LE DÉVELOPPEMENT , ET DISSEMMINATION
Par
Samuel F. Baldwin
La Princeton Université
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VITA
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Les Poêles de la biomasse
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Bibliothèque de Congrès qui Catalogue la Données Dans - Publication
Baldwin, Samuel F., 1952 -
Les Biomasse poêles.
La Bibliographie : p.
Includes index.
1. Les poêles de la biomasse--Dessin et construction.
2. L'énergie de la biomasse--pays en voie de développement. 3. Fuelwood--
La Conservation --pays en voie de développement. JE. Le titre
TH7436.5.B35 1987 683 ' .88 87-6107
ISBN 0-86619-274-3
À ma soeur, Hannah
LES RECONNAISSANCES
Le travail présenté dans ce volume a commencé en Afrique Ouest, sous les auspices,
d'un projet à long terme rendu effectif par les Volontaires dans Assistance Technique
(VITA) et les Comite Permanent Enterrent Etats de Lutte la Contre Secheresse
LE DU DANS SAHEL (CILSS). Depuis lors, les nombreux gens et organisations ont
aidé à chaque pas dans son développement. Beaucoup des contributaires a
été noté dans les références détaillées avec soin et donc ne sera pas
here. However répété, les remerciements spéciaux sont dûs le suivre:
Pour support financier pendant qu'en Afrique: L'Agence États-Unis pour International
Développement et IBM - Europe.
Pour support institutionnel pendant qu'en Afrique: CILSS, OUAGADOUGOU; L'INSTITUT
Burkinabe de l'Energie (IBE), Ouagadougou; Mission Forestiere Allemand
(MFA), Ouagadougou; d'Energie Laboratoire Solaire (LESO), Bamako; Centre
des Etudes et des Recherches des Énergies Renouvelables (CERER), Dakar;
L'association Bois de Feu, Marseille; l'Association verse le des Developpement
Les énergies Renouvelables en Mauritanie (ADEREM), Nouakchott; Monde d'Église
Le Service (CWS), Niamey; Agence États-Unis pour Développement International
(USAID); et Peace Corps États-Unis.
Pour support financier partiel dans les Etats-Unis: L'Institut des Ressources Mondial et
la Rockefeller Frères Fondation, La Fondation Hewlett, le Centre,
pour Énergie et Études De l'environnement d'Université Princeton, et VITA.
Pour les illustrations et les assistance: de la graphique Ellen Thomson, Thomas O.,
Agans, et Mike Freeman.
Pour éditorial et assistance: de la production Julie Berman, Margaret Crouch,
Juleann Fallgatter, Maria Garth, et Jim Steward de VITA.
Pour les commentaires de la révision et les suggestions: Alfred Behrens, Margaret Crouch,
Gautam Dutt, Eric Larson, Cliff Hurvich, Eric Hyman, Willett Kempton,
Robert Morgan, H.S. Mukunda, Tom Norton, Église Smith, Bob Williams, et
Timothée Wood.
Pour fournir le matériel de la lecture optique: Charles Creesy de Princeton
L'université.
Pour préparation et support de la publication: La Fondation Hewlett, le
Centrez pour Énergie et Études De l'environnement, et VITA.
Inscrire ce qui ont aidé simplement, cependant, ne fait pas suffisamment
décrivez le rôle critique que si beaucoup a joué dans ce travail. Le
l'original que les poêles améliorés projettent avec CILSS a commencé en 1980 quand IBM - Europe
VITA approché avec une demande concevoir un programme avec CILSS pour le
recherche et développement de poêles améliorés comme une façon de combattre le déboisement.
USAID plus tard à condition fonds garder ce programme aller. C'était le
prévoyance et support inébranlable de ces deux organisations--l'aide
agence et la corporation--cela a permis à ce travail d'avoir lieu à tout.
Timothée Wood était le Coordinateur Technique premier du VITA/CILSS
le projet du poêle amélioré et lui étaient son travail fin dans organiser beaucoup du
les projets nationaux et dans commencer le développement de poêles en argile tirés
que, dans grande partie, a pavé le chemin pour le travail a décrit ici.
Suivre mon arrivée en Afrique Ouest comme la seconde Coordinateur Technique,
le travail décrit a été rendu possible à travers assistance au-dessus seulement loin et
au-delà l'appel de devoir par: Issoufou Ouedraogo, Georges Yameogo, Frédéric,
Yerbanga, et Stephen et Cornelia Sepp au Bourkina; Yaya Sidibe,
Cheick Sanogo, et Terry Hart dans Mali; Massaer Gueye, Lamine Diop, et
Susan Farnsworth au Sénégal; Ralph Royer au Niger; Bill Phelan en Mauritanie;
et au-dessus tout, Moulaye Diallo de CILSS et Sylvain Strasfogel de
L'association Bois de Feu. En même temps, j'ai reçu le support superbe de
Paula Gubbins et Juleann Fallgatter à VITA headquarters. Beaucoup, beaucoup,
autres ont aussi aidé considérablement et à eux je dois m'excuser pour pas
citer leurs noms ici spécifiquement.
Avec mon retour aux États-Unis j'ai continué à recevoir inestimable
assistance de beaucoup de sources. Parmi ceux inscrits précité, spécial merci
est Margaret Crouch dûe, Gautam Dutt, Eric Larson, et Ellen Thomson. Dans
particulier, Margaret et Gautam ont fourni des heures innombrables d'éditorial
et assistance de la production, et support infatigable dans ce long effort.
À tous ces gens je donne Ces erreurs à un thanks. sincère qui
restez dans le texte est le mien seul et d'une façon ou d'une autre restez en dépit de tous le
l'assistance de rédaction patiente que j'ai received. Similarly, plusieurs
les illustrations de qualité inférieure restent--ils sont dûs à ma main tremblante et
d'une façon ou d'une autre restez en dépit de l'assistance professionnelle disponible à moi. JE
espérez le lecteur comprendra les thèmes au-dessous de ce travail en dépit de
ces défauts.
J'aimerais aussi remercier ma soeur, Hannah, pour fabrication première j'informé de
les problèmes dans countries. en voie de développement Ce livre est témoignage au
l'impact profond un voyage simple la visiter au Sénégal en 1972 a porté
ma carrière.
Finalement, j'aimerais remercier ma femme, Emory, pour son amour, patience, et
comprendre pendant les longs mois pendant que ce qui a été projeté d'être une 50 page
le rapport technique est devenu un livre de 300 pages.
Le Sam Baldwin
novembre 1986
LA TABLE DES MATIÈRES
Les reconnaissances
La table des matières
JE. INTRODUCTION ET VUE D'ENSEMBLE
II. FUELWOOD, CHARBON DE BOIS, DÉBOISEMENT, ET POÊLES
FUELWOOD
Le Charbon de bois
Impacts De l'environnement
Économie et Options de la Politique
III. LE DESSIN DU POÊLE
La Conduction
La Convection
La Radiation
La Combustion
Autres Aspects d'Efficacité du Poêle
IV. LA POÊLE CONSTRUCTION
Les Construction Options
Le Gabarit Dessin: Les Poêles cylindriques
La Métal Poêle Production
Fired Production du Poêle En argile
V. POÊLE ESSAI
Les essais de laboratoire
Épreuves de la Cuisine Contrôlé
Les Production Épreuves
Les essais pratique
Marketing Épreuves
VI. LE CHARBON DE BOIS A ALIMENTÉ SYSTEMS
Les Charbon de bois Poêles
Les surchauffage Chaudières
LES APPENDICES
La A. Conduction
La B. Convection
La C. Radiation
La D. Combustion
échangeurs de chaleur E.
analyse financier F.
G. Méthodes Statistiques
H. Matériel Difficile
JE. Unités et Conversions
Les J. Institutions
NOTES, RÉFÉRENCES, ET LECTURE SUPPLÉMENTAIRE
L'INDEX
LE CHAPITRE JE
INTRODUCTION ET VUE D'ENSEMBLE
Les pays en voie de développement sont maintenant souffrants sérieux et de plus en plus rapide
le déboisement. en plus de déchéance de l'environnement, perte de forêt
l'abri enlève le bois ressources d'énergie sur qui traditionnel rural
les économies sont basées. En réponse aux pénuries de plus en plus sérieuses,
les programmes conserver fuelwood fournissent et étendre la production du fuelwood
a multiplié, mais a fréquemment été inefficace dû à un manque de
comprendre des complexités économiques, politiques, sociales, et techniques
de ces problèmes.
L'intention fondamentale de ce livre est en résoudre quelques-uns du technique
problèmes de conserver supply(1 du fuelwood) . Cela est fait en utilisant le
principes de transfert de chaleur de l'ingénieur moderne redessiner traditionnel
les technologies d'énergie. Comme montré, ce mariage improbable du moderne et
le traditionnel est un outil puissant pour améliorer les vies du Troisième
Le Monde est pauvre.
Le livre est divisé en deux parties, le texte et les appendices techniques.
Le texte est écrit pour generalists qui a besoin un qualitatif cependant a détaillé
comprendre de dessin du poêle et tester. Les appendices sont écrits pour
spécialistes qui ont besoin d'une introduction à la candidature des principes
de combustion et transfert de chaleur à dessin du poêle. Les deux parties sont combinées
dans un volume seul donc comme accentuer l'importance de technique
analyse à dessin du poêle, développement, et dissemination. Dans dossier, le
le contenu est comme suit.
______________________
(1) un volume du compagnon discute des aspects de la politique d'utiliser l'énergie de la biomasse
ressources pour développement rural (1). Organisation du programme du poêle et mise en oeuvre
est discuté à longueur dans référence (2).
Le chapitre II, Fuelwood, Charbon de bois, et Déboisement, révisions le rôle de
fuelwood dans les sociétés traditionnelles, et le de l'environnement, économique, et
considérations de la politique de déboisement croissant et empirant fuelwood
les pénuries. Bien que la demande du fuelwood ne soit pas une cause fondamentale de déboisement
sur l'échelle globale, il peut augmenter des pressions sur considérablement
les ressources forestières localement, particulièrement autour de zone urbains dans les régions arides
où la demande du fuelwood est grande et la productivité de la biomasse du
la terre est small. Dans tour, le déboisement place un énorme financier et
le fardeau physique sur centaines de millions de gens au pays en voie de développement
comme ils luttent pour obtenir des provisions vitales de combustible avec qui cuire leur
la nourriture et chauffe leurs maisons.
Les réponses à ces problèmes peuvent inclure arbre qui plante des programmes, amélioré,
la gestion de la terre, ou l'importation de combustibles fossiles pour cuire. Tout de
ce peuvent être composants importants de toute stratégie à long terme pour rencontrer le
besoins d'énergie de pays en voie de développement (1) . Cependant dans beaucoup de rural et urbain
les régions les tels programmes ne peuvent pas être rendus effectif assez rapidement ou peuvent être aussi
cher vaincre le rapidement déficits du fuelwood croissants.
Améliorer le rendement énergétique de biomasse poêles brûlants potentiellement
les offres une alternative très rentable pour adoucir le fardeau d'acheter
alimentez par combustible pauvre et rassemblement urbain par rural pauvre. Les meilleurs poêles aussi
promesse que la santé importante bénéficie à leurs utilisateurs en réduisant fumée
les émissions. Finalement, les poêles peuvent adoucir des pressions sur les forêts aussi bien qu'aide
maintenez la productivité du sol à long terme en réduisant le besoin de brûler la récolte
restes et excréments.
