BIOMASSA STUFE: ENGINEERING IL DISEGNO,
SVILUPPO DI , E DISSEMMINATION


Da

Samuele F. Baldwin
Princeton Università


Support per la pubblicazione di
dal quale questo volume è stato provvisto
il Consiglio d'amministrazione Generale
per la Cooperazione di Sviluppo
Ministero di di Affari Stranieri
Governo di dell'Olanda


VITA
1600 Boulevard di Wilson, Seguito 500
ARLINGTON, VIRGNIA I 22209 STATI UNITI
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Center Per Energia e Studi Ambientali
Princeton Università
Princeton di , New Jersey i 08544 Stati Uniti

Stufe di biomassa

Diritto d'autore [sup.c] 1987 Volontarii in Assistenza Tecnica
Tutti i diritti riservati. Nessuna parte di questa pubblicazione può essere prodotta o può essere emessa
in alcuna forma o da alcuni mezzi, elettronico o meccanico, incluso fotocopia,
registrando, o alcun deposito di informazioni e sistema di ricerca senza lo scritto
permesso dell'editore.

Fabbricato negli Stati Uniti dell'America.

Pubblicato da
VITA
1600 Boulevard di Wilson, Seguito 500
ARLINGTON, VIRGNIA I 22209 STATI UNITI

Biblioteca di Dati della Catalogare-in-pubblicazione del Congresso

Baldwin, F. di Samuele 1952 -
Stufe di Biomassa di .

Bibliografia di : p.
Includes l'indice.
1. Biomassa coltiva in serra riscaldata--Disegno e costruzione.
2. Energia di biomassa--paesi In sviluppo. 3. Fuelwood--
Conservazione di --paesi In sviluppo. IO. Titolo
TH7436.5.B35 1987 683 ' .88 87-6107
ISBN 0-86619-274-3

A mia sorella, Hannah


RICONOSCIMENTI

Il lavoro presentato in questo volume cominciato in Africa Dell'ovest, sotto gli auspici
di un progetto a lungo termine perfezionato da Volontarii in Assistenza Tecnica
(VITA) ed il Comite Permanent Sotterrare-etats il de Lutte il la di Contre Secheresse
DANS LE SAHEL (CILSS). Da allora poi, persone numerose ed organizzazioni hanno
assistito ad ogni passo nel suo sviluppo. Molti dei sottoscrittori hanno
stato notato attentamente nelle referenze particolareggiate e così non sarà
here. However ripetuto, grazie speciali sono dovuti il seguente:

Per appoggio finanziario mentre in Africa: Agenzia di Stati Uniti per Internazionale
Sviluppo e l'IBM-Europa.

Per appoggio istituzionale mentre in Africa: CILSS, OUAGADOUGOU; IL L'INSTITUT
L'Energie di de di Burkinabe (IBE), Ouagadougou; la Missione Forestiere Allemand
(MFA), Ouagadougou; il d'Energie di Laboratoire Solaire (LESO), Bamako; il Centro
des des di et di Etudes Recherches des Energie Renouvelables (CERER), Dakar;
Associazione il de di Bois Feu, Marseille; le di acquazzone di Associazione il des di Developpement
Energie l'en di Renouvelables Mauritanie (ADEREM), Nouakchott; Mondo di Chiesa
Servizio (CWS), Niamey; Agenzia di Stati Uniti per Sviluppo Internazionale
(USAID); e Stati Uniti Pace Corpo.

Per appoggio finanziario e parziale negli Stati Uniti: Risorse di mondo Istituiscono e
la Rockefeller Fratelli Fondazione, La Fondazione di Hewlett, il Centro
per Energia e Studi Ambientali dell'Università di Princeton, e VITA.

Per illustrazioni ed assistance: delle grafiche Ellen Thomson, O. di Tommaso
Agans, ed il Freeman di Mike.

Per editoriale ed assistance: di produzione Julie Berman, Margaret Crouch
Juleann Fallgatter, Maria Garth, e Jim Steward di VITA.

Per commenti di revisione e suggestions: Alfredo Behrens, Margaret Crouch
Gautam Dutt, Eric Larson il Cliff Hurvich, Eric Hyman, Willett Kempton
Robert Morgan, H.S. Mukunda, Tom Norton Smith di Chiesa, Bob Williams e
Legno di Timothy.

Per provvedere attrezzatura di scansione ottica: Charles Creesy di Princeton
Università.

Per preparazione ed appoggio di pubblicazione: La Fondazione di Hewlett, il
Centro per Energia e Studi Ambientali, e VITA.

Elencando semplicemente quelli che hanno aiutato, comunque non fa adeguatamente
descriva il ruolo critico che così molti ha avuto in questo lavoro. Il
stufe migliorate ed originali proiettano con CILSS cominciato nel 1980 quando l'IBM-Europa
VITA avvicinato con una richiesta per disegnare un programma con CILSS per il
ricerca e sviluppo di stufe migliorate come un modo di combattere diboscamento.
USAID più tardi purché fondi per tenere questo programma andando. Era il
la previdenza ed appoggio non vacillante di queste due organizzazioni--l'aiuto
agenzia e la società per azioni--quello permise questo lavoro di succedere affatto.

