TLUD 炉灶--生物炭生态系统
Julien Winter
由于海平面上升，孟加拉国面临着土地减少的严峻挑战。 但是，如果我们提高内陆土壤的生产力，就可以缓冲这种影响。 目前，产量因土壤有机质低而受到限制。 我们可以通过施用生物炭肥料来增加土壤腐殖质。 我们已经看到作物产量大幅增加。 制作生物炭一直是一项挑战，因为优质生物质用作烹饪燃料的需求量很大。我们使用适合农村家庭文化的顶燃上升气流（TLUD）气化炉，以可持续的方式制造生物炭，作为烹饪的副产品。在乡村实施时，我们称之为 "炉灶-生物炭生态系统"，妇女们的炉灶是 "基石 "物种，使生物炭成为可能；农民们的生物炭是 "生态系统工程师"，使土壤有机质和生物生产力 "永久 "增加。 农作物产量的提高激励了人们采用炉灶和生产生物炭。
最后更新 06 Feb 2023
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背景
应对的挑战
我们的项目复杂且涉及多个学科，在概念验证干预中，我们应对了各种挑战，但所有方面都需要继续研究，需要科学家和发展工作者更广泛的参与。
环境 1：薪柴供不应求，因此应开发压缩生物质燃料。
Env2：必须研究和示范生物炭在当地的适当农艺用途。
社会 1： 村民必须同时了解并掌握几种技术的实际经验。
社会 2：知识必须在村里扎根，我们有意识地将那些勇于创新、对采用新技术充满好奇心的人作为目标受众。
Soc3：妇女必须为 TLUD 炉灶准备燃料，但这可以成为某些人的谋生手段。
Ecn:1：炉灶必须负担得起。
Ecn:2："生态系统 "在生物炭因农民的收益经验而获得 "商业 "价值之前，不会形成其积极的反馈回路。
地点
孟加拉国达卡
南亚
过程
过程概述
TLUD 炉灶--生物炭生态系统
生态系统中有许多 "构件"，但只有少数构件起主导作用。 生态系统通常以主要特征或物种命名，例如孙德尔本斯森林或萨尔森林。
在我们的 "生态系统 "中，拥有炉灶的妇女是制造生物炭的 "基石 "物种。拥有生物炭的农民是 "生态系统工程师"，他们能 "永久 "增加土壤有机质和生物生产力。
他们通过积极的反馈循环进行互动，通过材料（生物炭、粪便、堆肥、食物、燃料）和资金的流动相互促进。 生物炭可以提高阿卡人的接受度
生物炭提高了生态系统的生产力，为生计创造了新的机会。 现金收入的增加使家庭有可能购买光伏能源、电子产品、学校用品和药品等进口技术。
生态系统中的其他次要 "物种 "或 "组成部分 "包括制造 TLUD 燃料的妇女、制造生物炭肥料的农业企业和大学教授。 这就是所谓的生物多样性。
积木
阿卡 "顶燃上升气流（TLUD）气化炉
TLUD 是一种简单的气化炉，由一个垂直管组成，管内装满小块木头或致密的生物质，如颗粒、球或小煤球。 这就是所谓的 "燃料床"。 它在顶部点火，底部的炉排向其输送一次空气。释放出的挥发物被火焰点燃。这种反应有时被称为 "迁移火焰热解前沿"（MFPF）。当 MFPF 向下移动时，残炭会留在燃料床的顶部。
一旦热解完成，橙色火焰就会熄灭，残留的焦炭会被压碎、闷住或用水熄灭。
我们需要一种适合孟加拉国文化的 TLUD--"Akha"，它必须在当地制造、研究，并尽可能少地使用（进口）金属。 由于其结构笨重，它有一个铰链炉排，用于清除木炭。 为了保护 Akha 的免费使用，我们申请了一项开放式专利。 目前的 Akha 版本只是一个原型，正在接受评估，显然还可以进行改进。
有利因素
阿卡人要取得成功，就必须