Le chapitre III, Dessin du Poêle, discute les aspects techniques de combustion
et transfert de chaleur comme appliquée à la biomasse en amélioration cookstoves(2 brûlant). Le
les points suivants sont accentués:
l'o Conduction traite dans le poêle exigez que le poêle soit comme léger
comme possible minimiser la chaleur entreposée dans les murs et, où
possible, être réglé avec poids léger, isolants du surchauffage à
réduisent la perte de chaleur à l'extérieur. Leur poids léger et portabilité facile
autorisent la fabrication en série centralisée avec distribution à travers
canaux de l'annonce publicitaire existants ou fabrication en série décentralisée avec
Distribution par les artisans du secteur non officiels.
______________________
(2) biomasse " comme usagé dans ce livre fait référence à la biomasse crue ou non traité
combustibles tels que le bois, les gaspillages agricoles, ou les dung. par contraste, alimente tel
comme charbon de bois, éthanol, méthanol et autres qui sont dérivés de cru
la biomasse est appelée " des combustibles de la biomasse " pris en compte.
Cookstoves " (ou simplement " poêles ") fait référence à poêles conçus pour à l'origine
les Usages water. chauffants pourraient inclure domestique, restaurant, ou institutionnel
la cuisine de l'échelle (bouillir) ou eau chaude qui chauffe; annonce publicitaire et industriel
usages tels que bière préparer, tissu teindre, ou nourriture qui traitent (bouillir); et
autres. Il ne fait pas référence aux poêles pour frire des nourritures ou à à bois
les fours, ni il applique pour espacer des poêles chauffants, bien que beaucoup du
les mêmes considérations seront généralement applicables.
L'introduction
l'o Convection traite dans le poêle exigez le contrôle très précis partout le
poêle dimension et égaler précis du poêle au pot. Le
haut degré de précision eu besoin nécessite fabrication en série basée sur
gabarits standards.
Donc, à cause de principes fondamentaux de transfert de chaleur, emplacement - construit ou
les poêles massifs sont improbables de montrer la performance acceptable; la masse a produit
les poêles légers avec a optimisé avec soin et les dimensions contrôlé sont
beaucoup a préféré.
De plus, la combustion et processus du transfert de chaleur de la radiation sont discutés
dans Chapitre les III and occasions sont présentées pour recherche supplémentaire à
augmentez l'efficacité et réduisez des émissions.
Le chapitre IV, Construction du Poêle, applique les conclusions techniques de Chapitre
III aux aspects pratiques de construction du poêle réelle. Le dessin du gabarit
et marche par production du pas est décrit pour plusieurs métal en détail et
les poêles en argile tirés ont développé récemment et être disséminé maintenant dans À l'ouest
Afrique. Additionally, les suggestions sont faites pour une variété d'autre poêle
configurations qui peuvent convenir des conditions dans les autres régions mieux.
Dans Chapitre V, Poêle pour que les procédures Difficiles, pas à pas sont recommandées,
les prototypes du poêle difficiles et établir une industrie du poêle rudimentaire. Dans
le dossier, laboratoire et épreuves de la cuisine contrôlé sont utilisées pour sélectionner en particulier
prototypes. prometteur De ces épreuves, les gabarits standards sont
développé cela conformez aux dimensions du pot locales et formes. Une production
l'épreuve est effectuée, en produisant 50, 100, ou plus de poêles pour chacun du plus plus alors
le pot populaire sizes. Pendant cette production testent, une analyse détaillée est
exécuté des coûts, les problèmes ont rencontré, et améliorations potentielles
dans la méthode de fabrication.
Quelques-uns des poêles produits sont distribués sur un de courte durée, temporaire
base à familles sélectionnées pour essai pratique déterminer les deux leur
acceptabilité et leur performance réelle.
Une autre portion de ces poêles est mise en étalage dans annonce publicitaire locale
les débouchés et a vendu sur un ordre basis. que la Telle commercialisation simultanée peut
autorisez quelque réaction indirecte sur comme avoisine des familles sélectionnées
percevez les potential. Marketing des poêles techniques telles que radio et
journal faire de la publicité, panneau d'affichage et autre publicité, et démonstrations publiques
à centres sociaux, écoles, centres religieux, et ailleurs
devez être aussi attempted. Comme intérêt développe, l'organisateur du poêle peut
progressivement annule, en laissant le producteur du poêle dans contact direct avec le
plusieurs outlets. commercial Si l'intérêt ne développe pas, modifications
sera basé sur le champ et études de marché et tout autres nécessairement
information qui est disponible.
Il doit être accentué que tester détaillé, méthodique de prototype
les poêles; prudent financier et analyse statistique des résultats; et usage
de ces résultats améliorer des prototypes subséquents est crucial si amélioré
les poêles seront disséminés avec succès et largement. Dans quelques régions le
les prescriptions difficiles fournies auront besoin d'être modifié; dans les autres régions
ils auront besoin d'être complètement reworked. Mais partout, prudent,
essai méthodique et usage des résultats sont cruciaux à comprendre et
vainquant obstacles à bonne performance du poêle et acceptabilité.
Le chapitre VI examine des améliorations dans le Charbon de bois brièvement a Alimenté Systems tel
comme poêles et chaudières du surchauffage de qui peuvent sauver de grands montants
fuelwood quand a développé.
Les Appendices techniques documentent le texte en détail et fournissent le technique
le lecteur la fondation pour Sujets understanding. plus détaillés discutés
incluez conducteur, convective, et processus du transfert de chaleur du radiative;
principes de combustion; air aérer le dessin de l'échangeur de chaleur; et techniques
pour financier et analyse statistique d'épreuve data. Analytical et
les solutions numériques aux équations du transfert de chaleur sont décrites en détail et
les résultats sont présentés dans le text. pour que les références Étendues sont notées
ce qui souhaitent faire travail plus détaillé et une liste d'institutions sont
à condition pour contact avec les programmes progressifs.
Les technologies spécifiques discutées dans ce livre sont par aucuns moyens menés à bonne fin:
plutôt ils sont beginnings. Chacun a des certains avantages, tel que
alimentez efficacité ou sécurité, comparées aux formes traditionnelles, mais aussi apporte
avec lui certains inconvénients tels que flexibilité réduite ou a augmenté
le coût. Si ou pas la technologie améliorée est adoptée dans toute région veuillez
dépendez de la provision du combustible locale, l'économie locale, et un hôte d'autre
les facteurs. Further, la réponse sera dynamique, en changeant comme conditions
le changement. Comme biomasse les ressources d'énergie diminuent, cependant, la demande pour
plus de combustible les technologies effectives l'Adaptation grow. et plus loin
développement des technologies décrit ici peut fournir le vital
services d'énergie eus besoin par le monde pauvre dans un de plus en plus ressource
le monde limité.
De la même façon, ce livre est par aucuns moyens une étude complétée mais plutôt est un
introduction à la candidature d'analyse scientifique moderne à traditionnel
les technologies. Dans les exemples discutés dessous, quand génie moderne
le transfert de chaleur est appliqué à technologies d'énergie traditionnelles, nouveau,
les technologies sont développées avec possibilité énorme pour améliorer les vies de
le monde est pauvre. Combiné avec techniques de la fabrication en série modernes qui peuvent
portez les fruits d'un effort du génie dédié seul à l'entier
le monde, cette boîte potentielle énorme se soit rendue compte. Il n'y a pas de temps à
le gaspillage.
LE CHAPITRE II
FUELWOOD, CHARBON DE BOIS, DÉBOISEMENT, ET STOVES(1)
Depuis gens contrôler feu ont appris ils ont déboisé activement
leur environnement, utiliser feu pour aider dans la chasse initialement et
plus tard clarifier la terre pour agriculture. Tierra del Fuego ou " Terre de Feu "
été nommé par Magellan en 1520 à cause des nombreux feux qu'il a vu ainsi
là mettez par Sud indigène Americans. savanes Tropiques et modéré
les prairies sont, dans grande partie, une conséquence de tel a répété burnings.
Un a estimé demi des déserts du monde a été créé de la même façon (1).
L'histoire enregistrée a des nombreux exemples de tel déboisement. Crète, une fois,
boisé lourdement, pénuries du bois sévères souffertes par 1700 avant Jésus-Christ dû au
demandes d'une population croissante. La Chypre a fourni le bronze eu besoin par le
Grecs anciens pour arme. Les pénuries du bois sont une cause possible pour la réduction
dans bronze qui font par 1300 quel rationnement forcé sur là avant Jésus-Christ le
La terre ferme grecque et a affaibli le Mycenaeans à attaque extérieure. Aristote
et Platon a documenté la destruction de forêts en Grèce et le
les conséquences. Les Romains ont été forcés à importer du bois d'Afrique du Nord,
France, et Espagne garder leurs industries, bains publics, et militaire
opérationnel. Angleterre a souffert le déboisement sévère dans beaucoup de régions pendant
sa période industrielle tôt--les citoyens se sont ameutés sur bois en hausse même
les prix--jusqu'à ce que la transition approvisionner en charbon ait été faite (2,3).
Aujourd'hui, les forêts du monde font face à pressions sans précédent. Pendant que potentiellement
une ressource renouvelable, les forêts disparaissent plus vite qu'ils sont
remplacé. La nourriture des Nations unies et évaluations de l'Organisation de l'Agriculture
cela boise est perdu à agriculture, pendant que paître, bois de construction commercial,
brûler incontrôlé, fuelwood, et autres facteurs à un taux de plus que
11 million d'hectares par année, avec 90% de la terre clarifiée ne replantés jamais,
(4,5).
_____________________
(1) l'auteur aimerait reconnaître l'assistance de Timothée Wood
dans préparer des portions de ce chapitre.
Comme les forêts disparaissent, le fardeau financier et physique d'obtenir du bois
alimentez pour cuire et espacez des augmentations chauffantes pour le monde est pauvre. Dans
la réponse, beaucoup de tour tailler des gaspillages et excréments comme une alternative, mais un
cela a des conséquences potentiellement sérieuses pour fertilité du sol du futur (6,7).
Ce n'est pas un petit ou a isolé problem. Nearly deux million de tonnes métriques
(tonnes) de bois, le charbon de bois, gaspillages de la récolte, et excréments est a brûlé dans quotidiennement
les pays en voie de développement, ou approximativement un kilogramme chaque jour pour chaque
homme, femme, et enfant. Bien que l'énergie obtenue représente au sujet de seulement
10% de l'énergie ont consommé mondial, c'est sur demi l'énergie consommée
dans quelques 50 à 60 pays en voie de développement et est autant de 95% du
l'énergie domestique a utilisé là (6-9).
La biomasse alimente donc jouez un rôle critique dans les économies du développement
les pays. Dans ce chapitre l'offre et demande de ces combustibles, leur
production et économie, et les conséquences de l'environnement de leur usage
est examiné dans detail. Bien que les statistiques étendus présentés soient
eux-mêmes impassible, on ne peut pas être impassible au sujet du péage imposant
sur bien-être humain qui ils represent. Le haut coût de fuelwood
représente de la nourriture, médecine, et habillement qui l'urbain pauvre doit renoncer à.
