Cookstove-Biochar-ecosystemen" voor schoon koken en bodemherstel in Bangladesh

Volledige oplossing

door Julien Winter, Bangladesh Biochar Initiative

De TLUD Cookstove - Biochar Ecosysteem

Julien Winter

Bangladesh staat voor grote uitdagingen nu het land verliest aan de stijgende zeespiegel. De gevolgen kunnen echter worden beperkt als we de productiviteit van de bodems in het binnenland verhogen. Op dit moment wordt de opbrengst beperkt door een laag gehalte aan organische stof in de bodem. We kunnen de humus in de bodem verhogen door biochar-meststoffen toe te passen. We hebben een dramatische toename in gewasopbrengst gezien. De uitdaging was om biochar te maken, omdat er veel vraag is naar goede biomassa voor gebruik als brandstof om te koken.We maken biochar op duurzame wijze als bijproduct van het koken door gebruik te maken van een cultureel geschikt TLUD-vergassingsfornuis (top-lit updraft) voor plattelandshuizen.Wanneer dit in dorpen wordt geïmplementeerd, noemen we dit "het cookstove-biochar ecosysteem", waarbij de vrouwen met hun cookstoves 'sleutelstenen' zijn die biochar mogelijk maken, en de boeren met hun biochar 'ecosysteemingenieurs' zijn die zorgen voor een 'permanente' toename in organisch materiaal in de bodem en biologische productiviteit. Verbeterde oogstopbrengsten stimuleren de adoptie van cookstoves en de productie van biochar.

Laatst bijgewerkt: 06 Feb 2023

2482 Weergaven

Foto- en videogalerij

Context

Uitdagingen

Droogte

Grillige regenval

Aantasting van land en bossen

Verzilting

Zeespiegelstijging

Gebrek aan toegang tot langetermijnfinanciering

Werkloosheid / armoede

Ons project is complex en multidisciplinair. In een 'proof-of-concept'-interventie werden uitdagingen aangepakt, maar alle aspecten vereisen verder onderzoek en een bredere deelname van wetenschappers en ontwikkelingswerkers.

Env1: De vraag naar brandhout is groter dan het aanbod, dus moeten er gecomprimeerde biomassabrandstoffen worden ontwikkeld.

Env2: Lokaal geschikt agronomisch gebruik van biochar moet onderzocht en gedemonstreerd worden.

Soc1: Dorpsbewoners moeten vertrouwd worden gemaakt met en praktische ervaring opdoen met verschillende technologieën tegelijk.

Soc2: De kennis moet wortel schieten in het dorp. We richten ons bewust op ontvangers die innovatief zijn en nieuwsgierig naar nieuwe technologie.

Soc3: Vrouwen moeten brandstof bereiden voor het TLUD-fornuis, maar dat kan iemands broodwinning zijn.

Ecn:1: De cookstove moet betaalbaar zijn.

Ecn:2: Het 'ecosysteem' zal zijn positieve feed-back loops pas ontwikkelen als biochar een 'commerciële' waarde heeft gekregen door de ervaringen van boeren met opbrengsten.

Schaal van implementatie

Nationaal

Multinational

Ecosystemen

Landbouwgrond

Boomgaard

Thema

Aanpassing

Risicovermindering bij rampen

Mitigatie

Ecosysteemdiensten

Restauratie

Duurzame financiering

Gendermainstreaming

Voedselzekerheid

Gezondheid en menselijk welzijn

Duurzaam levensonderhoud

Inheemse mensen

Landbeheer

Bereik & communicatie

Wetenschap en onderzoek

Landbouw

Vervuiling

Hernieuwbare energie

Afvalbeheer

Behandeling van afvalwater

Locatie

Dhaka, Bangladesh

Zuid-Azië

Proces

Samenvatting van het proces

De TLUD Cookstove - Biochar Ecosysteem

Er zijn veel 'bouwstenen' in een ecosysteem, maar slechts een paar daarvan spelen een overheersende rol. Ecosystemen worden meestal genoemd naar dominante kenmerken of soorten, zoals de Sundarbans of Sal Forests.