- 烟气排放量极低
- 易于操作，燃烧稳定，不会熄灭
- 产生木炭，可用作生物炭或木炭。
- 比传统炉灶燃烧更少的燃料（即使是未燃烧的木炭）
制造木炭可能是阿卡人接受这种炉灶的关键因素。
经验教训
我们已经知道 TLUD 的主要局限性：
- 它不能燃烧松散的生物质，因此传统炉灶只能用于燃烧松散的生物质。
- 将木质燃料切成小块需要时间，但为 TLUD 生产燃料可能会成为某些人的生活方式。
- 它不燃烧湿燃料。
- 它是分批装入燃料，而不是持续点燃，因此长时间烹饪时必须重新装入燃料。
- 妇女必须接受如何准备燃料和操作 TLUD 的培训。
生物炭
炭是通过热解产生的碳化有机物。
生物炭是用于生物技术（如农业）的炭。
木炭是用作燃料的炭。
生物炭具有一些重要特性：
- 抗生物和化学分解，因此可在土壤中保存数百年，并可用于储存大气中的碳。
- 表面积大
- 带负电荷的表面和一些带正电荷的表面可容纳可溶性植物养分，如氮、钾和其他矿物质。
在孟加拉国，由于温暖潮湿的气候和农业耕作促进了有机物的分解，土壤中的有机物含量通常很低。 有机物含量低的土壤会变得坚硬，孔隙变大。 农作物的生长会受到严重限制。
孟加拉气候宜人，适合农作物生长，因此提高孟加拉土壤的有机质可以产生深远的影响。 生物炭可以做到这一点，因为它不会分解。 相反，它可以与肥料、堆肥和土壤有机质结合，形成新的、稳定的腐殖质。
通过增加土壤有机质，可以
- 增加土壤碎屑和大孔隙度
- 增加通气性
- 增加水分渗透
- 增加植物可利用的水分
- 增加土壤活力
- 增加根系生长和作物产量
有利因素
要使生物炭得到普遍使用，有几个关键步骤：
- 在孟加拉国农业中使用生物炭的科学知识和实践知识。
- 向农民传播相关知识
- 农民使用生物炭的实际经验，以便他们能够评估准备为生物炭支付的费用。
经验教训
一旦农民在研究实验、农业推广田间试验和当地农民试验中亲眼目睹了生物炭的效果，他们就会对生物炭产生浓厚的兴趣。
有一次，一些农民在参观了一位农民的田间地块后，后来又来了，并带走了他一筐筐的土壤。
影响
与传统的生物质炉灶相比，TLUD 气化炉更节能：
- 大幅减少妇女在炊烟中的暴露。
- 自动生成生物炭，作为烹饪的副产品。
- 尽管会产生生物炭，但燃料用量减半。
- 通过销售或使用生物炭提供收入。
- 提高妇女的生活质量，增强她们的能力。
生物炭：
- 将大气中的碳封存到土壤有机物中。
- 有机质较高的土壤具有以下特点
- 更好的通气性
- 更好地保持植物可利用的水分
- 缓冲植物养分的供应
- 与尿液和肥料相结合，保存植物养分：
- 减少水体富营养化和向大气中排放氮氧化物造成的损害。
- 提高植物养分的回收效率
- 减少对商业肥料的需求（成本）。
- 改善作物生长
- 增加家庭收入和乡村经济活动
- 提高作物抵御干旱的能力。
- 使人口稠密的孟加拉国能够弥补（部分弥补）因海平面上升而失去的土地。
受益人
妇女和家庭：更健康、更有生计。
农民：产量更高，成本更低。
国家：从农村向城市迁移；气候难民。
地球：固碳。
可持续发展目标
可持续发展目标 1--消除贫困
可持续发展目标 2--零饥饿
可持续发展目标 3--良好的健康和福祉
可持续发展目标 5--性别平等
可持续发展目标 6--清洁水和卫生设施
可持续发展目标 7--负担得起的清洁能源
可持续发展目标 8--体面工作和经济增长
可持续发展目标 12--负责任的消费和生产
可持续发展目标 13--气候行动
可持续发展目标 15--陆地生活