Les longues distances ont marché et les charges lourdes ont porté par le rural pauvre
fouiller pour trouver combustible représente mieux le temps et main-d'oeuvre ont dépensé de la nourriture croissante ou
produisant marchandises pour vente dans village markets. Les grands montants de fumée
émis par les poêles traditionnels représentez l'incommodité et maladie qui
cette fumée peut causer l'utilisateur. Seulement dans un tel contexte général le plein
impact de combustibles traditionnels et poêles sur vie humaine et bien-être est
apprécié.
FUELWOOD
Le total que l'augmentation annuelle globale de biomasse forestière a été diversement
estimé pour être approximativement 50 fois consommation du bois annuelle et cinq fois
consommation en énergie annuelle totale y compris combustibles fossiles (Note 142)(2) (10).
En dépit de la grande moyenne provision globale, il y a aigu et croissant
pénuries de fuelwood régionalement et localement. Quelques régions, tel qu'Asie,
ayez très petit forêt réserve croissante par personne (Note 143). Dans
les régions, quelques pays sont bien dotés de la biomasse ressources d'énergie,
et autres ont des provisions totalement inadéquates, (Table 1); et dans
pays eux-mêmes, il y a de semblables abondances locales et des pénuries.
Par exemple, le Zaïre consomme seulement 2% de son rendement soutenable de forêt
la biomasse mais a le déboisement sérieux autour de Kinshasa (12).
Dans régions où les ressources forestières ne peuvent pas rencontrer la demande, restes de la récolte et
l'excréments animal est des remplaçants d'une manière marginale suffisants au mieux. Au Bangladesh,
par exemple, les restes de la récolte et excréments de l'animal peuvent fournir approximativement 300 watts par
la personne (Table 1). C'est satisfaire des besoins minimums à peine assez.
_______________________
(2) donc comme ne pas surcharger le texte cependant encore fournit le lecteur avec
l'information détaillée, plusieurs Tables sont données comme commencement des Notes sur
la page 251.
TABLE 1
La Biomasse Ressources D'énergie au pays en voie de développement Sélectionnés
Rendement Soutenable dans Watts/capita de
La Population Récolte Animal
Le Pays (millions) Restes Wood Excréments
Congo 1 18100 35 n.a.
Brésil 116 11100 257 507
Zaïre 30 4300 29 35
Argentine 27 3900 793 1270
Thaïlande 48 1170 295 124
Népal 14 666 225 412
Bourkina 7 317 162 231
Inde 694 222 174 200
Bangladesh 89 63 136 162
Chine 970 n.a. 216 108
Adapted de référence (20); n.a. --not disponible
Les évaluations telles que ceux-ci sont, bien sûr, seulement approximations très brutes.
Comme ces combustibles traditionnels ne déplacent pas à travers annonce publicitaire dirigée habituellement
les marchés, les évaluations de leur production et usage peuvent être faites par seulement
dimensions détaillées à la localité dans question. Further, il y a
la confusion considérable dans la littérature sur les unités mesurait un
quantity. donné par exemple, les gardes forestiers utilisent des unités volumétriques à généralement
mesurez du bois mais quelquefois manquez de spécifier si c'est dans les unités de solide
les mètres cubes ou a empilé des mètres cubes (dirige) . Ni est l'espèce et
la densité specified. Note (144) donne des équivalences très rugueuses entre le
deux unités volumétriques pour classes différentes de bois moissonné. De la même façon,
le charbon de bois est mesuré par volume habituellement, mais son contenu d'énergie est déterminé
par sa masse que dans tour est déterminée par les espèces de qui
il a été carbonisé (14), les températures à qu'il a été carbonisé, c.-à-d.,
son contenu volatil résiduel (15), et sa densité de compactage.
Quand estime de contenu de l'énergie est basé sur poids, les préféré,
la méthode, c'est vital pour savoir la teneur en humidité du combustible de la même façon et
si le poids est sur une base mouillée ou sèche (voyez le Chapitre III).
Estimant biomasse que les ressources d'énergie devraient être faites par direct par conséquent
la mesure. Forest que les ressources peuvent être mesurées en estimant la position
les volumes ou en couper une région et faisant un poids direct ou volume
la mesure (16-19). Taillez des restes des mêmes espèces peut varier largement
par type du sol et chute de pluie comme montré dans Note (145) et de la même façon devrait être
directement les taux de croissance weighed. peuvent être estimés par les nombreuses répétitions
de telles dimensions sur les échantillons comparables, adjacents sur une période de
le temps. Finalement, où l'excréments animal est, ou pourrait être, usagé comme une énergie
la ressource, il, aussi, devrait être mesuré des Évaluations directly. d'excréments
les taux de rendement sont donnés dans Note (146) pouvoirs calorifiques . pour un nombre
de combustibles de la biomasse différents est donné dans Appendice D.
Biomasse que les ressources d'énergie ont été estimées pour une variété de local,
le national, et cas régionaux comme décrit dans les références (4,7,9,13,20-28).
Fuelwood Demand
Les nombreuses évaluations de demande du combustible de la biomasse ont été faites sur le local,
le national, et échelle régionale (29-59) . Le taux d'usage d'énergie par le
le villageois typique est dans la gamme de 200-500 watts par personne habituellement et
varier avec la saison, climat, et disponibilité générale dramatiquement
de plusieurs combustibles. Les résultats de l'étude d'énergie sont donnés pour presque 40 villes et
villages dans Note (147). Beaucoup de cette énergie est utilisé pour cuisine domestique
(En présente 2,3,6) et ces valeurs sont supérieures beaucoup que les montants d'énergie
utilisé dans les pays développés pour cuire (Table 4) . C'est dû au
inefficacité de combustibles traditionnels et technologies du poêle aussi bien que
changements dans alimentation et manière de vivre qui sont possible avec les revenus supérieurs.
Globalement, les combustibles de la biomasse sont la principale source de cuire l'énergie pour
la plupart des pays en voie de développement (Table 5) . Additionally, ils fournissent l'énergie
pour besoins de la maison tels qu'eau du bain chauffante, repassage, et autres usages.
Bien que peut-être atypique, 60% de consommation du bois domestique dans Bangalore,
Inde, est utilisé pour chauffer baignez de l'eau (45).
Bien que leur principal usage au pays en voie de développement soit domestique, biomasse,
aussi alimente beaucoup de l'industrie. Comme vu dans les Tables 7 et 8, combustibles de la biomasse,
deux tiers d'industrie Kenyan et commerce et il est utilisé pour les telles choses
comme bière préparer, blacksmithing, séchage de la récolte, et tir de la poterie.
TABLE 2
Total puissance absorbée, Ungra, Inde,
WATTS/CAPITA (*)
La Source\Use Agriculture Domestic Lighting Industrie Total
humain 7.26 17.08-- 4.52 28.86
Man (5.11) (6.01)-- (3.92) (15.04)
La Femme (2.15) (8.70)-- (0.56) (11.41)
Enfant -- (2.36)-- (0.04) (2.41)
L'animal (* *) 12.0 ---- 1.11 13.11
Le bois à brûler -- 222.8-- 36.85 259.7
Les Agro Gaspillent -- 23.2---- 23.2
L'électricité 3.18 -- 1.17 0.37 4.72
Le kérosène -- 0.19 6.88 0.97 8.04
0.04 diesel------ 0.04
Approvisionnez en charbon ------ 1.41 1.41
total 22.5 263.3 8.05 43.23 339.
(*) Basé sur une population de village totale de 932 gens dans 149 maisons
(* *) À condition par 111 boeufs, 143 vaches, 93 veaux, 113 buffle et 489
Mouton et chèvres.
La référence (50)
Les évaluations de l'intensité d'énergie d'usages commerciaux varient largement, mais tout
indiquez montants substantiels de fuelwood utilisés et souvent à très bas
les efficacités. a empilé mètre cube de bois, par exemple, est exigé
guérir 7-12 kg de tabac leaf. L'efficacité de tabac qui sèche des granges
en Tanzanie a été estimé pour être aussi bas que 0.5% (49) . Tabac guérir
les usages 11% de tout le fuelwood dans Ilocos Norte, Philippines et 17% du
budget de l'énergie national au Malawi (34,39,47,56,59).
Le thé traiter exige que 9.5 GJ ou 500 kg de bois sec en produisent 30 en gros
kg de permissions du thé sèches de 150 kg de permissions vertes (45,47) . Fish qui fume /
sécher est estimé pour exiger de 0.25 kg diversement (39) à 3 kg (40) de
fuelwood par kilogramme de poisson séché (47,59) les Briquetages . exigent en gros
on a empilé mètre cube de fuelwood pour tirer 20-25 pots (39) ou 1000 briques
(59). Dans Bangalore, teindre qu'une tonne de fil, exige des 8.3 tonnes de
fuelwood; les boulangeries utilisent 0.58 kg de fuelwood par kilogramme de traditionnel
le pain a produit (45) . en Tanzanie, le bière préparer exige un empilé cubique
mesurez pour produire 180 litres (59), et l'industrie du brassage dans Ouagadougou
les usages 14% du fuelwood total ont utilisé (60) . que les Autres utilisateurs majeurs incluent
les cuisines institutionnelles, bois qui traite (45), et production du sucre, pour
lequel la bagasse elle-même est used. Overall, la biomasse alimente la provision jusqu'à 40%
de l'énergie industrielle utilisée en Indonésie, 28% en Thaïlande, 17% dans
Brésil, et de la même façon grandes fractions dans beaucoup d'autres pays (9)(3).
TABLE 3
puissance absorbée Domestique, Taruyan, Sumatra Ouest,
WATTS/CAPITA
La Main-d'oeuvre (*) Firewood Bagasse Kérosène Total
Cuisant 8.6 181. 2.9 -- 193.
Arrosez Collection 2.6 ------ 2.6
La lessive 2.0 ---- -- 2.0
Le bois Collection 1.9 ------ 1.9
Délivrant Food 0.6 ------ 0.6
Allumant ------ 52.1 52.1
total 15.7 181. 2.9 52.1 252.
Le pourcentage 6.2% 71.9% 1.1% 20.7% 100.%
(* )Calculated à 1.05 MJ/man - hour; 14.9 bois à brûler MJ/kg; 37.7 MJ/liter
Le kérosène; 9.2 bagasse MJ/kg.
La référence (58)
_________________________
variété (3)A d'unités, GJ (giga joules), kg., [m.sup.3], les tonnes, etc., sont
utilisé ici pour correspondre à la littérature plutôt qu'utiliser un ensemble seul
d'unités--de préférence GJ et tables de conversion watts. pour tout ceux-ci
les unités sont données dans Appendice je, l'empilement approximatif compte pour le bois et
le charbon de bois est donné dans les Notes (144,149), et les pouvoirs calorifiques sont donnés
L'appendice D. L'auteur regrette le dérangement.
