Kochherd-Biokohle-Ökosysteme" für sauberes Kochen und die Wiederherstellung der Böden in Bangladesch

Vollständige Lösung

von Julien Winter, Bangladesh Biochar Initiative

Das TLUD-Kochherd-Biokohle-Ökosystem

Julien Winter

Bangladesch steht vor großen Herausforderungen, da es durch den Anstieg des Meeresspiegels Land verliert. Die Auswirkungen können jedoch abgefedert werden, wenn wir die Produktivität der Böden im Landesinneren erhöhen. Derzeit wird der Ertrag durch die geringe organische Substanz im Boden begrenzt. Wir können den Humusgehalt des Bodens durch die Anwendung von Biokohle-Dünger erhöhen. Wir haben einen dramatischen Anstieg der Ernteerträge festgestellt. Die Herausforderung bestand darin, Biokohle herzustellen, da gute Biomasse für die Verwendung als Kochbrennstoff sehr gefragt ist.Wir stellen Biokohle nachhaltig als Nebenprodukt des Kochens her, indem wir einen kulturell angepassten, von oben beleuchteten Aufwind-Vergaserofen (TLUD) für ländliche Haushalte verwenden.Wenn dies in Dörfern umgesetzt wird, bezeichnen wir dies als "Kochherd-Biokohle-Ökosystem", in dem die Frauen mit ihren Kochherden "Schlüsselspezies" sind, die Biokohle möglich machen, und die Bauern mit ihrer Biokohle "Ökosystemingenieure" sind, die die organische Substanz des Bodens und die biologische Produktivität "dauerhaft" steigern. Verbesserte Ernteerträge sind ein Anreiz für die Einführung von Kochherden und die Produktion von Biokohle.

Letzte Aktualisierung: 06 Feb 2023

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Foto- und Videogalerie

Kontext

Angesprochene Herausforderungen

Dürre

Unregelmäßige Niederschläge

Land- und Waldzerstörung

Versalzung

Anstieg des Meeresspiegels

Fehlender Zugang zu langfristiger Finanzierung

Arbeitslosigkeit/Armut

Unser Projekt ist komplex und multidisziplinär. In einer Proof-of-Concept-Maßnahme wurden die Herausforderungen angegangen, aber alle Aspekte bedürfen weiterer Forschung und einer breiteren Beteiligung von Wissenschaftlern und Entwicklungshelfern.

Env1: Die Nachfrage nach Brennholz ist größer als das Angebot, daher sollten komprimierte Biomassebrennstoffe entwickelt werden.

Env2: Die ortsangepasste agronomische Nutzung von Biokohle muss erforscht und demonstriert werden.

Soz1: Die Dorfbewohner müssen mit mehreren Technologien gleichzeitig vertraut gemacht werden und über praktische Erfahrungen verfügen.

Soz2: Das Wissen muss sich im Dorf verankern. Wir zielen bewusst auf Empfänger ab, die innovativ und neugierig sind, neue Technologien zu übernehmen.

Soz3: Die Frauen müssen das Brennmaterial für den TLUD-Kocher vorbereiten, aber das kann auch der Lebensunterhalt für jemanden sein.

Ecn:1: Der Kochherd muss erschwinglich sein.

Ecn:2: Das "Ökosystem" wird seine positiven Rückkopplungsschleifen erst dann entwickeln, wenn die Biokohle aufgrund der Erfahrungen der Bauern mit den Erträgen einen "kommerziellen" Wert erlangt hat.

Umfang der Durchführung

National

Multinationale

Ökosysteme

Ackerland

Obstgarten

Theme

Anpassung

Verringerung des Katastrophenrisikos

Milderung

Ökosystemdienstleistungen

Wiederherstellung

Nachhaltige Finanzierung

Gender-Mainstreaming

Ernährungssicherheit

Gesundheit und menschliches Wohlergehen

Nachhaltige Lebensgrundlagen

Indigene Völker

Landmanagement

Öffentlichkeitsarbeit und Kommunikation

Wissenschaft und Forschung

Landwirtschaft

Verschmutzung

Erneuerbare Energien

Abfallwirtschaft

Behandlung von Abwässern

Standort

Dhaka, Bangladesch

Südasien

Prozess

Zusammenfassung des Prozesses

Das TLUD-Kochherd-Biokohle-Ökosystem

Es gibt viele "Bausteine" in einem Ökosystem, aber nur wenige von ihnen spielen eine vorherrschende Rolle. Ökosysteme werden gewöhnlich nach vorherrschenden Merkmalen oder Arten benannt, wie z. B. die Sundarbans oder die Salwälder.