Il Legno di Timothy era il primo Coordinatore Tecnico del VITA/CILSS
progetto di stufa migliorato ed erano il suo lavoro eccellente nell'organizzare molti del
progetti nazionali e nel cominciare lo sviluppo di stufe di creta sparate
che, in parte grande, pavimentò il modo per il lavoro descrisse qui.

Seguendo il mio arrivo in Africa Dell'ovest come il secondo Coordinatore Tecnico,
il lavoro descritto fu fatto solamente lontano possibile attraverso assistenza sopra di e
oltre la chiamata del dovere da: Issoufou Ouedraogo, Georges Yameogo, Frederic
Yerbanga, e Stefano e Cornelia Sepp in Burkina Faso; Yaya Sidibe,
Cheick Sanogo, e Terry Hart in Mali; Massaer Gueye, Lamine Diop e
Susanna Farnsworth in Senegal; Ralph Royer in Niger; Bill Phelan in Mauritania;
e soprattutto, Moulaye Diallo di CILSS e Sylvain Strasfogel di
Associazione il de di Bois Feu. Alla durata stessa, io ricevetti appoggio superbo da
Paula Gubbins e Juleann Fallgatter a VITA headquarters. Molti, molti
altri aiutarono anche significativamente ed a loro io non devo scusarmi per
specificamente citando i loro nomi qui.

Col mio ritorno agli Stati Uniti io ho continuato a ricevere inapprezzabile
assistenza da molti sources. Fra quegli elencati su, speciale grazie
è Margaret Crouch dovuti, Gautam Dutt, Eric Larson, ed Ellen Thomson. In
particolare, Margaret e Gautam hanno provvisto ore innumerevoli di editoriale
ed assistenza di produzione, ed appoggio indefesso in questo sforzo lungo.

A tutte di queste persone io do ad un thanks. sincero Quegli errori che
rimanga nel testo è il mio da solo ed in qualche modo rimanga nonostante tutti il
assistenza editoriale e paziente che io ho received. Similarly, molto
illustrazioni di abbassi qualità rimanga--loro sono dovuti alla mia mano tremante e
in qualche modo rimanga nonostante l'assistenza professionale disponibile a me. IO
la speranza il lettore capirà i temi fondamentali di questo lavoro nonostante
queste deficienze.

Gradirei anche ringraziare mia sorella, Hannah, per farmi consapevole di prima
i problemi in countries. in sviluppo Questo libro è testimonianza al
impatto profondo un viaggio semplice per visitarla in Senegal nel 1972 ha avuto su
la mia carriera.

Gradirei finalmente, ringraziare mia moglie, Emory, per il suo amore la pazienza, e
capendo durante i mesi lunghi mentre quello che fu inteso di essere una 50-pagina
rapporto tecnico trasformò in un libro di 300-pagina.

Samuele di Baldwin
novembre 1986


INDICE DI

Riconoscimenti

Indice

IO. INTRODUZIONE DI E VEDUTA D'INSIEME

II. FUELWOOD, CARBONE, DIBOSCAMENTO, E STUFE
FUELWOOD
Carbone di
Impatti Ambientali
Economie di e Scelte di Polizza

III. DISEGNO DI STUFA
Conduzione di
Convezione di
Radiazione di
Combustone di
Aspetti Altri di Efficienza di Stufa

IV. STOVE LA COSTRUZIONE
Costruzione Options
Maschera Disegno: Stufe cilindriche
Metal Produzione di Stufa
Fired Produzione della Stufa del Clay

V. STUFA COLLAUDO
Laboratorio Prove
Prove di Cottura Controllato
Produzione Prove
Field le Prove
Marketing le Prove

VI. IL CARBONE DI ALIMENTÒ SISTEMI
Carbone Stufe
Forni di Temperatura Alti

APPENDICI

A. Conduzione
B. Convezione
C. Radiazione
D. Combustone
E. Calore Exchangers
F. di l'Analisi Finanziaria
G. di Metodi Statistici
H. Testing l'Attrezzatura
IO. Unità e Conversioni
J. Istituzioni

NOTE, REFERENZE, E LETTURA ULTERIORE

INDICE

CAPITOLO IO

INTRODUZIONE E VEDUTA D'INSIEME

Paesi in sviluppo ora stanno soffrendo seri ed in modo crescente rapido
diboscamento. oltre alla degradazione ambientale, perdita di foresta
coperta rimuove le risorse di energia di legno su che tradizionale rurale
economie sono basate. In risposta alle scarsità in modo crescente serie,
programmi per conservare fuelwood approvvigionano ed espandere produzione di fuelwood
ha moltiplicato, ma è stato inefficace a causa di una mancanza di frequentemente
capendo dell'economico, complessità politiche, sociali, e tecniche
di questi problemi.