TABLE 4
Puissance absorbée pour Cuire
Le Pays Combustible W/cap
Brésil GPL 55
Brésil Bois 435
Canada Gaz 70
CAMEROON WOOD 435
France Gaz 55
Allemagne de l'Ouest Gaz 30
Guatemala Propane 50
Guatemala Bois 425
Inde Kérosène 50
Inde Bois 260
Italie Gaz 55
Japon Gaz 25
Suède Gas/kerosene 40
Tanzanie Bois 590
États-Unis Gaz 90
References (63,64)
TABLE 5
Monde Population par Directeur Combustible de la Cuisine, 1976
(millions de gens)
L'Annonce publicitaire
(Excréments du fossil) et
Total D'énergie Fuelwood Récolte Gaspillage
Sud d'Afrique de Sahara 340 35 215 90
Inde 610 60 290 260
Reste de Sud Asia 205 25 95 85
Asia - Developing de l'est Pacific 265 95 110 60
Asie, a Organisé Centralement
Les Économies 855 190 435 230
Le Moyen Orient, Africa Nord 200 105 35 60
Amérique latine et Caribbean 325 230 85 10
Amérique du Nord - OCDE Pacific 365 365 0 0
Europe de l'ouest 400 400 0 0
Européen, a Organisé Centralement
Les Économies 340 340 0 0
total 3905 1845 1265 795
La référence (11)
TABLE 6
Consommation en énergie au Kenya
Pour cent de National Total (*) par Destinataire
Le Non - Biomasse
Traditional
Fuel Wood Charcoal Other
La Maison urbaine
COOKING/HEATING 0.8% 1.0% 3.3%--
Lighting 0.6------
Autre 0.2-- 0.5 --
La Maison rurale
COOKING/HEATING 0.2 45.3 2.8 2.7%
Lighting 1.1------
L'industrie
Grand 8.6 5.3 0.3 --
INFORMAL URBAN-- 0.1 0.6--
INFORMAL RURAL-- 9.1 0.1--
Le commerce 0.6 0.5 0.1 --
Le transport 13.7 ------
L'agriculture 2.5 ------
total 28.4% 61.3% 7.6% 2.7%
(* )Total National consommation en énergie = 332 million de GJ
par personne puissance absorbée = 658 W
Reference (24)
TABLE 7
Consommation Annuelle de Fuelwood et Charbon de bois au Kenya
par les artisanats Ruraux, Watts/Capita
Fuelwood Charbon de bois
L'Industrie W/cap W/cap
Brewing 33.9 --
Brick tir 1.9 --
BLACKSMITHING -- 1.9
Crop Séchage 1.3 --
Fish qui Guérit 0.6 --
Tabac qui Guérit 1.3 --
La Boucherie 7.6 1.9
Baking 4.1 --
Les Restaurants 5.4 1.3
Le Construction Bois 15.9 --
Total 72. 5.1
Reference (24)
Les combustibles de la biomasse sont cruciaux aux économies de la plupart des pays en voie de développement.
La note (148) inscrit 60 pays dans que les combustibles de la biomasse fournissent 30-95% du
used. d'énergie total L'énergie que ces combustibles fournissent, cependant, est seulement un
fraction de cela utilisée par combustible fossile a basé des économies (8,31). Dans le
le monde développé, faites la moyenne par personne l'usage d'énergie est approximativement 6 kW pendant que dans
L'Afrique et l'Asie c'est un dixième de ceci à peine (8); en Amérique du Nord,
l'usage d'énergie est plus de 10 kW, pendant qu'en Afrique c'est approximativement 450 W (8,31).
Avec ces taux de biomasse usage d'énergie et fournit il y a un sérieux et
pénurie croissante de fuelwood dans beaucoup d'areas. L'UNFAO a estimé cela
le nombre de gens qui souffrent une pénurie aiguë de fuelwood augmentera
d'approximativement 100 million en 1980 à plus de 350 million dans l'année 2000 (Table 9).
Les telles pénuries augmentent des coûts pour les habitants urbains, allongez fourrager
pour combustible par les habitants ruraux, et vole le sol d'éléments nutritifs comme changement des gens
tailler des gaspillages et excréments.
TABLE 8
Fuelwood Consommation au Kenya
par Grande Industrie, Watts/Capita
L'Industrie W/cap
Le Thé (moyenne) 8.9
Le Tabac 2.5
Sugar 1.6
Wood Processing 9.5
Le Barbillon 1.3
La Argile Brique 1.0
Baking 9.5
Total 34.3
Reference (24)
TABLE 9
La Pénurie Fuelwood au pays en voie de développement
(millions de gens ont affecté)
1980 2000
déficit aigu acute déficit
La pénurie pénurie
Afrique 55 146 88 447
Le Proche Orient &
NORTH AFRICA-- 104 -- 268
Amérique latine 15 104 30 523
Asie & Pacifique 31 645 238 1532
Total 101 999 356 2770
Reference (6)
TABLE 10
Fuelwood dans puissance absorbée du Monde (1978)
Fuelwood Pour cent Commercial
La Population Consumed Pouvoir wood/total Consumed
millions par personne par personne
Mondial 4258 110 W 1913 W 5.4%
Développé
vendent 775 21 5946 0.3 à
a organisé 372 73 5118 1.4
Développer
Afrique 415 254 185 58.
Asie 2347 101 508 17.
Le latin
Amérique 349 232 1028 18.
La référence (8)
LE CHARBON DE BOIS
Le charbon de bois est produit en chauffant du bois dans l'absence d'oxygène jusqu'à beaucoup
de ses composants organiques gazéifie, en partant derrière un noir poreux haut
le carbone residue. Le charbon de bois donc a produit retient la même forme comme le
le bois original mais est typiquement juste cinquième le poids, un demi le
le volume, et un troisièmes le content. d'énergie original UN plus précis
le rapport est donné dans Note (149).
Le charbon de bois a un pouvoir calorifique de 31-35 MJ/kg, selon le sien,
restant contenu volatil, comparé à 18-19 MJ/kg pour le bois sec.
La table D-2 illustre comme l'histoire de la température de la carbonisation
le processus affecte le contenu volatil et pouvoir calorifique du résulter
le charbon de bois.
Il y a deux classes différentes de matériel de la carbonisation, fours et
les ripostes. Les Fours brûlent la partie de l'existence de la charge du bois a carbonisé pour fournir
la chaleur nécessaire pour la carbonisation process. Retorts utilisent un séparé
alimentez la source pour fournir la chaleur et donc peut conserver la qualité supérieure
produit qui est carbonisé en utilisant un combustible de la qualité inférieur tel que brindilles et
branches pour l'heating. Une révision étendue est donnée dans référence (156).
Le system le plus répandu utilisé dans le monde en voie de développement est un four fait de
le monde. Dans ce cas le bois est empilé dans un noyau d'une manière compacte non plus ou sur
la terre plate, couvert avec paille ou autre végétation, et, finalement,
enterré sous une couche de soil. qu'Il est allumé avec cendres ardentes brûlantes introduites
à un point ou plus au fond du stack. La tâche du
le charbon de bois faiseur partout dans la brûlure " résultante " est ouvrir et fermer un
succession de trous de la prise d'air dans la couche du sol tirer le feu également autour
le tas du bois, chauffer le bois en brûlant comme peu de lui comme possible.
Les autres systems incluent des fours à briques qui sont utilisés largement en usage
au Brésil (66,67).
La dimension du four peut être autant de 200 jeune boeuf (68) et l'énergie
l'efficacité du processus de la conversion est donnée comme 15% en Tanzanie diversement
(47), 24% au Kenya avec une perte supplémentaire de 5% du charbon de bois lui-même
pendant distribution (24), 29% au Sénégal (69) et Ethiopie (70), et sur
50% au Brésil avec les fours à briques (67) . Advanced les ripostes sont prétendues être
capable d'accomplir 72% rendements énergétiques dans convertir du bois au charbon de bois
s'il y a récupération complète de tous les sous-produits gazeux (67).
La grande variation dans les efficacités du four rapportées peut être dûe à en partie
confusion au sujet d'unités--énergie, poids, ou volume, et base mouillée ou sèche.
Quand côte à côte les épreuves sont faites, les rendements énergétiques sont dans typiquement le
30-60% gamme comme indiqué dans Table 11 (71,72) . Le parent économique
la performance de quelques types de fours est donnée dans Table 12. L'économie pauvre
du four en terre inscrit dans Table 12 peut être dû au très petit
classez selon la grosseur studied. Autres ont trouvé des fours en terre traditionnels pour avoir équitablement
haute performance et un bon retour financier avec relativement petite main-d'oeuvre
(71). Cependant, Leurs inconvénients incluent un rendement variable et qualité,
les brûlures lentes, et disponibilité saisonnière (pas pendant la saison pluvieuse). Non
cependant, matière quel system est utilisé produire des résultats du charbon de bois dans un même
le grand filet loss. d'énergie quant à conserver des ressources forestières, c'est
toujours mieux utiliser du bois plutôt que le convertir au charbon de bois en premier.
Le Transport du charbon de bois
Il a fréquemment été discuté que c'est meilleur marché et plus effectif à
transportez du charbon de bois que bois à cause de son contenu de l'énergie supérieur unitaire
la masse. Cependant, Comme montré en dessous le montant d'énergie, si dans la forme
de bois ou charbon de bois qui peuvent être portés par cargaison est au sujet du même.
Comme frais de transport est essentiellement dû à dépréciation du véhicule et entretien,
le coût de tirer du bois ou le charbon de bois est au sujet du même unitaire
d'énergie portée (150).
En supposant les frais de transport à un US$0.10 fixe par tonne métrique kilomètre,
Le comte a trouvé que c'était meilleur marché de transporter l'énergie dans la forme de charbon de bois
que dans la forme de bois pour les distances plus grand que 82 km (13). CHAUVIN
utilisé un coût fixe par tonne km de la même façon. dans son analyse de l'économie
de charbon de bois du roulage de la Côte d'Ivoire à Bourkina par rail (60)
Exprimant frais de transport quant à tonne km est une procédure habituelle dans
les statistiques du transport agrégées, mais n'est pas applicable dans ceci
la situation. La plupart de l'énergie est utilisée pour déplacer le véhicule lui-même, à
la résistance du vent paralysée, friction interne et donc forth. Donc, un vide
le camion utilise comme presque beaucoup de d'énergie comme un qui est full. UNE régression linéaire
sur données présentée dans référence (73) montre que l'intensité d'énergie de
transportez par les tracteur caravanes dans l'USA est raconté à approximativement le
charge utile pour la gamme 8-25 tonnes métriques par l'équation
E = 23.6/M + 0.476
où E est l'intensité d'énergie dans MJ par tonne métrique km que la charge est déplacée,
et M est la masse de la charge dans Transport tons. métrique est souvent plus
limité par volume que par poids et c'est particulièrement vrai dans le
monde en voie de développement où les véhicules sont remplis à déborder habituellement. Dans
ce cas de volume a limité le transport, Présentez-en 13, 13% plus d'énergie peut être
transporté par cargaison de bois que de charbon de bois à un coût d'un 21%
augmentez dans usage du combustible.
Cependant, les dépens du combustible sont seulement une petite partie des frais de transport totaux
et au moins dans quelques cas, n'augmentez pas sur inchangé substantiellement même
les routes (74) Entretien . et réparation de véhicules sont un grand facteur
(74) et la dépréciation du véhicule et main-d'oeuvre sont plus grandes même (75).