In ons 'ecosysteem' zijn vrouwen met hun fornuizen 'hoekstenen' die biochar maken. Boeren met hun biochar zijn 'ecosysteemingenieurs' die zorgen voor een 'permanente' verhoging van de organische stof in de bodem en de biologische productiviteit.

Ze werken op elkaar in via positieve terugkoppelingen die elkaar versterken door de stroom van materialen (biochar, mest, compost, voedsel, brandstof) en geld. Biochar kan de acceptatie door Akha vergroten

Biochar verhoogt de productiviteit van het ecosysteem en creëert nieuwe mogelijkheden om in het levensonderhoud te voorzien. Een toename van het geldinkomen maakt het voor gezinnen mogelijk om geïmporteerde technologieën te kopen, zoals fotovoltaïsche energie, elektronica, schoolbenodigdheden en medicijnen.

Andere kleine 'soorten' of 'bouwstenen' in het ecosysteem zijn onder andere vrouwen die TLUD-brandstoffen maken, landbouwbedrijven die biochar-meststoffen maken en universiteitsprofessoren. Dit wordt biodiversiteit genoemd.

Bouwstenen

De "Akha" TLUD (Top-Lit Updraft) vergasser Cookstove

Een TLUD is een eenvoudige vergasser die bestaat uit een verticale buis die gevuld is met kleine stukjes hout of verdichte biomassa zoals pellets, kogels of kleine briketten. Dit wordt een 'brandstofbed' genoemd. Het wordt bovenaan aangestoken en onderaan met primaire lucht gevoed via een rooster. Het ontstekingsfront beweegt zich door de brandstof naar beneden door warmte uit te stralen in de ruwe brandstof, deze te drogen en pyrolyse te starten. Vrijkomende vluchtige stoffen worden door de vlam ontstoken. De reactie wordt soms een "migrerend vlammend pyrolytisch front" (MFPF) genoemd. Als het MFPF naar beneden beweegt, blijft er restkool boven op het brandstofbed achter.

De brandende vluchtige stoffen creëren een oranje gasvlam om te koken. Zodra de pyrolyse is voltooid, dooft de oranje vlam en wordt de resterende houtskool samengeperst en gesmoord of geblust met water.

We hadden de "Akha" nodig, een cultureel geschikte TLUD voor Bangladesh. Hij moest lokaal worden gemaakt, bestudeerd en met zo weinig mogelijk (geïmporteerd) metaal. Vanwege zijn zware constructie heeft hij een scharnierend rooster voor het verwijderen van de houtskool. Om de Akha te beschermen voor vrij gebruik, is er een open-toegangspatent. De huidige versie van de Akha is een prototype dat wordt geëvalueerd op acceptatie en er kunnen duidelijk verbeteringen worden aangebracht.

Sleutelfactoren

Om succesvol te zijn, moet de Akha:

een zeer lage rookuitstoot hebben
gemakkelijk te bedienen zijn en betrouwbaar branden zonder uit te gaan
houtskool maken voor gebruik als biochar of houtskool.
minder brandstof verbranden dan een traditionele kachel (zelfs als de houtskool onverbrand is).

Het maken van houtskool is misschien wel de belangrijkste voorwaarde voor acceptatie door de Akha.

Geleerde les

De belangrijkste les die we geleerd hebben is dat de Akha goed geaccepteerd wordt door de vrouwen die goed getraind zijn in het gebruik ervan. We kenden al de belangrijkste beperkingen van een TLUD:

Het verbrandt geen losse biomassa, dus daarvoor zijn traditionele kachels nodig.
Het kost tijd om houtachtige brandstof in kleine stukjes te snijden, maar het produceren van brandstof voor TLUD's kan voor sommigen een levensdoel worden.
Er wordt geen natte brandstof verbrand.
Hij wordt per batch gevuld met brandstof in plaats van continu gestookt, zodat hij voor lange kooktijden opnieuw moet worden gevuld.
Vrouwen moeten leren hoe ze brandstof moeten bereiden en hoe ze een TLUD moeten bedienen.

