Экосистемы "печь-биочар" для чистого приготовления пищи и восстановления почвы в Бангладеш
Полное решение
Печь TLUD - экосистема из биочара
Julien Winter
Бангладеш сталкивается с серьезными проблемами, поскольку теряет землю из-за повышения уровня моря. Однако это воздействие можно смягчить, если повысить продуктивность внутренних почв. В настоящее время урожайность ограничивается низким содержанием органического вещества в почве. Мы можем повысить содержание гумуса в почве, применяя удобрения на основе биочара. Мы наблюдаем резкое повышение урожайности. Проблема заключается в производстве биочара, поскольку хорошая биомасса пользуется большим спросом для использования в качестве топлива для приготовления пищи.Мы устойчиво производим биосахар как побочный продукт приготовления пищи, используя газификационную печь с верхней подсветкой (TLUD) для сельских домов.В деревнях мы называем это "экосистемой печь-биочар", где женщины со своими печами являются "ключевыми" видами, которые делают биочар возможным, а фермеры со своим биочаром - "инженерами экосистемы", которые обеспечивают "постоянное" увеличение органического вещества почвы и биологической продуктивности. Повышение урожайности стимулирует внедрение печей и производство биочара.
Последнее обновление: 06 Feb 2023
2482 Просмотров
Фотогалерея и видеогалерея
Контекст
Решаемые задачи
Наш проект сложный и многодисциплинарный. В ходе реализации пробной концепции были решены проблемы, но все аспекты требуют продолжения исследований и более широкого участия ученых и специалистов по развитию.
Энв1: Спрос на топливную древесину превышает предложение, поэтому необходимо разрабатывать топливо из сжатой биомассы.
Env2: Необходимо изучить и продемонстрировать агрономическое использование биочара в местных условиях.
Соц1: Сельские жители должны быть ознакомлены и иметь практический опыт работы с несколькими технологиями одновременно.
Соц2: Знания должны укорениться в деревне. Мы намеренно выбираем тех, кто является новатором и стремится к освоению новых технологий.
Сок3: Женщинам приходится заготавливать топливо для печей TLUD, но это может стать чьим-то источником средств к существованию.
Ecn:1: Печь должна быть доступной по цене.
Ecn:2: "Экосистема" не будет развивать свои положительные обратные связи до тех пор, пока биочар не приобретет "коммерческую" ценность благодаря опыту фермеров в отношении урожайности.
Расположение
Дакка, Бангладеш
Южная Азия
Процесс
Краткое описание процесса
Печь TLUD - экосистема из биочара
В экосистеме много "строительных блоков", но лишь некоторые из них играют главенствующую роль. Экосистемы обычно называют в честь доминирующих особенностей или видов, например, Сундарбанский или Сальский леса.
В нашей "экосистеме" женщины со своими кухонными плитами являются "ключевыми" видами, которые производят биочар. Фермеры со своим биочаром - "инженеры экосистемы", которые обеспечивают "постоянное" увеличение органического вещества почвы и биологической продуктивности.
Они взаимодействуют через положительные обратные связи, которые усиливают друг друга через потоки материалов (биочар, навоз, компост, продукты питания, топливо) и денег. Биочар может повысить приемлемость для акха
Биочар повышает продуктивность экосистемы и создает новые возможности для получения средств к существованию. Увеличение денежных доходов позволяет семьям приобретать импортные технологии, такие как фотоэлектрическая энергия, электроника, школьные принадлежности и лекарства.
Другие второстепенные "виды" или "строительные блоки" в экосистеме - женщины, изготавливающие топливо TLUD, агропредприятия, производящие удобрения из биочара, и преподаватели университетов - называются биоразнообразием.
Строительные блоки
Газогенераторная печь "Акха" с верхним освещением (TLUD)
TLUD - это простой газификатор, состоящий из вертикальной трубы, заполненной небольшими кусками древесины или плотной биомассы, например, пеллетами, шариками или небольшими брикетами. Это так называемый "топливный слой". Он зажигается в верхней части, а снизу через решетку подается первичный воздух. Фронт воспламенения проходит вниз по топливу, излучая тепло в сырое топливо, высушивая его и инициируя пиролиз. Выделяющиеся летучие вещества воспламеняются от пламени. Эту реакцию иногда называют "мигрирующим пламенным пиролитическим фронтом" (МПФФ). По мере движения МФПФ вниз на вершине топливного слоя остается остаточный уголь.
Горящие летучие вещества создают оранжевое газовое пламя для приготовления пищи. После завершения пиролиза оранжевое пламя гаснет, а оставшийся уголь сворачивается в комок и тушится или тушится водой.
Нам нужен был "Акха" - TLUD, соответствующий культуре Бангладеш. Он должен был быть изготовлен на месте, изучен и сделан с использованием как можно меньшего количества (импортного) металла. Из-за его тяжелой конструкции он имеет откидную решетку для удаления углей. Чтобы защитить "Акха" для свободного использования, существует патент с открытым доступом. Текущая версия "Акха" - это прототип, который оценивается на предмет принятия, и очевидные улучшения могут быть сделаны.
Благоприятные факторы
Для успешной работы акха необходимо:
- иметь очень низкий уровень выбросов дыма
- быть простым в эксплуатации и надежно гореть без перебоев
- производить древесный уголь для использования в качестве биочара или древесного угля.