TABLE 11
Rendements énergétiques de Carbonisation Assortie Systems
Thaïlande, 1984,
Total Charbon de bois comme Charcoal Nombre
Le Volume Énergie % de Production de
[m.sup.3] Bois Sec Taux kg/hr Procès
Murez la Ruche 1 8.3 61% 11.1 3
Murez la Ruche 2 2.0 63 5.6 35
Brésilien, modified 8.3 55 10.7 2
Mark V(2) 2.6 43 10.1 7
La Ruche de la boue 3 2.2 56 5.1 27
Drum seul 0.2 38 5.9 7
Le monde Mound 0.7 51 4.6 5
La référence (72). Aussi voyez (72) pour données sur 12 autres types de fours.
TABLE 12
La Charbon de bois Production Économie
Thaïlande, 1984,
Par Brûlure Bois (*) Capital (* *) Main-d'oeuvre (* * * Charbon de bois )
INVESTMENT US$/TONNE
Murez la Ruche 1 $52. $1.67 $9.00 $65.
Murez la Ruche 2 15. 0.66 3.70 75.
Brésilien, modified 54. 1.13 9.80 71.
Mark V(2) 33. 3.15 4.70 90.
La boue Ruche 3 16. 0.17 4.10 74.
Drum seul 1.80 0.18 1.95 195.
Le monde Mound 3.70 -- 2.35 114.
(* )Wood coûte US$8.30/stere; (* * le taux )Interest est 15%; (* * * )Labor est
US$0.40/man-hr.
La référence (72) . Also voient (72) pour données sur 12 autres types de fours.
TABLE 13
L'Énergie a Exigé pour Transporter du Bois et du Charbon de bois
Factor Wood Charbon de bois
Gravity volumétrique supposé 0.7 0.33(a)
Density de l'emballage supposé 0.7 0.7 (b)
Gravity volumétrique efficace 0.49 0.23
Contenu d'énergie par truckload 390. GJ (* ) 345. GJ (C)
Pesez par truckload 24.5 MT (* * ) 11.5 MT (d)
Énergie du transport par truckload - km 35.3MJ/km 29.1 MJ/km
Énergie du transport par km/energy
contenu de load 91x[10.sup.-6] 84x[10.sup-6]
(* )GJ est un gigajoule ou 1 milliard joules; (* * )MT est une tonne métrique, 1000 kg,
un) Based sur (14).
b) Pour bois basé sur (13). Le charbon de bois peut avoir un emballage supérieur ou inférieur
Densité selon sa dimension et si ou pas il est empoché pour
transportent. qu'Il est empoché pour transport normalement.
c) Assumed pouvoir calorifique pour le bois, 16 MJ/kg; charbon de bois, 30 MJ/kg,;
les deux y compris humidité.
d) Based sur un volume de la charge utile de 50 [m.sup.3] . C'est plus petit qu'un niveau
La tracteur caravane, mais a été choisi donc comme rester dans les limites
de la corrélation de poids transporter l'énergie, cependant correspond
au cas pour la plupart des pays en voie de développement de volume a limité le transport
pour ou bois ou charbon de bois.
TABLE 14
Frais de transport de Bois et Charbon de bois
Pour cent de Total
Le Wood Charbon de bois
Main-d'oeuvre et cadre 12% 12% (un)
Fuel 18 15 (b)
Entretien et réparation 40 30 (c)
Licenses et tinte 1 1
La Véhicule dépréciation 42 42
Total coûte 113 100
L'Énergie a tiré 113 100 (b)
un) De référence (75) utiliser du charbon de bois comme la ligne de base.
b) De Table 21.
c) Estimated de référence (75) données sur dépréciation du pneu et
véhicule réparation charges qui supposent que ces dépens augmentent proportionnellement
au poids du véhicule total.
Quand ces dépens sont considérés, Présentez 14, le coût de tirer l'énergie,
si dans la forme de bois ou charbon de bois, est pratiquement identique. Dans
pratiquez, facteurs tels que dimension du véhicule, main-d'oeuvre et le combustible coûte, partie charge ou
en arrière butin de marchandises, et beaucoup autres compliqueront cette analyse.
Quand les frais de production sont inclus, le charbon de bois est plus cher que
fuelwood. que Ces dépens sont reflétés dans leurs prix relatifs: le prix
par GJ de charbon de bois c'est de fuelwood typiquement deux fois (76).
La Demande du charbon de bois
En dépit de son prix supérieur, le charbon de bois est un combustible très populaire, en particulier dans
zone urbains où les gens ont un argent income. d'après un 1970 rapport
de Thaïlande, 90% de la coupe du bois pour les marchés urbains ont été convertis dans
le charbon de bois (34) . en Tanzanie que le chiffre est 76%, avec 10-15% de tout le bois
la coupe a converti au charbon de bois (40,59) . au Sénégal, 15% de toute la coupe du bois sont
converti au charbon de bois pour Dakar seul, a transporté à Dakar d'aussi loin que
600 km loin, et a utilisé par 90% des maisons à un taux de 100 là
la kg/person année (77,78) . au Kenya, 35% de la coupe du bois sont convertis à
le charbon de bois (24).
Bien que les poêles du charbon de bois traditionnels aient une efficacité (15-25%) quelque peu
plus haut que le feu du bois ouvert (15-19%), cela ne dédommage pas pour le
perte énergétique violente dans la conversion initiale de bois (79,80).
Il y a une variété de raisons pour cette popularité en dépit de haut coût et
inefficiency. Unlike d'énergie quelques espèces du bois comme qui doivent être utilisées dans
peu comme un mois de sécher pour éviter des pertes considérables aux termites,
le charbon de bois est imperméable à attaque de l'insecte (21) . qu'Il peut, par conséquent, est
par exemple, a préparé en avance de la saison pluvieuse loin quand autres combustibles
est unavailable. Even plus important est ce charbon de bois est un très commode
alimentez au Charbon de bois use. est presque sans fumée. Les Cuire peut être fait à l'intérieur
dans confort relatif sans noircir les murs avec la suie. Les Métal pots
restez relativement propre, et il n'y a aucune irritation de la fumée aux yeux ou les poumons.
Bien qu'il puisse y avoir une haute production de monoxyde de carbone dangereux qui est
un danger pour la santé dans les cuisines pauvrement aérées, cela ne cause pas comme
incommodité évidente à l'user. Additionally, une fois il est allumé, un charbon de bois
le feu a besoin d'attention supplémentaire du cuisinier peu, pendant qu'un feu du bois
exige ajuster fréquent du combustible.
La bonne volonté d'habitants urbains acheter du charbon de bois cher doit
donc encouragez des dessinateurs de poêles améliorés qui essaient d'éliminer
fumez, adoucissez la corvée de cuire, et plus loin réduisez des coûts du combustible.
En même temps, il devrait servir comme un avertissement à ceux qui font l'attention
seulement alimenter l'efficacité.
Le charbon de bois est aussi utilisé largement commercially. au Brésil, quelques 19,
million de mètres cubes de charbon de bois ont été utilisés pendant 1983 pour produire le cochon
repassez, 2.5 million a été utilisé pour produire le ciment, et 600,000 ont été utilisés pour
la métallurgie. Overall, approximativement 18% de l'énergie ont utilisé dans l'acier brésilien
l'industrie est de charcoal. 17% de ce charbon de bois approximativement a été produit de
les plantations (43,67,82).
Les grands montants de charbon de bois sont échangés internationalement aussi. En 1981,
Indonésie, Thaïlande, et les Philippines chacun a exporté 44-49 mille
tonnes de charcoal. les Grands importateurs incluent Japon, avec 52,000 tonnes,
et Hong-Kong, avec 23,000 tonnes (65).
LES IMPACTS DE L'ENVIRONNEMENT
Il y a maintenant le déboisement rapide et croissant autour du monde. Le
UNFAO (5,83) a estimé le total déboisement global annuel à approximativement 11.3
million d'hectares (Table 15) . Autres l'ont estimé pour être aussi haut que 20
million d'hectares et plus par année (7) . Parmi les causes sont le suivre.
L'agriculture inégale endommage ou détruit 0.6% de tropique approximativement
forestland annuellement et comptes pour quelques 70% de perte forestière en Afrique
(84). Opening le pastureland cultiver du boeuf pour exportation annuellement clarifie des 2
million d'hectares par année en Amérique latine (85-87) . bois de construction Commercial
les unité d'exploitation clarifient 0.2% de forestland tropique en gros annuellement (84), et
les routes de l'accès du bois de construction ouvrent les régions à fermiers qui mènent à supplémentaire
la déchéance (87) . La Côte d'Ivoire, par exemple, perd quelques 6.5% du sien
les forêts annuellement (5,83) . Finally, le brûler incontrôlé est cru
responsable pour la création de beaucoup de la savane du monde et prairie
(1,88,89). les Tels brushfires dans les prairies africaines brûlent plus que 80
million de tonnes de fourrage annuellement, volatilisation de la cause d'azote organique,
et autorise lixiviation excessive de sels précieux (90) . que Ce peut être en particulier
endommager dans beaucoup du Sahel où l'augmentation est déjà fortement
limité par les petites quantités disponibles d'azote et phosphore (91).
L'usage de pressions des augmentations du fuelwood sur la biomasse forestière et peut mener à
le déboisement local (12,88), en particulier dans les régions arides autour urbain
régions où la demande est haute et les taux de croissance de la biomasse sont low. Generally,
les fermiers de l'existence ruraux causent relativement petit dégât aux forêts comme
ils prennent seulement petits membres, etc., et ceux-ci souvent de haies ou de
proche leur farmlands. par exemple, au Kenya, arbres à l'extérieur de la forêt
fournissez la demande du bois à demi (37); en Thaïlande en 1972, 57% du bois
consommé est venu d'à l'extérieur des forêts (40) . par contraste, annonce publicitaire
fuelwood et opérations du charbon de bois, égalisez des relativement peu importants, coupe,
les arbres entiers et peut endommager ou détruire des grandes régions de forêt.
Parmi les impacts potentiels de déboisement est érosion, en inondant,
changements climatiques, désertification, et pénuries du fuelwood (92-94). Essentially
aucun sol ou la chute de pluie est perdue d'a boisé régions naturellement. However,
quand l'abri de l'arbre est enlevé, les montants massifs de sol peuvent être emportés comme
la chute de pluie coule à travers les Dimensions surface. en Tanzanie a indiqué
que jusqu'à demi la chute de pluie a été perdue comme finale de jachère nue (3.5[degrees]
l'inclinaison), porter quelques 70 tonnes/ha de sol avec lui (95). Semblables impacts
a été noté ailleurs (5,81,87,88,96,97).
L'érosion étouffe des voies navigables en aval et des réservoirs avec limon, en les faisant
même moins capable de manutention les augmentations de volume de course de l'eau
directement fermé les moments décisifs (2,7) . En 1982, inondation et dégât de l'érosion dû
à clarifier les forêts d'Inde additionner $20 milliard partout a été estimé le
20 years. antérieurs Cette évaluation a inclus perte de couche de terre superficielle, perte de
propriété aux inondations, et a raccourci des vies du réservoir (5). Other estime
placez les frais directs de réparer le dégât de l'inondation à plus que $250
million par année (98) . UNE révision générale de ce problème en Inde est donnée
dans référence (99).