Bronnen

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

Biochar

Char is verkoold organisch materiaal dat wordt geproduceerd door pyrolyse.

Biochar is houtskool die gebruikt wordt voor biotechnologie, zoals in de landbouw.

Houtskool is houtskool die als brandstof wordt gebruikt.

Biochar heeft een aantal belangrijke eigenschappen:

Weerstand tegen biologische en chemische afbraak, zodat het eeuwenlang in de bodem blijft en kan worden gebruikt om atmosferische koolstof op te slaan.
Een hoog oppervlak
Negatief geladen oppervlakken en enkele positieve ladingen kunnen oplosbare plantenvoedingsstoffen zoals stikstof en kalium en andere mineralen vasthouden.

In Bangladesh is de bodem vaak arm aan organische stof, omdat het warme, vochtige klimaat en de landbouwgrondbewerking de afbraak van organische stof bevorderen. Bodems met weinig organische stof worden hard en openen poriën, waardoor de gewasgroei ernstig kan worden beperkt.

Gezien het uitstekende klimaat voor het verbouwen van gewassen, kan het verbeteren van de organische stof in bodems in Bangladesh ingrijpende resultaten opleveren. Biochar kan dit doen omdat het niet afbreekt. In plaats daarvan combineert het zich met mest, compost en organisch bodemmateriaal tot nieuwe, stabiele humus.

Door het organische materiaal in de bodem te verhogen is er:

Een toename van bodemkruimels en grote poriënruimte
Toegenomen beluchting
Verhoogde waterpenetratie
Meer beschikbaar water voor planten
Verhoogd bodemleven
Verhoogde wortelgroei en gewasopbrengst.

Sleutelfactoren

Er zijn verschillende belangrijke stappen om biochar gemeengoed te maken:

Wetenschappelijke kennis en praktische kennis over het gebruik van biochar in de landbouw in Bangladesh.
Verspreiding van de kennis onder boeren
Praktische ervaring van boeren met biochar, zodat ze kunnen beoordelen wat ze bereid zijn ervoor te betalen.

Geleerde les

Boeren raken enthousiast over biochar als ze eenmaal getuige zijn van de effecten van biochar in onderzoeksexperimenten, veldproeven met landbouwvoorlichting en proeven met lokale boeren.

In één geval kwamen na een rondleiding over de percelen van een boer enkele boeren later terug en namen manden met zijn grond mee.

Invloeden

TLUD (Top-Lit Updraft) vergassingsfornuizen in vergelijking met traditionele biomassa fornuizen:

Drastisch verminderde blootstelling van vrouwen aan kookrook.
Maakt automatisch biochar als bijproduct van het koken.
Gebruikt half zoveel brandstof, ondanks de productie van biochar.
Zorgt voor inkomen door de verkoop of het gebruik van biochar.
Verbetert de levenskwaliteit en zelfredzaamheid van vrouwen.

Biochar:

Legt koolstof uit de lucht vast in organisch materiaal in de bodem.
Verhoogt de biodiversiteit en productiviteit van de bodem door humus op te bouwen in bodems met een tekort aan organische stof. Bodems met meer organische stof hebben:
- betere beluchting
- betere retentie van voor planten beschikbaar water
- een gebufferde toevoer van voedingsstoffen voor planten
In combinatie met urine en mest worden voedingsstoffen voor planten behouden:
- minder schade door eutrofiëring van water en uitstoot van NOx in de atmosfeer.
- verhoogt de efficiëntie van het recyclen van plantenvoedingsstoffen
- vermindert de behoefte (kosten) aan commerciële meststoffen.
Verbeterde gewasgroei
- verhoogt het inkomen van huishoudens en de economische activiteit in het dorp
- verhoogt de weerstand van gewassen tegen droogte.
- stelt Bangladesh - een dichtbevolkt land - in staat om land dat verloren gaat door de stijgende zeespiegel (gedeeltelijk?) te compenseren.