) på faseovergang og faseendring som en mulighet for å optimere varmelagrings- og varmeavgivelsesegeneskapene til ildsteder, 3) studier på mulighet for reduksjon av partikkelutslipp fra ildsteder, og hvilke faktorer som påvirker partikkelutslippet (mengde og sammensetning) og 4) studier på reduksjon av NOx fra ildsteder (influerende faktorer og muligheter for reduksjon). I 2012 var fokus på 1) videreføring av de fundamentale studiene, 2) videreutvikling av modeller for batch forbrenningsprosesser samt varmetransport og -lagrings modeller for ildsteder, inkludert bruk av faseovergangsmaterialer, 3) forsøk og analyser for å kartlegge effekter av operasjonsparametre på forbrenningskvalitet, 4) kostnadseffektivitetsvurderinger på bruk av faseovergangsmaterialer i ildsteder, 5) studier på materialegenskaper og -plassering i ildsteder, samt 6) studier på passive varmedistribusjonsløsninger. Et viktig arbeide, "Environmental and energetic performance history and further improvement potential for wood stoves and fireplaces", ble publisert og presentert på 20th European Biomass Conference. Et samarbeid er innledet med FME ZEB (Zero Emission Buildings) på studier av innvirkningen av ulike effektavgivelseprofiler på temperaturdistribusjonen i rommet hvor ildstedet står, samt hele bygningen, og har resultert i en publikasjon i journalen Energy and Buildings og et videre samarbeid pågår. Resultatene viser at vedovner definitivt har en plass også i lavenergiboliger, men at ovnenes nominelle effekt bør skaleres ned i forhold til dagens vedovner. I 2013 har utvidelse av arbeidet resultert i et nytt manuskript, som nå er publisert i Energy and Buildings. PhD kandidaten i StableWood prosjektet startet sin studie i 2012, og jobber med modellering og forsøk knyttet til bruk av faseovergangsmaterialer i ildsteder, inkludert detaljerte studier på optimal varmeoverføring til og i faseovergangsmaterialet. Han presenterte foreløpige resultater på 21st European Bioenergy Conference i København i juni. Videre i 2013 ble det utført mulighetsstudier på materialvalg og lokalisering samt passive varmedistribusjonsløsninger. Studier på aktive varmedistribusjonsløsninger og romintegrasjonsmuligheter samt en vurdering av hva som er lov og hvilke krav som stilles til varmedistribusjonsløsninger for vedovner i bygninger ble også utført. Transient modellering av vedovner pågikk og arbeidet ble publisert i 2014. Foreløpige resultater ble presentert på 21st European Bioenergy Conference i København i juni 2013. I 2014 pågikk videre fundamentale studier og eksperimentelle aktiviteter. CFD modellering av vedovner med tanke på utslippsreduksjon, en mulighetsstudie på aktive varmedistribusjonsløsninger samt en studie på bygningsintegrasjonsmuligheter ble avsluttet i desember. I tillegg ble løsninger og teknologier for reduksjon av både uforbrent og NOx fra vedovner oppsummert ved årets slutt. En håndbok som oppsummerer prosjektet og gir anbefalinger ble sammenstilt.

Several new national strategies points out the importance of bioenergy in the future energy supply for Norway. Wood log combustion has long traditions in Norway and currently constitutes as much as 50% of the current use of biomass for energy purposes. Th e national target is a doubling of the use in 2020. New houses as well as retrofit/upgrading of old houses have increasingly focussed on improved insulation. This will set new demands on the heat source, which should be able to deliver a stable effect dow n to as low as 1 kW. Through new solutions that will combine heat production, storage and distribution in an optimum way, it will be possible to achieve a substantially more stable heat release and distribution in wooden houses than the current solutions and technologies can offer. Using wood logs is important as a part of security of supply in Norway where we today rely to a very large extent on the electricity grid to be able to deliver the needed heating for our houses. Today 78% of the houses are heat ed by electricity and 15-20% by wood logs. Norway has only 1-2% heating of houses by district heating and nearly no heating by gas. This makes Norway quite special compared with other European countries. Hence, low load wood stoves and fireplaces in new b uildings demands new technologies and solutions with an increased focus on the combustion process and its control, the combustion quality and optimum design to ensure low emissions and high energy efficiency. To minimize the negative effects of the batch combustion process (compared to a continuous combustion process) of wood logs in wood stoves and fireplaces, especially if low load and long burning time is the aim, a more stable heat generation and heat release is needed. The proposed project focus on n ew solutions and technologies for heating of buildings with low heating demand and specifically batch combustion of wood and the increased need for stable heat release and distribution from wood log combustion.