Comme deux tiers de toute la chute de pluie est produit d'humidité pompée dans en arrière
l'atmosphère par végétation, le déboisement peut causer sérieux climatique
le changement (1,100) . La réflectance de la surface est aussi changée et peut affecter
le climat (1) . sans ombrager, les températures du sol augmentent dramatiquement et boîte
grandement réduisez l'activité biologique vitale dans le sol (87,101).
Le déboisement suivant, overgrazing et piétiner peut détruire rapidement le
l'herbe layer. Sans la protection d'abri moulu, le sol reçoit
l'effectif à le complet de battre des gouttes de pluie, apporter des particules en argile au
la surface et causer le durcissement superficiel et sceller que les graines ne peuvent pas
pénétrez (102,103) . Le résultat de la fin est souvent desertification. Pendant le
les cinquante années passées, un a estimé 65 million d'hectares d'une fois terre productive
ayez donc été perdu pour abandonner le long du bord du sud du Sahara seul
(104,105). les données Supplémentaires pour Afrique sont données dans les références (90,106).
Comme les ressources forestières sont perdues, si à agriculture, boisez, feux de la brosse,
ou comme fuelwood, les villageois sont forcés à utiliser la qualité inférieure de plus en plus
combustibles tels que gaspillages de la récolte et excréments satisfaire leurs besoins minimums pour cuire
et autre purposes. Globally, un a estimé 150 à 400 million de tonnes de
l'excréments de la vache est a maintenant brûlé annually. Le brûler de chaque tonne d'excréments
les gaspillages assez d'éléments nutritifs potentiellement produire un 50 kg supplémentaire de
le grain. que L'excréments de la vache a maintenant brûlé en Inde gaspille des éléments nutritifs égal à plus
qu'un tiers de l'engrais chimique ont utilisé (7).
Usage croissant de restes agricoles pour combustible peut causer le dégât sérieux
à matières organiques soils. dans les sols la plupart de l'azote et soufre fournissent
et autant de demi le phosphore eu besoin par plants. Il augmente le
capacité de l'échange de la cation du sol, lier des minéraux importants tel que,
magnésium, calcium, potassium et ammonium qui serait lessivé autrement
loin. Il amortit le pH de sols, et il améliore la rétention de l'eau et
les autres caractéristiques physiques (151).
TABLE 15
Estimated Moyenne Taux Annuel de Déboisement de
Forêts Tropiques, 1980-1985, dans Millions d'Hectares,
et Pour cent de Forêt de la Position Totale
Tropique Tropical Total Tropique
La catégorie Amérique Africa Asia (76 pays)
Forest fermé 4339 1331 1826 7496
(0.64%) (0.62%) (0.60% ) (0.62%)
Forest Ouvert 1272 2345 10 3807
(0.59%) (0.48%) (0.61% ) (0.52%)
Tout le forests 5611 3676 2016 11303
(0.63%) (0.52%) (0.60% ) (0.58%)
La référence (31)
La destruction de forêts peut avoir aussi des conséquences sérieuses quant à
perte de ressources génétiques, perte de possibilité nouveaux produits médicaux, et
autres. Ceux-ci sont examinés dans référence (5).
Le brûler de combustibles de la biomasse a des impacts de l'environnement sérieux dû au
la fumée a publié (107-112) . Bien qu'il y ait eu nombreux anecdotique
les comptes de santé malade ont associé avec combustion de la biomasse d'intérieur, seulement,
récemment ayez des études du scientifique systématiques du problème commencées (112).
Les résultats dater indiquent que dans les maisons de village, concentration d'intérieur de
le monoxyde de carbone, matières particulaires, et hydrocarbures peut être 10-100 et plus
les temps plus haut qu'Organisation Mondial de la Santé (QUI) Normes (111).
Plus loin, les cuisiniers qui utilisent la biomasse traditionnelle poêles brûlants peuvent être exposés à
beaucoup plus monoxyde de carbone, formaldéhyde, benzo(a)pyrene cancérigène, et
les autres composés toxiques et cancérigènes que même fumeurs de la cigarette lourds.
De ceci il est attendu que la fumée est un facteur considérable dans mauvaise santé
dans countries. en voie de développement Les maladies ont impliqué la gamme de bronchiolitis
et broncho-pneumonie à pulmonale du cor chronique à plusieurs formes de cancer
(110,111). Indeed, le QUI cite maintenant la maladie respiratoire comme le plus grand
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cause de mortalité au pays en voie de développement (112) . Table 16 air des listes
l'émission de la pollution compte pour une variété de combustibles et systems de la combustion.
Réduire et l'exposition du controlling aux émissions du combustible de la biomasse doit être un
considération fondamentale dans tout poêle les renseignements complémentaires program. sont
disponible du Centre De l'est Ouest (Appendice J).
ÉCONOMIE ET OPTIONS DE LA POLITIQUE
La pénurie du fuelwood croissante a une variété d'impacts économiques sur les deux
habitants ruraux et urbains, la force de la main-d'oeuvre rurale, et l'économie nationale.
Pour l'habitant de l'existence rural, épuisement de ressources du fuelwood locales
les moyens qui fourragent jamais times. There plus longtemps sont nombreuses évaluations de ceux-ci
temps qui alignent aussi haut que 200-300 jours de la personne par année par maison dans
Népal ou 7% de toute la main-d'oeuvre (22,46,98) et de la même façon hauts taux de la main-d'oeuvre dans
Tanzanie (59) et autres pays (99) . corrélations raconter Approximatif
fourrager distance à la densité de la population locale est développé par facilement
égaler la consommation moyenne par une population à la région a exigé à
fournissez un rendement soutenu, comme montré dans note (114) . qu'UN deuxième exemple est
donné dans référence (115) . Dans régions arides avec un bas taux de croissance de la biomasse un
le village de comme peu comme 500-1000 les gens peuvent utiliser tout le fuelwood dans un
marcher le distance. Fourrager est aussi du travail lourd; au Bourkina, typique
les headloads pèsent 27 kg (113).
Quand le bois devient rare, les gaspillages de la récolte et excréments sont les villageois seulement
l'alternative; il n'y a pas d'argent pour les combustibles de l'annonce publicitaire, ni fait l'à long terme
les dépens de l'environnement d'utiliser des gaspillages agricoles emportent sur leur immédiat
valeur comme fuel. en Inde, il a été estimé qu'une tonne d'excréments de la vache
appliqué aux champs résulterait en la valeur de la production du grain augmentée
US$8, mais si a brûlé éliminerait le besoin pour bois à brûler valeur $27 dans le
le marché (116,117). Quelques-uns ont discuté ce dû à la relativement basse efficacité
de vache - excréments dans fournir des éléments nutritifs tels qu'azote, phosphore,
le potassium, et galvanise au sol dans une forme de l'useable, il a de meilleur sens
le brûler (117) . Cela, cependant, ignore d'autres contributions importantes de
matières organiques souiller fertilité (151).
Avec une haute valeur boursière pour la biomasse alimente, le pauvre et les landless sont
quelquefois accès refusé à leurs sources du combustible traditionnelles (118). qu'Il a
même été rapporté qu'ouvriers agricoles dans Haryana, Inde, autrefois a payé
les salaires de l'argent, est payé des restes de la récolte être utilisé pour combustible quelquefois au lieu
(99)--combustible qu'ils ont reçu gratuitement précédemment.
Par contraste, les habitants urbains ont souvent aucun de choix mais acheter leur
le combustible. Again, il y a des nombreuses évaluations du fardeau financier ceci
impose aligner jusqu'à aussi haut que 30% de revenu de la famille total dans Ouagadougou
(34), à 40% en Tanzanie (39), à presque demi dans Bujumbura, Burundi (36).
Pendant les 1970s le coût de bois et charbon de bois a augmenté à un taux de 1-2%
par année plus rapide qu'autres marchandises (76) . Due à leur escalade du prix rapide
pendant les 1970s, les combustibles fossiles ne sont pas des alternatives souvent viables. Dans
Malawi, l'usage de kérosène a décliné 24% entre 1973 et 1976, prétendument,
dû aux prix supérieurs (34) . Autres ont noté de semblables impacts (71).
L'usage de combustibles traditionnels est important dans stimuler le rural
l'économie. La valeur de fuelwood et charbon de bois dépasse 10% du Gros
Produit domestique dans pays tels que Bourkina, Ethiopie, et Rwanda,
et dépasse 5% au Libéria, Indonésie, Zaïre, Mali, et Haïti (76). Ce
les pompes grands montants d'argent dans l'économie rurale et fournit beaucoup
emploi eu besoin aux habitants ruraux (Table 17) . fournir Ouagadougou avec
par exemple, le bois pendant 1975 a exigé quelques jours de 325,000 personnes de main-d'oeuvre
et a produit plus de $500,000 dans le revenu directement et un supplémentaire $2.5
million dans revenu à travers transport et distribution (34). à l'Ouganda, un
estimé 16 tonnes de charbon de bois sont produites par personne année (13). Other
les évaluations sont données dans Table 18 et références (71,72) . Dans beaucoup de pays,
gens dans les régions les plus pauvres où les conditions n'autorisent pas
l'expansion de récolte ou production de l'animal et la végétation boisée naturelle est
la seule ressource, dépendez de ventes de bois à brûler pour leur revenu lourdement
(34,99). Quel que soit programme est mis pour rencontrer la pénurie du fuelwood en place,
ce sera nécessaire de prendre l'emploi enfonce dans compte.
Les alternatives
Rencontrer la pénurie du fuelwood croissante (Table 9), les gouvernements pourraient importer
combustibles fossiles comme un remplaçant; plantez des arbres vite croissants et améliorez le
gestion de forêts existantes; et développe plus de combustible poêles effectifs et
autre matériel à bois, parmi autres actions.
Si chaque personne qui utilise maintenant fuelwood avait changé à pétrole a basé des combustibles, le
la consommation supplémentaire serait juste 3.5% de 1983 production de l'huile mondiale. Le
coût de kérosène et gaz du pétrole du liquified (GPL) pour tous les besoins de la maison
soyez 15% d'articles d'exportation de la marchandise total ou moins pour Kenya, Thaïlande,
Zimbabwe, et beaucoup d'autre countries. les combustibles Importateurs pour cuire peuvent alors
soyez une réponse importante dans les telles régions (152).
Par contraste, pour Niger, Burundi, et autres, un changement aux combustibles du pétrole,
pour maison les besoins d'énergie absorberaient presque toute exportation de la marchandise
les salaires (152) Efforts . de stimuler usage de butane à travers primes
a commencé en Afrique Ouest mais a prouvé pour être un fardeau financier lourd
(34,119). There est aussi évidence que les telles primes bénéficient le riche
beaucoup plus que le poor. au Sumatra Ouest en 1976, le plus pauvre 40% du
la population a utilisé seulement 20% du kérosène bien que ce fût lourdement
subventionné (58) . Cependant sans telles primes, les combustibles du pétrole sont au-delà
la portée du poor. Dans ces régions, d'autres actions sont exigées.