In unserem "Ökosystem" sind die Frauen mit ihren Kochherden "Schlüsselarten", die Biokohle herstellen. Die Landwirte mit ihrer Biokohle sind "Ökosystemingenieure", die die organische Substanz des Bodens und die biologische Produktivität "dauerhaft" erhöhen.

Sie interagieren durch positive Rückkopplungsschleifen, die sich gegenseitig durch den Fluss von Materialien (Biokohle, Dung, Kompost, Lebensmittel, Brennstoff) und Geld verstärken. Biokohle könnte die Akzeptanz der Akha erhöhen

Biokohle steigert die Produktivität des Ökosystems und schafft neue Möglichkeiten für den Lebensunterhalt. Höhere Bareinnahmen ermöglichen es den Familien, importierte Technologien wie Fotovoltaik, Elektronik, Schulbedarf und Medikamente zu kaufen.

Zu den anderen kleinen "Arten" oder "Bausteinen" im Ökosystem gehören Frauen, die TLUD-Brennstoffe herstellen, Agrarunternehmen, die Biokohle-Dünger produzieren, und Universitätsprofessoren. Das nennt man biologische Vielfalt.

Bauklötze

Der "Akha" Top-Lit Updraft (TLUD) Vergaser-Kochherd

Ein TLUD ist ein einfacher Vergaser, der aus einem vertikalen Rohr besteht, das mit kleinen Holzstücken oder verdichteter Biomasse wie Pellets, Kugeln oder kleinen Briketts gefüllt ist. Dies wird als "Brennstoffbett" bezeichnet. Es wird oben angezündet und von einem Rost am Boden mit Primärluft unterfüttert. Die Zündfront wandert durch den Brennstoff nach unten, indem sie Wärme in den Rohbrennstoff abstrahlt, ihn trocknet und die Pyrolyse einleitet. Freigesetzte flüchtige Stoffe werden von der Flamme entzündet. Die Reaktion wird manchmal als "migratory flaming pyrolytic front" (MFPF) bezeichnet. Während sich die MFPF nach unten bewegt, bleibt auf dem Brennstoffbett Restkohle zurück.

Sobald die Pyrolyse abgeschlossen ist, erlischt die orangefarbene Flamme, und die verbleibende Holzkohle wird zusammengeschüttet und erstickt oder mit Wasser abgelöscht.

Wir brauchten das "Akha", ein kulturell angemessenes TLUD für Bangladesch. Es musste vor Ort hergestellt werden, studiert werden und mit so wenig (importiertem) Metall wie möglich hergestellt werden. Wegen seiner schweren Konstruktion hat es einen klappbaren Rost zum Entfernen der Holzkohle. Um das Akha für die freie Nutzung zu schützen, gibt es ein offen zugängliches Patent. Die aktuelle Version des Akha ist ein Prototyp, der auf seine Akzeptanz geprüft wird, und es können offensichtlich Verbesserungen vorgenommen werden.

Ermöglichende Faktoren

Damit das Akha erfolgreich sein kann, muss es:

sehr geringe Rauchemissionen haben
einfach zu bedienen sein und zuverlässig brennen, ohne zu erlöschen
Holzkohle für die Verwendung als Biokohle oder als Holzkohle herstellen.
weniger Brennstoff verbrauchen als ein herkömmlicher Ofen (auch wenn die Holzkohle nicht verbrannt wird)

Die Herstellung von Holzkohle könnte das entscheidende Merkmal für die Akzeptanz durch die Akha sein.

Gelernte Lektion

Die wichtigste Lektion, die wir gelernt haben, ist, dass der Akha-Kocher von den Frauen, die in seiner Verwendung gut geschult sind, gut angenommen wird. Wir kannten bereits die wichtigsten Einschränkungen eines TLUD:

Er verbrennt keine lose Biomasse, so dass traditionelle Öfen für diesen Zweck eingespart werden müssen.
Das Zerkleinern des Holzes in kleine Stücke kostet Zeit, aber die Herstellung von Brennstoff für TLUDs kann für einige zum Lebensunterhalt werden.
Er verbrennt keinen nassen Brennstoff.
Er wird nicht kontinuierlich befeuert, sondern nach und nach mit Brennstoff beladen, so dass er bei langen Kochzeiten nachgeladen werden muss.
Die Frauen müssen darin geschult werden, wie sie den Brennstoff vorbereiten und ein TLUD bedienen können.

Ressourcen

Basic Operational Parameters of a Natural Draft TLUD

Akha Patent - Provisional Acceptance

A Preliminary Evaluation of the ‘Akha’ Gasifier Cookstove by Rural Households in Bangladesh

"The Akha" Top-LIt Updraft Gasifier Cookstove for Bangladesh

Biokohle

Holzkohle ist verkohltes organisches Material, das durch Pyrolyse entsteht.

