Унасильва - Ні

Дж. Д. Кейта - регіональний співробітник лісового господарства при Регіональному бюро ФАО для Африки, Аккра, Гана.

У судано-сахельських країнах Африки забезпечення внутрішніх потреб у енергії є основною проблемою лісового господарства.

У цій статті автор представляє поетапне порівняння енергетичного балансу дров для деревини та деревного вугілля, що використовується як побутове паливо. Він розглядає наслідки своїх висновків щодо лісової політики та розповідає, як задоволення потреб у енергії може сприяти поліпшенню управління та виробництва лісу в регіоні.

· Дрова є основним джерелом внутрішньої енергії у всій Судано-Сахельській зоні Африки. У деяких випадках деревина спалюється безпосередньо. В інших він спочатку перетворюється на деревне вугілля.

У міру зростання чисельності населення та продовження зростання урбанізації зростатимуть і міські потреби в дровах. Це матиме значні наслідки для управління лісовими ресурсами. З одного боку, це висуне ще більші вимоги до цих ресурсів. У той же час, однак, це може відкрити нові можливості для вдосконалення управління лісами шляхом надання економічних стимулів, яких до цього часу бракувало.

Ця стаття досліджує один із способів реалізації цих нових можливостей, спочатку порівнюючи відносні переваги деревного вугілля та деревини з енергетичної точки зору, а потім пропонуючи наслідки для лісогосподарської політики збільшення використання вугілля у міських районах.

Багато факторів впливають на вибір палива, включаючи доступність, ціну, традиції та особисті переваги, і ці фактори також повинні враховуватися при обговоренні теми палива.

Слід також зазначити, що для зручності пояснення наступне порівняння енергії обов’язково має справу з відносно вузьким діапазоном змінних. Насправді умови можуть сильно відрізнятися щодо таких елементів, як волога деревини, доступна технологія, ефективність роботи печі тощо. Отже, результати, представлені нижче, мають на меті проілюструвати основні принципи.

Тоді з енергетичної точки зору, що краще: дерево чи деревне вугілля? Кожен має своїх прихильників: прихильники прямого спалювання деревини стверджують, що на деревне вугілля витрачається багато енергії. Прихильники вугілля кажуть, що це не враховує той факт, що деревне вугілля має набагато кращий енергетичний результат, ніж рівна вага деревини. Отже, спочатку слід скласти реальний енергетичний баланс задіяного процесу, щоб визначити, чи є глобальні втрати енергії при перетворенні деревини на деревне вугілля, замість того, щоб використовувати його безпосередньо.

Незалежно від того, використовується деревина або деревне вугілля, також потрібні інші форми енергії, і в країнах, що розвиваються без нафтових ресурсів, необхідно враховувати рахунок за нафту у всіх аспектах економічного життя. Тож два види палива також потрібно порівнювати з точки зору споживання імпортованого викопного палива, необхідного для виведення їх на ринок.

У наступних розрахунках теплоємність деревини, як правило, становить близько 3500 Ккал/кг для зеленої деревини. Висушена деревина може давати від 4500 до 4770 Ккал/кг. У випадку з деревним вугіллям значення нагрівання коливається дещо близько 7500 Ккал/кг. На нафтопродукт відводиться в середньому 10000 Ккал/л.

При спалюванні палива, такого як деревина, вугілля та нафта, ефективно використовується лише частина загальної енергії палива. Цей корисний енергетичний компонент називається виходом теплової енергії, вираженим у відсотках від загальної енергії, доступної в кілограмі сировини. Наприклад, якщо при використанні неефективної трикам’яної печі в кулінарії ефективно використовується лише 8 відсотків її потенційної енергії, то вихід теплової енергії при цьому конкретному використанні деревини становить 8 відсотків. Використання більш ефективної печі збільшило б вихід теплової енергії тієї ж кількості деревини, оскільки це спрямувало б більше енергії на приготування їжі.

Стерм (кубічний метр) деревини значно варіюється у вазі; від 215 кг для стовбурів скручених гілок сахеліанських чагарників до 600 кг для стовбурів добре сформованої деревини від операцій проріджування. Нарешті, середній вихід карбонізації (процес виготовлення деревного вугілля) коливається від 16 до 30 відсотків маси сировини, тобто 1 кг деревини дасть 0,16 - 0,30 кг деревного вугілля. Чим сухіша деревина, що використовується, тим вище буде врожайність.

Хоча карбонізація спричиняє втрату енергії, вироблене деревне вугілля дає більший урожай при використанні деревини. Таким чином, вихід деревини на теплову енергію становить у середньому 8 відсотків і може скласти навіть 5 відсотків із популярною африканською піччю з трьох каменів. Деревне вугілля має вихід теплової енергії близько 28 відсотків.

Як правило, деревне вугілля витрачає менше енергії, ніж деревина, якщо корисна енергія, отримана від безпосередньо використаної кількості деревини, нижча, ніж корисна енергія, отримана від тієї самої кількості деревини, перетвореної на деревне вугілля. Насправді 1 кг деревини дає 3500 (Ккал/кг) × 0,08 (вихід теплової енергії) = 280 Ккал; 1 кг деревини, переробленої на деревне вугілля (вихід вуглецю 20 відсотків) дає = 1 × 0,20 × 0,28 (вихід теплової енергії) × 75,00 (Ккал/кг) = 420 Ккал. Таким чином, є чиста втрата енергії в 140 ккал, якщо замість переробки деревини на деревне вугілля (навіть з низьким рівнем вуглецевого виходу 20 відсотків) вона використовується безпосередньо в печі, що дає 8 відсотків або менше. Звичайно, це лише один приклад.

Серія моделювання може бути виконана шляхом варіювання теплотворної здатності деревини, теплового виходу від використання та виходу карбонізації (див. Таблицю 1). Згідно з припущенням, на якому базуються дані таблиці 1, деревина є настільки ж вигідною з точки зору енергії, коли її спалюють безпосередньо, а не переробляють на деревне вугілля, їй потрібно досягти виходу теплової енергії відповідно 12, 9,3 та 8,8 відсотка., для калорійності деревини 3500, 4500 та 4770 Ккал, що показує, що приготування їжі з висушеної деревини є більш ефективним та зручним, ніж приготування їжі з вологою деревиною.

Таблиця 1. Деревина та деревне вугілля в енергетичному відношенні

Калорійність

Корисна енергія

Таблиця 2. Кипіння води на різних плитах

Тип печі

Теоретична економія деревини (%)

Трикам’яна піч

Мадагаскар нігерійський

Покращений металік

Покращена кераміка

Якщо, з іншого боку, отримують вуглецевий вихід 30 відсотків та теплову енергію вугілля 40 відсотків при використанні, деревина повинна використовуватися з виходом 25,7 відсотка, щоб було настільки ж вигідно використовувати деревину, ніж використовувати деревне вугілля, враховуючи деревину з теплотворною здатністю 3500 Ккал. У лісах 4500 та 4770 Ккал ці межі врожайності становлять 20 та 18,8 відсотка відповідно. Така висока ефективність рідко буває досягнута при спалюванні деревини для побутових потреб.

Останніми роками в Африці з’являються різні проекти, спрямовані на зменшення споживання дров. Кампанія за вдосконалення печей виникла в програмах для перевірки необмеженого рубання деревини та контролю опустелювання. Тому програми поширення вдосконалених печей є важливим аспектом лісової політики, особливо в сухих зонах.