L'intenzione primaria di questo libro è chiarire alcuno del tecnico
problemi di conservare fuelwood supply(1) . Questo è fatto usando il
principi di trasferimento di calore di ingegneria moderno per ridisegnare tradizionale
tecnologie di energia. Come mostrato, questo matrimonio improbabile del moderno e
il tradizionale è un attrezzo potente per migliorare le vite del terzo
Mondo è povero.

Il libro è diviso in due parti, il testo e le appendici tecniche.
Il testo è scritto per generalists che ha bisogno un qualitativo ancora dettagliò
capendo di disegno di stufa ed esaminando. Le appendici sono scritte per
specialisti che hanno bisogno di un'introduzione alla domanda dei principi
del combustone e trasferimento di calore per coltivare in serra riscaldata disegno. Le due parti sono combinate
in un volume singolo così come enfatizzare l'importanza di tecnico
l'analisi per coltivare in serra riscaldata disegno, sviluppo, e dissemination. In breve, il
contenuti sono come segue.
______________________

(1) un volume di compagno discute aspetti di polizza di usare energia di biomassa
risorse per sviluppo rurale (1). Pianificazione di programma di stufa e la realizzazione
è discusso a lungo in referenza (2).

Capitolo II, Fuelwood, Carbone, e Diboscamento fanno una rassegna il ruolo di
fuelwood in società tradizionali, e l'ambientale, economico e
le considerazioni di polizza di aumentando diboscamento e peggiorare fuelwood
scarsità. Anche se richiesta di fuelwood non sia una causa primaria di diboscamento
sulla scala globale, può aumentare significativamente pressioni su
risorse di foresta localmente, particolarmente circa aree urbane in regioni aride
dove è grande la richiesta di fuelwood e la produttività di biomassa del
terra è small. a turno, diboscamento mette un enorme finanziario e
carico fisico su centinaio di milioni di persone in paesi in sviluppo
come loro lottano per ottenere approvvigionamenti vitali di combustibile con cui cucinare loro
cibo e scalda le loro case.

È probabile che risposte a questi problemi includano albero che pianta programmi, migliorò
gestione di terra, o l'importazione di combustibili di fossile per cucinare. Tutti di
questi possono essere componenti importanti di alcuna strategia a lungo termine da incontrare il
energia ha bisogno di sviluppare paesi (1) . Yet in molto rurale ed urbano
aree tali programmi non possono essere perfezionati rapidamente abbastanza o anche possono essere stati
costoso superare il rapidamente deficit di fuelwood crescenti.

Migliorando potenzialmente l'efficienza di energia di biomassa stufe che brucia
offerte un'alternativa estremamente costare-effettiva per alleviare il carico di comprare
alimenti da urbano povero e raccogliendo combustibile da rurale povero. Stufe migliori anche
promessa che salute importante trae profitto ai loro utenti riducendo fumo
emissioni. Finalmente, stufe possono alleviare pressioni su foreste così come l'aiuto
mantenga la produttività di suolo a lungo termine riducendo il bisogno di bruciare raccolto
residui e sterco.

Capitolo III, Disegno di Stufa discute gli aspetti tecnici del combustone
e trasferimento di calore come applicato a migliorando biomassa cookstoves(2 che brucia). Il
punti seguenti sono enfatizzati:

o Conduzione tratta nella stufa costringa la stufa ad essere come leggero
come possibile minimizzare calore immagazzinato nei muri e, dove
possibile, essere fiancheggiato con peso leggero, insulants della temperatura alto a
riduce perdita di calore al fuori. Il loro peso leggero e transportability facile
permette fabbricazione in serie centralizzata con distribuzione attraverso
canali commerciali ed esistenti o fabbricazione in serie decentrata con
La distribuzione di da artigiani di settore informali.
______________________

(2) la biomassa " come usato in questo libro assegna a crudo o biomassa di unprocessed
combustibili come legno, sprechi agricoli, o dung. In contrasto, combustibili così
come carbone, ethanol, metanolo ed altri che sono dedotti da crudo
biomassa stata chiamata " combustibili di biomassa " trattati.

Cookstoves " (o semplicemente " le stufe ") si riferisce primariamente a stufe disegnate per
scaldando Usi di water. potrebbe includere nazionale, ristorante, o istituzionale
cottura di scala (bollendo) o riscaldamento di acqua caldo; commerciale ed industriale
usi come birra complottando, stoffa tingendo, o cibo che trattano (bollendo); e
altri. non si riferisce a stufe per friggere cibi o a woodburning
forni, né applica spaziare stufe di riscaldamento, anche se molti del
le considerazioni stesse saranno generalmente applicabili.

Introduzione

l'o Convezione tratta nella stufa richieda su controllo molto preciso il
coltiva in serra riscaldata dimensione ed accoppiando preciso della stufa al pot. Il
grado alto di precisione necessitato rende necessario fabbricazione in serie basata su
maschere standard.

Così, a causa di principi fondamentali di trasferimento di calore, luogo-costruì o
stufe massicce sono improbabili per mostrare spettacolo accettabile; massa produsse
stufe leggere con ottimizzò attentamente e dimensioni controllato sono
molto preferì.