Biokohle ist Holzkohle, die in der Biotechnologie, z. B. in der Landwirtschaft, verwendet wird.

Holzkohle ist Holzkohle, die als Brennstoff verwendet wird.

Biokohle hat einige wichtige Eigenschaften:

Sie ist resistent gegen biologische und chemische Zersetzung, so dass sie jahrhundertelang im Boden verbleibt und zur Speicherung von atmosphärischem Kohlenstoff verwendet werden kann.
Eine große Oberfläche
Negativ geladene Oberflächen und einige positive Ladungen, die lösliche Pflanzennährstoffe wie Stickstoff und Kalium sowie andere Mineralien aufnehmen können.

In Bangladesch sind die Böden oft arm an organischer Substanz, weil das feuchtwarme Klima und die landwirtschaftliche Bodenbearbeitung den Abbau der organischen Substanz fördern. Böden, die wenig organische Substanz enthalten, werden hart und öffnen den Porenraum. Das Pflanzenwachstum kann stark eingeschränkt sein.

Angesichts des hervorragenden Klimas für den Anbau von Kulturpflanzen kann die Verbesserung der organischen Substanz in den Böden Bangladeschs tiefgreifende Auswirkungen haben. Biokohle kann dies leisten, da sie sich nicht zersetzt, sondern sich mit Dünger, Kompost und organischer Bodensubstanz zu neuem, stabilem Humus verbindet.

Durch die Erhöhung der organischen Substanz im Boden gibt es:

Zunahme der Bodenkrümel und des Großporenraums
Erhöhte Belüftung
Erhöhte Wasserdurchlässigkeit
Erhöhtes pflanzenverfügbares Wasser
Erhöhtes Bodenleben
Steigerung des Wurzelwachstums und des Ernteertrags.

Ermöglichende Faktoren

Es gibt mehrere wichtige Schritte, um Biokohle in den allgemeinen Gebrauch zu bringen:

Wissenschaftliche Kenntnisse und praktisches Wissen über die Verwendung von Biokohle in der bangladeschischen Landwirtschaft.
Weitergabe des Wissens an die Landwirte
Praktische Erfahrungen der Landwirte mit Biokohle, damit sie einschätzen können, was sie bereit wären, dafür zu zahlen.

Gelernte Lektion

Die Landwirte sind von Biokohle begeistert, sobald sie die Auswirkungen von Biokohle in Forschungsexperimenten, Feldversuchen der landwirtschaftlichen Beratung und Versuchen der Landwirte vor Ort sehen.

In einem Fall kamen einige Landwirte nach einer Besichtigung der Parzellen eines Landwirts später zurück und trugen Körbe mit seiner Erde weg.

Auswirkungen

Top-Lit Updraft (TLUD) Vergaser-Kochherde im Vergleich zu traditionellen Biomasse-Kochherden:

Drastisch reduzierte Belastung der Frauen durch Kochrauch.
Erzeugt automatisch Biokohle als Nebenprodukt des Kochens.
Verbraucht nur halb so viel Brennstoff, obwohl er Biokohle produziert.
Bietet Einkommen durch den Verkauf oder die Verwendung von Biokohle.
Verbessert die Lebensqualität der Frauen und stärkt ihre Selbstbestimmung.

Biokohle:

Bindet atmosphärischen Kohlenstoff in organische Bodensubstanz.
Erhöht die biologische Vielfalt und Produktivität des Bodens durch den Aufbau von Humus in Böden mit wenig organischer Substanz. Böden mit höherer organischer Substanz haben:
- bessere Belüftung
- ein besseres Rückhaltevermögen für pflanzenverfügbares Wasser
- ein gepuffertes Angebot an Pflanzennährstoffen
In Kombination mit Urin und Dünger werden Pflanzennährstoffe konserviert:
- Verringerung der Schäden durch Eutrophierung des Wassers und NOx-Emissionen in die Atmosphäre.
- erhöht die Effizienz des Recyclings von Pflanzennährstoffen
- reduziert den Bedarf (die Kosten) an kommerziellen Düngemitteln.
Verbessertes Pflanzenwachstum
- erhöht das Haushaltseinkommen und die wirtschaftliche Aktivität im Dorf
- erhöht die Widerstandsfähigkeit der Pflanzen gegen Dürre.
- ermöglicht es Bangladesch - einem dicht besiedelten Land - den Verlust von Land durch den steigenden Meeresspiegel (teilweise?) auszugleichen.