- сжигать меньше топлива, чем традиционная печь (даже когда уголь не сгорает).
Изготовление древесного угля может стать критической характеристикой для принятия печей акха.
Извлеченный урок
Главным уроком стало то, что Akha была хорошо принята женщинами, которые были хорошо обучены ее использованию. Мы уже знали основные ограничения TLUD:
- Он не сжигает сыпучую биомассу, поэтому для этих целей лучше использовать традиционные печи.
- Требуется время, чтобы раздробить древесное топливо на мелкие кусочки, однако производство топлива для TLUD может стать для некоторых гражданским делом.
- Она не сжигает влажное топливо.
- Топливо загружается порционно, а не непрерывно, поэтому при длительном приготовлении пищи его придется перезагружать.
- Женщины должны быть обучены тому, как готовить топливо и управлять TLUD.
Биочар
Древесный уголь - это карбонизированное органическое вещество, образующееся при пиролизе.
Биочар - это древесный уголь, используемый в биотехнологиях, например, в сельском хозяйстве.
Древесный уголь - это уголь, используемый в качестве топлива.
Биоуголь обладает рядом важных свойств:
- Устойчивость к биологическому и химическому разложению, поэтому он сохраняется в почве веками и может быть использован для накопления атмосферного углерода.
- Высокая площадь поверхности.
- Отрицательно заряженные поверхности и некоторые положительные заряды могут удерживать растворимые питательные вещества для растений, такие как азот и калий, а также другие минералы.
В Бангладеш почвы часто содержат мало органического вещества, поскольку теплый влажный климат и сельскохозяйственная обработка способствуют распаду органического вещества. Почвы с низким содержанием органического вещества становятся твердыми и открывают поры. Рост сельскохозяйственных культур может быть сильно ограничен.
Учитывая прекрасный климат для выращивания сельскохозяйственных культур, улучшение органического вещества в бангладешских почвах может принести значительные результаты. Биочар может сделать это, потому что он не разрушается, а соединяется с навозом, компостом и органическим веществом почвы, образуя новый, стабильный гумус.
При увеличении органического вещества почвы происходит:
- Увеличение количества почвенной крошки и большого порового пространства
- Увеличение аэрации
- Увеличение проникновения воды
- Увеличение количества доступной для растений воды
- Повышение жизнедеятельности почвы
- Увеличение роста корней и урожайности.
Благоприятные факторы
Существует несколько основных этапов внедрения биочара в широкое использование:
- Научные знания и практические знания об использовании биочара в сельском хозяйстве Бангладеш.
- Передача знаний фермерам
- Практический опыт фермеров с биочаром, чтобы они могли оценить, сколько они готовы за него заплатить.
Извлеченный урок
Фермеры заинтересовались биочаром, когда увидели его действие в ходе научных экспериментов, полевых испытаний сельскохозяйственных организаций и опытов местных фермеров.
В одном случае после экскурсии по полевым участкам фермера несколько фермеров вернулись позже и унесли корзины с его почвой.
Воздействие
Газификационные плиты с верхней подсветкой (TLUD) по сравнению с традиционными плитами на биомассе:
- Значительное сокращение воздействия кухонного дыма на женщин.
- Автоматически производит биосахар как побочный продукт приготовления пищи.
- Используется вдвое меньше топлива, несмотря на производство биошара.
- Обеспечивает доход за счет продажи или использования биочара.
- Повышает качество жизни женщин и расширяет их права и возможности.
Биочар:
- Закладывает атмосферный углерод в органическое вещество почвы.
- Увеличивает биоразнообразие и продуктивность почвы за счет создания гумуса в почвах, обедненных органическим веществом. Почвы с более высоким содержанием органического вещества имеют:
- лучшая аэрация
- лучше удерживают доступную для растений воду
- сбалансированное поступление питательных веществ для растений
- В сочетании с мочой и навозом сохраняет питательные вещества для растений:
- уменьшает ущерб от эвтрофикации воды и выбросов NOx в атмосферу.
- повышает эффективность утилизации питательных веществ для растений
- снижает потребность (стоимость) в коммерческих удобрениях.
- Улучшение роста сельскохозяйственных культур
- увеличивает доход домохозяйств и экономическую активность в деревне
- повышает устойчивость сельскохозяйственных культур к засухе.
- позволяет Бангладеш - густонаселенной стране - компенсировать (частично?) потери земли из-за повышения уровня моря.
Бенефициары
Женщины и домохозяйства: здоровье, средства к существованию.
Фермеры: повышение урожайности, снижение затрат.
Страна: миграция из сельских районов в города; климатические беженцы.
Планета: секвестрация углерода.
Цели устойчивого развития
ЦУР 1 - Нет бедности
ЦУР 2 - Нулевой голод
ЦУР 3 - Хорошее здоровье и благополучие
ЦУР 5 - Гендерное равенство
ЦУР 6 - Чистая вода и санитария
ЦУР 7 - Доступная и чистая энергия
ЦУР 8 - Достойный труд и экономический рост
ЦУР 12 - Ответственное потребление и производство
ЦУР 13 - Действия в области климата
ЦУР 15 - Жизнь на земле
Связь с соавторами
Другие вкладчики
Г-н Джоянта Адхикари
Христианская комиссия по развитию в Бангладеш
Г-н Мд. Махбубул Ислам
Бангладешская инициатива по производству биочара