In somma, il combustone e radiazione calore trasferimento processi sono discussi,
in Capitolo le opportunità di and di III sono presentate per ricerca ulteriore a
aumenti efficienza e riduca emissioni.

Capitolo IV, Costruzione di Stufa applica le scoperte tecniche di Capitolo
III agli aspetti pratici di costruzione di stufa attuale. Disegno di maschera
ed avanza da produzione di passo è descritto in dettaglio per molto metallo e
creta sparata coltiva in serra riscaldata recentemente sviluppato ed ora essendo disseminato in Ovest
L'Africa. Additionally, suggerimenti sono costituiti una varietà di stufa altra
configurazioni che possono andare bene meglio le condizioni in aree altre.

In V di Capitolo, Stufa Esaminando, un passo alla volta procedure sono raccomandate per
prototipi di stufa che esaminano e stabilendo un'industria di stufa rudimentale. In
breve, laboratorio e prove di cottura controllato sono usate per selezionare particolarmente
prototypes. promettente Da queste prove, maschere standard sono
sviluppato quell'adatti alle taglie di pentola locali e forme. Una produzione
prova è corsa, mentre producendo poi 50, 100 o più stufe per ognuno del più più
pentola popolare sizes. Durante questa produzione esaminano, un'analisi particolareggiata è
compiuto delle spese, i problemi incontrarono, e miglioramenti potenziali
nel metodo di produzione.

Alcune delle stufe prodotti sono distribuiti su un a breve termine, provvisorio
base a famiglie selezionate per campo che esamina determinare ambo loro
accettabilità ed il loro spettacolo attuale.

Un'altra porzione di quelle stufe è messa su mostra in pubblicità locale
sbocchi e venduto su una commissione basis. che marketing Così simultaneo può
permetta della reazione indiretta su come confina con delle famiglie selezionate
percepisca i potential. Marketing delle stufe tecniche come radio e
giornale propagandando, quadro per le affissioni e pubblicità altra, e dimostrazioni pubbliche
a centri sociali, scuole, centri religiosi ed altrove
debba essere anche attempted. Come interesse sviluppa, il promotore di stufa può
gradualmente preleva, mentre lasciando il produttore di stufa in contatto diretto col
outlets. commerciale e vario Se interesse non sviluppa, le modifiche
necessariamente sarà basato sul campo e mercato osserva ed alcuno altro
informazioni che sono disponibili.

Deve essere enfatizzato che collaudo particolareggiato, metodico di prototipo
stufe; l'analisi finanziaria e statistica accurata dei risultati; ed uso
di questi risultati migliorare prototipi susseguenti è cruciale se migliorò
stufe saranno disseminate con successo ed estesamente. In delle aree il
prescrizioni che esaminano provviste avranno bisogno di essere cambiate; in aree altre
loro avranno bisogno di essere completamente reworked. Ma dappertutto, accurato,
collaudo metodico ed uso dei risultati sono cruciali a capendo e
ostacoli che superano a spettacolo di stufa buon e l'accettabilità.

Capitolo VI esamina brevemente miglioramenti in Carbone Alimentò Sistemi così
come stufe e forni di temperatura alti dei quali possono salvare ammontari grandi
fuelwood quando sviluppò.



Appendici tecniche documentano il testo in dettaglio e provvedono il tecnico
lettore la fondazione per Temi di understanding. più particolareggiati discussi
includa conduttivo, convective, e processi di trasferimento di calore radianti;
principi del combustone; arie per aerare exchanger di calore disegnano; e tecniche
per l'analisi finanziaria e statistica di prova data. Analytical e
soluzioni numeriche per scaldare trasferiscono equazioni sono descritte in dettaglio e
i risultati sono presentati nel text. per il quale referenze Estese sono notate
quelli che desiderano fare lavoro più particolareggiato ed un elenco di istituzioni sono
purché per contatto con programmi in corso.

Le tecnologie specifiche discusse in questo libro sono da nessuno mezzi completati:
piuttosto loro sono beginnings. Ognuno ha vantaggi certi, come
alimenti efficienza o la sicurezza, comparate a forme tradizionali ma anche porta
con lui svantaggi certi come flessibilità ridotto o aumentò
costo. Se o non la tecnologia migliorata è adottata in alcuna volontà di area
dipenda dall'approvvigionamento di combustibile locale, l'economia locale, ed un oste di altro
fattori. Further, la risposta sarà dinamica, mentre cambiando come condizioni
cambio. Come risorse di energia di biomassa decrescono, comunque, la richiesta per
più combustibile le tecnologie efficienti devono l'Adattamento di grow. ed ulteriore
sviluppo delle tecnologie descritto qui può provvedere il vitale
servizi di energia necessitati dal mondo povero in un in modo crescente la risorsa
mondo limitato.