Comme une deuxième réponse, les plantations d'espèces de l'arbre rapide croissantes peuvent être
développé pour fournir le combustible (123-126) . données Étendue sur les espèces, leur
l'augmentation modèle, et leurs usages sont donnés dans les références (5,12,102,123,124)
Les agences du donateur dépensent maintenant des $100 million par année sur forêts
les projets (116), et la grande consolidation supplémentaire est fournie par le national
cependant, gouvernements themselves. que L'O.N.U. a estimé que $1 milliard
par année est exigé de satisfaire les besoins minimums de l'année 2000 quand un
pénurie d'approximativement 1 milliard mètres cubes par année est attendue sans
l'intervention (6) . garder cette somme en perspective, cependant, ce doit être
comparé aux $130 milliard par année eue besoin pour tout le secteur d'énergie
développement au pays en voie de développement (154).
TABLE 17
Breakdown de Fuelwood Coût Facteurs pour Niamey, Niger
$US/TONNE (*)
Main-d'oeuvre pour couper, empaqueter, et
qui tire à route (price) 8.30 au bord de la route
Main-d'oeuvre pour loading/unloading 2.80
Transport permis .35
Transport 5.30
Cutting permis 5.50
Profit 5.50
Total $27.75
Reference (121); (*) Suppose 450 CFA/US $
TABLE 18
Main-d'oeuvre Exigences pour la Production de Combustible de Forêt
Person - Days/Hectare, Ouganda,
Le Maximum Minimum
FUELWOOD 120 50
Le Charbon de bois (kilns) portatif 210 88
Le Charbon de bois (fours de monde) 308 128
La référence (38)
Les plantations peuvent fournir l'emploi rural (115) de quelques 150-500 person - days/hectare
pendant les trois années premières et presque deux fois ce montant
pendant moissonner (127) . Additionally, plantations et planter des arbres
généralement fournir benefits. de l'environnement très important Parmi ceux-ci
se stabilise et protège des sols de vent et érosion de l'eau, fournir,
protection aux oiseaux (lequel peut manger des insectes récolte - destructifs--ou
les récoltes elles-mêmes) et autres animaux, et fournir sol important
les éléments nutritifs. Ceux-ci sont examinés dans (155).
Cependant, les plantations Monocropping ignorent le grand nombre de non - combustible traditionnel
usages de forêts tels que nourriture, fibre, médecines, et autres (128). Quelques-uns
espèces jeûne - croissantes telles qu'Eucalyptus, pourtant productif et hardi,
aussi épuisez des services de les eaux moulus et des sols, soyez immangeable comme bétail
affouragez, et mettez obstacle à l'augmentation de la récolte avoisinante (5,99) . Pour les autres espèces,
cependant, les interplanting avec les récoltes peuvent être les valuable. Acacia albida peuvent
l'augmentation cède de millet et sorgho par jusqu'à 3-4 fois en arrangeant de l'azote
et en pompant d'autres éléments nutritifs de profond dans le sol. Additionally
il fournit des grands montants de fourrage du bétail pendant la saison sèche
(102). les Autres espèces précieuses incluent le Tamaris, usagé à l'Iran du sud
contrôler la salinité (129).
Quelques pays ont commencé à développer des plantations substantielles. Brésil, pour
l'exemple, a planté 5 million d'hectares avec succès, principalement vite croissant
L'eucalyptus, pour combustible et réduit depuis 1970 (67) . par contraste, en Tanzanie
un a estimé 200,000 hectares de plantation ont été eus besoin en 1983 pour rencontrer
les besoins du pays, mais seulement 7300 seraient plantés (47) . Substantial
le progrès est fait, en dépit de quelquefois hauts coûts--plus de $1000 par
l'hectare par places, rendements qui ont été lointain en dessous attentes quelquefois
(127,130), et nombreux autres problèmes (5,99,116,125,131,132,155). Dans
par exemple, parties de Kenya que les woodlots individuels sont maintenant établis
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largement (140) . Dans Table 19 plusieurs fossile et combustibles renouvelables sont comparés
d'après leur coût et la performance des poêles utilisées avec
ils. Comme vu là, le fuelwood est loin moins cher que le pétrole a basé
combustibles ou autre énergie renouvelable options. Bien que cela ait coûté l'avantage
diminuez dans les régions arides, ce sera encore considérable vraisemblablement.
Les woodlots de village peuvent réduire le coût de fuelwood plus en outre (Note 157-C).
Donc, le bois sera une source d'énergie fondamentale au pays en voie de développement pour le
le futur prévisible.
Comme une troisième réponse, améliorer l'efficacité avec que les combustibles de la biomasse sont
utilisé pourrait étendre des ressources grandement forestières et à un très bas coût. Dans
ce cas, l'avantage du coût de bois comme un combustible de la cuisine devient plus même
apparent (Table 19) . L'importance des résultats montrée dans Table 19
ne pas être overemphasized. Aucune autre ressource d'énergie ne vient près du
l'avantage du coût de bois a utilisé dans combustible poêles effectifs. Certainly, comme
les revenus augmentent la propreté et commodité de qualité supérieure alimente tel
comme kérosène, GPL, ou éthanol sera payé pour avec plaisir; mais ce n'est pas maintenant
une option viable pour beaucoup du poor. du monde Donc, un effort considérable
doit être concentré sur le développement de poêles qui brûlent du bois, mais fait donc
proprement et sans risque, avec haute efficacité, et c'est contrôlé facilement.
Le coût d'énergie économe en utilisant un poêle amélioré peut aussi être comparé
au coût de produire fuelwood. UNE maison typique de huit gens
qui utilisent fuelwood pour cuire sur un poêle traditionnel (rendement thermique de
17%) à un taux de 300 watts/person approximativement 150 GJ d'énergie consommera dans
un period. Alternatively de deux années, si cette même maison avait fait leur
cuire sur deux $3 woodstoves à canal améliorés qui ont observé
alimentez des économies de 30-40% en campagne (rendement thermique de 30%, Chapitre,
V), ils consommeraient seulement 90-105 GJ sur la vie de deux années de ceux-ci
les poêles. que Les économies d'énergie seraient accomplies à un coût de seulement $0.10-0.13/GJ
--un facteur de 10 plus petit que que le coût de plantation a produit
fuelwood (Table 19) . que L'énergie eue besoin de produire ces poêles ne fait pas
changez ce result. Currently, 0.022-0.027 GJ/kg est exigé de produire
l'acier de minerai naturel et nouveaux processus industriels pourrait réduire ceci à
0.009-0.012 GJ/kg (136) . UN poêle typique peut utiliser 2-3 kg d'acier et
donc exige que 0.1 GJ produisent en sauvant 25 GJ ou plus sur le sien
la vie.
Comparer ces options dans cette manière n'est pas projeté de discuter cela
les poêles améliorés sont remplaçant pour planter trees. de Les deux sont maintenant exigés
et les deux sont composants importants de toute stratégie d'énergie à plus long terme.
Le coût de fournir le tel combustible poêles effectifs à chaque famille sur terre
utiliser maintenant la biomasse alimente pour cuire serait plus petit qu'un 1 GW typique
la centrale nucléaire, toujours sauvez des 10-20 fois comme beaucoup de d'énergie chaque année comme
le réacteur produirait pendant sa vie entière (153). Le dessin,
la production, et dissémination de bas-prix, combustible poêles de la biomasse effectifs
et les autres technologies sont les sujets des chapitres suivants.
LE CHAPITRE III
LE DESSIN DU POÊLE
Dans ce chapitre les principes physiques de base de combustion et chaleur
le transfert sera appliqué au dessin de cookstoves qui brûle la biomasse crue
combustibles tels que bois et gaspillages agricoles et directives pour améliorer
leur efficacité sera developed. Ces directives forment la base pour
le développement d'hautement combustible stoves. effectif que Ce sont, cependant,
les directives only. déterminer les effets sur performance de correctement
les plusieurs modifications du dessin et optimiser un dessin exige soigneux
tester comme décrit dans Chapitre V. La combustion réelle et transfert de chaleur
les processus qui se produisent dans un poêle sont compliqués aussi, trop très interdépendant,
et trop variable modeler et prédire l'easily. Tester sont un devoir.
Pour commencer à comprendre comment améliorer la performance d'un poêle, les deux le
les limites théoriques aussi bien que les limites pratiques courantes à poêle
la performance doit être des understood. que Les limites théoriques sont examinées en premier.
Par exemple, considérez cuire du riz ou porridge. Comme montré dans Table 1,
chauffer les montants appropriés de grain sec et arrose à bouillir et
induire les réactions chimiques nécessaires exige, dans ce cas idéal,
l'équivalent d'approximativement 18 grammes de bois par kilogramme de nourriture cuite. Cependant,
les épreuves de la cuisine contrôlé avec le feu ouvert ont exigé des 268 grammes
de bois par kilogramme de nourriture cuit et même les poêles du métal améliorés ont
utilisé des 160 grammes--neuf fois l'exigence théorique. (Chapitre V
et en référence 2).
Déterminer où le reste de cette énergie est perdu exige détaillé
travail expérimental, y compris températures du mur du poêle de l'écoute, fumée
températures et volumes, et émissions, et a été fait dans quelques seulement
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les cas spéciaux (3-5) . Quelques-uns de ceux-ci sont tracés dans Chiffre 1 dessous.
TABLE 1
L'Énergie a Exigé Pour Cuire
Temperature Spécifique Required D'énergie Bois Équivalent Total
Heat pour Cooking Chimique (grammes)
La nourriture kJ/kg[degrees]C Change [degrees]C Reactions D'énergie par kg nourriture
KJ/kg kJ/kg Cooked
Le riz 1.76-1.84 80 172 330 (*) 18
Farinez 1.80-1.88 80 172 330 (*) 18
Les lentilles 1.84 80 172 330 (* ) 18
La viande 2.01-3.89 80-- 160-310 9-17
Les pommes de terre 3.51 80-- 280 16
Les légumes 3.89 80 -- 310 17
(*) Cela inclut de l'eau suffisante pour cuire mais aucun pour évaporation
(* *) Pour bois avec un pouvoir calorifique de 18 MJ/kg.
Les références (1,3).
De ces bilans calorifiques, plusieurs observations peuvent être faites.
o Generally que la plus grande perte, 14-42% de l'énergie de l'entrée, est par battement
La conduction dans et à travers le walls. Dans les poêles massifs
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Le poêle (livre du Chiffre) il est conduit à travers et perdu de l'extérieur
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glacent.
o La perte d'énergie dans fumée chaude explique des 22-39% du
additionnent l'entrée au woodstove. que Le rendement énergétique d'un poêle peut être
a augmenté en faisant usage de l'énergie dans cette fumée chaude dramatiquement
à travers transfert de chaleur du convective amélioré au pot.
o Bien que pas ait détaillé dans Chiffre 1a explicitement, dans les feux ouverts radiant
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Le transfert de chaleur est le mécanisme pour deux tiers du transfert de chaleur à
le pot et ne peut pas être augmenté grandement (7).
o Les pertes énergétiques dû à combustion incomplète est relativement petit,
typiquement plus petit que 8% de l'entrée energy. Le plus grand problème avec
La combustion incomplète est l'émission de monoxyde de carbone toxique et
Les hydrocarbures --beaucoup de qui est toxique, même cancérigène (8).
o Typically demi l'entrer d'énergie le pot est perdu dans la forme de vapeur
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Les pertes se produisent aussi dans se mettre cette énergie dans le pot. Eliminating ceci
cuisent à la vapeur la perte par plus avec soin controlling que le feu pourrait, en principe,
réduisent l'usage de l'énergie total par demi. Similarly, pertes de chaleur du convective de
la surface du pot est assez importante (Chiffre 1d) . Pour pot typique
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Coefficients de déchet de 700 W/[m.sup.2] (42,43), un diamètre de 28 centimètres pot cylindrique avec
que 10 centimètre a exposé à l'air ambiant perdra l'à raison de d'énergie 100 W.