Similmente, questo libro è da nessuno mezzi un studio completato ma piuttosto è un
introduzione alla domanda dell'analisi scientifica e moderna a tradizionale
tecnologie. Negli esempi discussi sotto, quando l'ingegneria moderna
trasferimento di calore è applicato alle tecnologie di energia tradizionali, nuovo
le tecnologie sono sviluppate con enorme potenziale migliorare le vite di
il mondo è povero. Combinato con tecniche di fabbricazione in serie moderne che possono
porti le frutte di un sforzo di ingegneria dedicato e singolo all'intere
mondo, questo enorme potenziale può essere compreso. Non c'è tempo a
spreco.

CAPITOLO II

FUELWOOD, CARBONE, DIBOSCAMENTO, E STOVES(1)

Sin da allora persone impararono a controllare fuoco loro attivamente stanno diboscando
il loro ambiente, usando inizialmente fuoco per aiutare nella caccia e
più tardi a terra chiara per agriculture. il del di Tierra Fuego o " Terra di Fuoco "
fu chiamato così da Magellan nel 1520 a causa dei fuochi numerosi che lui ha visto
là metta da Sud indigeno Americans. savane Tropicali e moderato
praterie sono, in parte grande, una conseguenza di tale burnings ripetuto.
Una la metà valutata dei deserti del mondo fu creata similmente (1).

Storia registrata ha esempi numerosi di tale diboscamento. Creta, una volta
afforestato pesantemente, le scarsità di legno severe e sofferte entro 1700 AC a causa del
richieste di una popolazione crescente. Cipro provvide il bronzo necessitato dal
greci antichi per armamento. Le scarsità di legno sono una causa probabile per la riduzione
in bronzo che fonde entro 1300 là AC quale razionamento forzato sul
Continente greco ed indebolì il Mycenaeans a fuori di attacco. Aristotele di
e Platone documentò la distruzione di foreste in Grecia ed il
conseguenze. I romani furono costretti per importare legno da nord Africa,
La Francia, e Spagna per tenere le loro industrie, bagni pubblici e militare
operativo. Inghilterra di soffrì diboscamento severo in molte aree durante
il suo periodo industriale e primo--cittadini uguagliano insorto su legno sorgente
prezzi--fino a che la transizione a carbone fu fatto (2,3).

Oggi, le foreste del mondo affrontano pressioni senza precedenti. Mentre potenzialmente
una risorsa rinnovabile, foreste stanno scomparendo più veloce di loro
sostituito. Il Cibo di Nazioni Unito e stime di Organizzazione di Agricoltura
quell'afforesta è stato perdendo all'agricoltura, mentre pascolando, legname commerciale
bruciando incontrollato, fuelwood, e fattori altri ad una percentuale di più che
11 milioni di ettari per anno, con 90% della terra autorizzata mai non ripiantati
(4,5).
_____________________

(1) all'autore piacerebbe dare credito all'assistenza del Legno di Timothy
nel preparare porzioni di questo capitolo.

Come scompaiono foreste, il finanziario e carico fisico di ottenere legno
alimenti per cucinare e spazi riscaldamento aumenta per il mondo è povero. In
risposta, svolta molta per mozzare spreca e sterco come un'alternativa, ma uno
quell'ha conseguenze potenzialmente serie per la fertilità di suolo futura (6,7).

Questo non è un problem. Nearly piccolo o isolato due milione di tonnellate metriche
(il tonnes) di legno, carbone, sprechi di raccolto, e sterco sono, bruciò quotidiano in
paesi in sviluppo, o approssimativamente un chilogrammo ogni giorno per ogni
uomo, donna, e bambino. Anche se l'energia ottenuta rappresenti solamente circa
10% dell'energia consumarono mondiali, è su metà che l'energia ha consumato
in dei 50 a 60 paesi in sviluppo e è tanto quanto 95% del
energia nazionale usò là (6-9).

Biomassa alimenta così dramma un ruolo critico nelle economie dell'in sviluppo
paesi. In questo capitolo l'approvvigionamento e richiesta di questi combustibili, loro
produzione ed economie, e le conseguenze ambientali del loro uso
è fatto una rassegna in detail. Anche se le statistiche estese presentate sono
loro impassibile, uno non può essere impassibile sul pedaggio terrificante
su benessere umano che loro represent. Il costo alto di fuelwood
rappresenta cibo, medicina, ed abbigliamento che l'urbano povero deve precedere.
Le distanze lunghe camminarono e carichi pesanti portarono dal rurale povero
cercando per combustibile rappresenta tempo e lavora cibo crescente e meglio speso o
beni produttori per vendita in villaggio markets. Gli ammontari grandi di fumo
emesso da stufe tradizionali rappresenti il disagio e malattia che
questo fumo può provocare l'utente. Solamente in tale contesto largo inscatoli il pieno
impatto di combustibili tradizionali e stufe sulla vita umana e benessere è
apprezzato.

FUELWOOD

La crescita di pianta annua globale e totale di biomassa di foresta è stata variamente
valutato essere approssimativamente il consumo di legno annuale di 50 volte e cinque volte
consumo di energia annuale e totale incluso fossile alimenta (Nota 142)(2) (10).
Nonostante la media grande approvvigionamento globale, c'è acuto e crescente
le scarsità di fuelwood regionalmente e localmente. Delle regioni, come l'Asia
abbia molto piccolo per capita afforesti scorta crescente (Nota 143). Fra
regioni, dei paesi sono dotati bene di risorse di energia di biomassa,
ed altri hanno approvvigionamenti totalmente inadeguati, (Tavola 1); e fra
paesi loro, ci sono abbondanze locali e simili e le scarsità.
Zaire, per esempio consuma solamente 2% del suo prodotto sostenibile di foresta
biomassa ma ha diboscamento serio circa Kinshasa (12).

In aree dove afforesta risorse non possono soddisfare la richiesta, residui di raccolto e
sterco animale è meglio sostituti marginalmente sufficienti a. In Bangladesh,
per esempio, residui di raccolto e sterco di animale possono provvedere approssimativamente 300 watt per
capita (Tavola 1). Questo è appena abbastanza per soddisfare le necessità minime.
_______________________

(2) così come non sovraccaricare ancora ancora il testo provvede il lettore con
informazioni particolareggiate, un numero di Tavole è dato come inizio di Note su
pagina 251.


TABLE 1
Biomassa Energia Risorse in Paesi In sviluppo e Selezionati
Prodotto Sostenibile in Watts/capita di
Popolazione di il Raccolto di l'Animale di
Paese di (il millions) i Residui di Wood lo Sterco di
Congo 1 18100 35 n.a.
Brasile 116 11100 257 507
Zaire 30 4300 29 35
Argentina 27 3900 793 1270
Thailandia 48 1170 295 124
Nepal 14 666 225 412
BURKINA FASO 7 317 162 231
India 694 222 174 200
Bangladesh 89 63 136 162
Cina di 970 n.a. 216 108

Adapted da referenza (20); n.a. --il not disponibile

Stime come questi sono, chiaramente, approssimazioni solamente molto gregge.
Come questi combustibili tradizionali non si muovono attraverso pubblicità esaminata di solito
mercati, valuta della loro produzione ed uso può essere fatto solamente da
misurazioni particolareggiate al luogo in question. Further, c'è
confusione considerevole nella letteratura sulle unità misurava un
quantity. determinato Per esempio, guardaboschi usano unità di volumetric a generalmente
legno di misura ma qualche volta non riesce a specificare se è in unità di solido
metri cubici o metri cubici ed accatastati (governa) . Né è la specie e
densità specified. Note (144) dà equivalenze molto grezze fra il
due unità di volumetric per classi diverse di legno raccolto. Similmente,
carbone è misurato da volume di solito, ma il suo contenuto di energia è determinato
dalla sua massa che a turno è determinato dalla specie da che
fu carbonizzato (14), le temperature alle quali fu carbonizzato, i.e.,
il suo contenuto volatile e rimanente (15), e la sua densità di imballaggio.

Quando valuta di contenuto di energia è basato su peso, i preferirono
metodo, è similmente vitale per sapere il contenuto di umidità del combustibile e
se il peso è su una base bagnata o asciutta (veda Capitolo III).

Valutando risorse di energia di biomassa dovrebbe essere fatto perciò da diretto
misurazione. Forest che risorse possono essere misurate valutando posizione
volumi o tagliando un'area e facendo un peso diretto o volume
misurazione (16-19). Residui di raccolto dalla specie stessa possono variare estesamente
da tipo di suolo e pioggia come mostrato in Nota (145) e similmente dovrebbe essere
direttamente percentuali di Crescita di weighed. possono essere valutate da ripetizioni numerose
di tali misurazioni su esemplari comparabili, adiacenti su un periodo di
tempo. Finalmente, dove è sterco animale, o potrebbe essere, usato come un'energia
risorsa, anche dovrebbe essere misurato Stime di directly. di sterco
percentuali di produzione sono date in Nota (146) . valori Calorifici per un numero
di combustibili di biomassa diversi è dato in Appendice D.

Risorse di energia di biomassa sono state valutate per una varietà di locale,
casi nazionali, e regionali come descritto in referenze (4,7,9,13,20-28).

Fuelwood Demand

Stime numerose di richiesta di combustibile di biomassa sono state fatte sul locali,
scala nazionale, e regionale (29-59) . La percentuale di uso di energia dal
abitante di un villaggio tipico è nella serie di 200-500 watt per persona di solito e
variare drammaticamente con la stagione, clima, e la disponibilità generale
di combustibili vari. Risultati di esame di energia sono dati per quasi 40 città e
villaggi in Nota (147). Molta di questa energia è usata per cottura nazionale
(Propone 2,3,6) e questi valori molto sono più alti degli ammontari di energia
usato in paesi industrializzati per cucinare (Tavola 4) . Questo è dovuto al
l'inefficienza di combustibili tradizionali e le tecnologie di stufa così come
cambi in dieta e modo di vivere che sono possibili con redditi più alti.