Sur une heure, c'est 20 grammes énergiquement équivalents à de bois.
REPRÉSENTEZ-EN 1: Bilans calorifiques Dans Cuire des Poêles
Représentez-en 1a: Le Feu Ouvert traditionnel
Dernier bilan énergétique:
Gains:
8% absorbés par l'eau et la nourriture
Les Pertes :
10% perdus par évaporation de pot
82% perdu à environnement
La référence (6)
Représentez-en 1b: Deux métal de l'uninsulated du pot
poêle du bois avec cheminée.
Dernier bilan énergétique:
Gains:
17.6% absorbés par premier pot
10.3% absorbés par deuxième pot
la fraction perdue par évaporation
de pots est inconnu
Les Pertes :
2% absorbés par corps du poêle
40.4% perdus par convection et radiation
de corps du poêle
22.2% perdu comme énergie thermique dans
Les fumées
7.8% perdu dû à combustion incomplète
La référence (5)
Représentez-en 1c: Deux pot bois massif
poêle avec cheminée.
Dernier bilan énergétique:
Gains:
11.8% absorbés par premier pot
3.6% absorbés par deuxième pot
Les Pertes :
29.2% absorbés par corps du poêle
1.9% perdus par convection et radiation
de corps du poêle
39.0% perdu comme énergie thermique dans
Les fumées
2.7% perdu dû à combustion incomplète
11.8% manquant
La référence (5)
Représentez-en 1d: Trois pot bois de masse
poêle avec cheminée.
Dernier bilan énergétique:
Gains:
6% absorbés par l'eau et la nourriture
Les Pertes :
4% perdus par évaporation de pots
2.1% perdu de surfaces du pot
13.9% absorbés par corps du poêle
30.2% perdu comme énergie thermique dans
Les fumées
1.1% perdu comme monoxyde de carbone
1.9% perdu faire évaporer l'humidité dans
alimentent
5.9% perdu comme chaleur latent de vaporisation
d'eau a produit
par combustion
11.% perdu comme reste du charbon de bois
La référence (3)
Représentez-en 1e: Le poêle du charbon de bois thaïlandais.
Dernier bilan énergétique:
Gains:
3.1% absorbés par l'eau et la nourriture
Les Pertes :
4.6% perdus par évaporation de pot
0.2% a perdu par convection et
Radiation de paupière du pot
13.0% absorbés par corps du poêle
1.3% perdus par convection et radiation
de corps du poêle
2.1% perdu comme énergie thermique dans
Les fumées
0.7% perdu comme monoxyde de carbone dû
à combustion incomplète
75.% perdu dans la conversion de
Bois au charbon de bois
La référence (4)
Améliorer l'efficacité du combustible d'un poêle donc exige l'attention à un
nombre de factors. différent Parmi ceux-ci est:
La Combustion Efficacité: afin que comme beaucoup de l'énergie entreposé dans le combustible
comme possible est publié comme chaleur.
Heat Efficacité du Transfert: afin que comme beaucoup de la chaleur produit comme
possible est transféré au contenu du pot. Ceci réellement
inclut conducteur, convective, et processus du transfert de chaleur du radiative.
Control Efficacité: afin que seulement autant de chaleur qu'est exigé de cuire le
La nourriture est produite.
Pot Efficacité: afin que comme beaucoup de la chaleur qui arrive à le contenu
du pot comme restes possibles là cuire la nourriture.
Cooking Efficacité du Processus: afin que comme petite énergie comme possible est
causait le physico - chimique change ocurring dans cuire de la nourriture.
La combustion et efficacités du transfert de chaleur sont souvent combinées pour
la commodité et est appelé le rendement thermique du poêle alors. Quand
ils sont aussi combinés avec l'efficacité du contrôle, les trois sont ensemble
appelé le poêle efficiency. les épreuves Différentes mesurent des combinaisons différentes
de ces factors. Haute eau du pouvoir qui bout des épreuves, par exemple,
mesurez les efficiency. High/low thermiques propulsent de l'eau qui bout des épreuves et
les épreuves de la cuisine contrôlé sont deux méthodes différentes de mesurer le poêle
l'efficacité.
L'efficacité du transfert de chaleur sera discutée quant à en premier le
conducteur, convective, et le radiative traite le départ sur dans et autour du
le poêle. de que Ces processus sont tracés dans Chiffre 2. Les autres aspects
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l'efficacité sera discutée dans turn. Les appendices documentent le texte dans
le détail et fournit des références étendues pour plus loin lecture.
LA CONDUCTION
La température d'un solide, liquide, ou le gaz est une mesure de comme rapidement le
atomes et molécules dans lui sont des moving: le plus rapide ils déplacent le
plus chaud la substance is. Dans les gaz et les liquides, transfert de chaleur conducteur
se produit quand les hautes molécules de la vélocité entrent en collision avec les molécules plus lentes aléatoirement,
donner en haut quelques-uns de leur energy. Dans ce chemin, la chaleur est progressivement
transféré de régions de la température supérieures à ceux à températures inférieures.
À cause de leur bas densité et le bas taux de la collision conséquent
entre molécules, les gaz ont une basse conductivité calorifique. Haute qualité
les isolants profitent de ceci en piégeant millions d'air du miniscule
poches dans une matrice de (très poreux ou spongieux) matière: la plupart de tel
les isolants sont air. en fait La matière solide est tenir là seulement le
aérez en place--prévenir des courants d'air qui augmenterait la chaleur
transférez rate. Donc, les tels isolants en perdent quelques-uns de leur séparant valeur
si ils sont comprimés qui réduit la dimension des trous d'air ou obtient
mouillez qui remplissages les trous d'air avec l'eau de la conductivité supérieure.
TABLE 2
que la Propriété Typique Évalue à 20[degrees]C
matériel Densité Thermique chaleur spécifique
La Conductivité kg/[m.sup.3] J/kg[degrees]C
Les métaux W/m[degrees]C (*)
Les alliages d'acier 35 (10-70) 7700-8000 450-480
Solids non-métallique
Cement 0.8-1.4 1900-2300 880
Les isolants
La Fibre de verre 0.04 200 670
Les liquides
Water 0.597 1000 4180
Les gaz
Air 0.026 1.177 1000
(*) Voyez l'Appendice je pour la définition et conversion d'unités.
La référence (9). Une table plus complète est donnée dans Appendice A.
Dans un solide, la chaleur est conduite comme plus rapidement atomes vibrants excitez et
accélérez le taux de la vibration de plus lentement voisins en mouvement. Additionally,
dans la chaleur des métaux est conduit comme électrons libres avec un haut mouvement de la vélocité
de régions à un surchauffage dans régions à une température inférieure
où ils entrent en collision avec et excitent atoms. Dans général, conductibilité calorifique par
les tels électrons sont beaucoup plus efficace que qu'en atomes excitant adjacent
chaque other. Pour cette raison, métaux (quelle électricité de la conduite) ayez beaucoup
plus haut conductivités calorifiques que séparer solids électriquement.
Une brève table de conductivités calorifiques et autres facteurs est présentée dans
Présentez 2 above. Les points juste fait au sujet de la basse conductivité de gaz,
la haute conductivité de métaux, et isolants de la qualité qui sont de l'air principalement
(avis le bas densité) peut être vu dans cette table clairement.
La conductivité calorifique calculatrice
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La conductivité calorifique d'une boîte de l'objet
que soit exprimé par l'équation approximativement
KA([T.SUB.1] - [T.SUB.2])
Q =--------------------------- (1)
S
où Q est le taux de transfert de chaleur, k est
la conductivité calorifique de la matière,
Un est la région, s est l'épaisseur du
désapprouvez à travers que la chaleur est conduite,
et ([T.sub.1-[T.sub.2]) est la différence de la température
entre le sides. chaud et froid Donc, nous voyons que si la plaque est
grand et mince (A/s grand) le taux de tranfer de la chaleur sera grand. Si le
la plaque est petite dans région et partie charnue, plus de comme une tringle (A/s petit), le taux de
le transfert de chaleur sera aussi des small. avec que Le transfert de chaleur varie directement
la conductivité calorifique et la différence de la température à travers l'objet
(Appendice UN).
Cependant, utiliser cette équation seul pour le transfert de chaleur à travers un poêle
le mur mènerait à valeurs qui sont beaucoup de fois large. Le transfert de chaleur aussi
dans et hors d'un objet dépend des conductivités à et du
les surfaces aussi bien que la conductivité dans l'objet lui-même (Appendice
Un). Dans quelques cas, la saleté ou couches d'oxyde peuvent réduire le transfert de chaleur
à travers la surface; dans les autres cas, l'air à la surface elle-même considérablement
réduit la chaleur transfer. Taking ceci dans compte alors donne
A([T.SUB.1] - [T.SUB.2])
Q =------------------------
1 S 1
- + - + -
[H.SUB.1] K [H.SUB.2] (2)
où [h.sub.1] et [h.sub.2] est les coefficients du transfert de chaleur de la surface intérieurs et externes
(Appendice B) . les valeurs Typiques pour h sont encore 5 W/[m.sup.2][degrees]C dans aérez à plus de 15
W/[m.sup.2][degrees]C dans un 3 m/s modérés wind. L'inverse évalue 1/h et s/k sont le
résistances thermiques chauffer transfer. valeurs Typiques du thermique
les résistances (s/k) pour les murs du poêle différents 0.0000286 sont [m.sup.2][degrees]C/W pour partie charnue de 1 mm
l'acier, 0.04 [m.sup.2][degrees]C/W pour 2 centimètre épais a tiré l'argile, et 0.10 [m.sup.2][degrees]C/W pour un
Wall. concret 10 centimètre épais par contraste, la résistance thermique de l'air
à la surface du mur du poêle (1/h) est 0.2 [m.sup.2][degrees]C/W pour encore aérez et
0.0667 [m.sup.2][degrees]C/W pour un 3 m/s wind. à que Ces valeurs doivent être doublées alors
expliquez l'intérieur et à l'extérieur de surfaces.
Donc, c'est la résistance de la surface, pas la résistance à transfert de chaleur de
la matière elle-même, qu'à l'origine détermine le taux de perte de chaleur
à travers le poêle wall. C'est vrai jusqu'à très basse conductivité (haut
la résistance thermique) les matières telles qu'isolement de la fibre de verre sont utilisées.
Par exemple, la fibre de verre a une résistance thermique (1/k) typiquement approximativement 25
m[degrees]C/W ou, pour un revêtement intérieur 4 centimètre épais, une résistance to