Globalmente, combustibili di biomassa sono la fonte principale di cucinare energia per
la maggior parte di paesi in sviluppo (Tavola 5) . Additionally, loro provvedono energia
per le necessità di famiglia come scaldando acqua di bagno, stiratura, ed usi altri.
Sebbene forse atipico, 60% del consumo di legno nazionale in Bangalore,
L'India, è usato per scaldare acqua di bagno (45).

Anche se il loro uso principale in paesi in sviluppo sia nazionale, biomassa
anche alimenta molta dell'industria. Come visto in Tavole 7 e 8, combustibili di biomassa
due-terzo dell'industria di Kenyan e commercio e si usa per tali cose
come birra complottando, blacksmithing, raccolto asciugando, e fuoco di ceramiche.

TABLE 2
Total il Consumo di Potere, Ungra, India
WATTS/CAPITA (*)

Source\Use Agricoltura Domestic Lighting l'Industria di il Totale di
umano 7.26 17.08-- 4.52 28.86
Man (5.11) (6.01)-- (3.92) (15.04)
Donna di (2.15) (8.70)-- (0.56) (11.41)
Bambino -- (2.36)-- (0.04) (2.41)
Animale (* *) 12.0 ---- 1.11 13.11
Legna da ardere -- 222.8-- 36.85 259.7
Agro-sprechi -- 23.2---- 23.2
Elettricità 3.18 -- 1.17 0.37 4.72
Kerosene -- 0.19 6.88 0.97 8.04
Diesel 0.04------ 0.04
Carbone ------ 1.41 1.41

totale 22.5 263.3 8.05 43.23 339.

(*) Basato su una popolazione di villaggio totale di 932 persone in 149 famiglie
(* *) Purché da 111 giovenchi, 143 vacche, 93 vitelli, 113 bufalo indiano e 489
Pecora di e capre.
Referenza (50)
Stime dell'intensità di energia di usi commerciali variano estesamente, ma tutti
indichi ammontari sostanziali di fuelwood usati e spesso a molto basso
efficienze. Uno accatastò metro cubico di legno, per esempio è richiesto
guarire 7-12 kg di tabacco leaf. L'efficienza di tabacco che asciuga granai
in Tanzania è stato valutato per essere basso come 0.5% (49) . Tabacco guarendo
usi 11% di ogni fuelwood in Ilocos Norte, Filippine e 17% del
bilancio di energia nazionale in Malawi (34,39,47,56,59).

Tè trattando richiede rudemente 9.5 GJ o 500 kg di asciugi legno per produrre 30
kg di asciugi foglie di tè da 150 kg di foglie verdi (45,47) . Fish che fuma /
asciugando è valutato variamente per richiedere da 0.25 kg (39) a 3 kg (40) di
fuelwood per chilogrammo di pesce asciugato (47,59) le Murature in mattoni di . richiede rudemente
uno accatastò metro cubico di fuelwood per sparare 20-25 pentole (39) o 1000 mattoni
(59). In Bangalore, tingendo che un tonne di filo, richiede dei 8.3 tonnes di
fuelwood; panetterie usano 0.58 kg di fuelwood per chilogrammo di tradizionale
pane produsse (45) . In Tanzania, birra complottando richiede un accatastato cubico
misuri produrre 180 litri (59), e l'industria di fabbricazione della birra in Ouagadougou
usi 14% del fuelwood totale usarono (60) . che utenti notevoli ed Altri includono
cucine istituzionali, legno che tratta (45), e produzione di zucchero, per
quale il bagasse stesso è Tuta di lavoro di used., biomassa alimenta provveda su a 40%
dell'energia industriale usata in Indonesia, 28% in Thailandia 17% in
Il Brasile, e similmente frazioni grandi in molti paesi altri (9)(3).

TABLE 3
il Consumo di Potere Nazionale, Taruyan, Sumatra Dell'ovest
WATTS/CAPITA

Labor (*) Firewood Bagasse Kerosene il Totale di
che cucina 8.6 181. 2.9 -- 193.
Innaffi Collection 2.6 ------ 2.6
Bucato 2.0 ---- -- 2.0
Legno Collection 1.9 ------ 1.9
Food che consegna 0.6 ------ 0.6
che accende------ 52.1 52.1
totale 15.7 181. 2.9 52.1 252.

Percentuale 6.2% 71.9% 1.1% 20.7% 100.%

(* )Calculated a 1.05 MJ/man-ora; 14.9 legna da ardere di MJ/kg; 37.7 MJ/liter
Kerosene; 9.2 MJ/kg bagasse.
Referenza (58)
_________________________

la varietà di (3)A di unità, GJ (il giga-joules), kg., [m.sup.3], tonnes, ecc. sono
usato qui per corrispondere alla letteratura piuttosto che usando un set singolo
di unità--preferibilmente GJ e Conversione di watts. propone per tutti questi
unità sono date in Appendice io, fattori di accatastamento approssimati per legno e
carbone è dato in Note (144,149), e valori calorifici sono dati in
Appendice D. L'autore si pente dell'inconvenienza.


TABLE 4
Power il Consumo per Cucinare

Paese di il Combustibile di W/cap
Brasile LPG 55
Brasile Legno 435
Canada Benzina 70
CAMEROON WOOD 435
Francia Benzina 55
Germania Ovest Benzina 30
Guatemala Propano 50
Guatemala Legno 425
India Kerosene 50
India Legno 260
Italia Benzina 55
Giappone Benzina 25
Svezia Gas/kerosene 40
Tanzania Legno 590
Stati Uniti Benzina 90

References (63,64)

TABLE 5
Mondo Popolazione di Combustibile di Cottura Principale, 1976
(milioni di persone)

Pubblicità di
(Sterco di fossil) e
Total l'Energia di Fuelwood Raccolto Spreco

Sud di Africa di Sahara 340 35 215 90
di India 610 60 290 260
Resto di Asia Meridionale 205 25 95 85
Pacific Asia-in sviluppo ed est 265 95 110 60
L'Asia, Progettò In posizione centrale
Economie di 855 190 435 230
Medio Oriente, nord Africa 200 105 35 60
America Latina e Caribbean 325 230 85 10
Nord l'America - OECD Pacific 365 365 0 0
Europe occidentale 400 400 0 0
Europeo, Progettò In posizione centrale
Economie di 340 340 0 0


totale 3905 1845 1265 795

Referenza (11)

TABLE 6
Consumo di energia di in Kenia
Percento di di Totale Nazionale (*) da Fine-uso

Non - la Biomassa di
Traditional
Fuel Wood Charcoal Other
Famiglia urbana
COOKING/HEATING 0.8% 1.0% 3.3%--
Lighting 0.6------
0.2 Altro-- 0.5 --
Famiglia rurale
COOKING/HEATING 0.2 45.3 2.8 2.7%
Lighting 1.1------
Industria
Grande 8.6 5.3 0.3 --
INFORMAL URBAN-- 0.1 0.6--
INFORMAL RURAL-- 9.1 0.1--
Commercio 0.6 0.5 0.1 --
Trasporto 13.7 ------
Agricoltura 2.5 ------
totale 28.4% 61.3% 7.6% 2.7%

(* )Total consumo di energia Nazionale = 332 milioni di GJ
Per il Capita Potere Consumo = 658 W
Reference (24)


TABLE 7
il Consumo Annuale di Fuelwood e Carbone in Kenia
di Industrie di Cottage Rurali, Watts/Capita

Fuelwood Carbone
Industria di W/cap W/cap
Brewing 33.9 --
Brick che spara 1.9 --
BLACKSMITHING -- 1.9
Crop che Asciuga 1.3 --
Fish che Guarisce 0.6 --
Tabacco di che Guarisce 1.3 --
Macello di 7.6 1.9
Baking 4.1 --
Ristoranti di 5.4 1.3
Costruzione Wood 15.9 --
Total 72. 5.1

Reference (24)

Combustibili di biomassa sono cruciali alle economie di più paesi in sviluppo.
Nota (148) elenca 60 paesi nei quali combustibili di biomassa provvedono 30-95% del
energia totale used. L'energia che questi combustibili provvedono, comunque è solamente un
frazione di quell'usata da combustibile di fossile basò economie (8,31). Nel
mondo sviluppato, medi per uso di energia di capita è approssimativamente 6 kW mentre in
Africa e l'Asia è appena uno decimo di questo (8); in nord l'America,
uso di energia è su 10 kW, mentre in Africa è approssimativamente 450 W (8,31).

Con queste percentuali di uso di energia di biomassa ed approvvigiona c'è un serio e
la scarsità crescente di fuelwood in molti areas. L'UNFAO ha valutato quello
il numero di persone che soffrono una scarsità acuta di fuelwood aumenterà
da approssimativamente 100 milione nel 1980 a più di 350 milione di anno 2000 (Tavola 9).
Tali scarsità aumentano spese per abitanti urbani, allunghi cercando
per combustibile da abitanti rurali, e ruba il suolo di nutrients come interruttore di persone
mozzare sprechi e sterco.

TABLE 8
Il Fuelwood Consumo in Kenia
di Industria Grande, Watts/Capita

Industria di W/cap
Tea (la media) 8.9
Tabacco di 2.5
Sugar 1.6
Wood Processing 9.5
Bargiglio di 1.3
Clay Mattone 1.0
Baking 9.5
Total 34.3

Reference (24)

TABLE 9
La Scarsità di Fuelwood in Paesi In sviluppo
(milioni di persone colpirono)

1980 2000
deficit di acuto deficit di acute di
Scarsezza di la scarsezza di
Africa 55 146 88 447
Near Est &
NORTH AFRICA-- 104 -- 268
America Latina 15 104 30 523
L'Asia di & Pacifico 31 645 238 1532

Total 101 999 356 2770

Reference (6)

TABLE 10
Fuelwood in Consumo del Potere del Mondo (1978)

Fuelwood Percento di Commerciale
Popolazione di Consumed il Potere di il wood/total di Consumed
Milioni di per capita per capita

Mondo 4258 110 W 1913 W 5.4%
Sviluppato
introduce sul mercato 775 21 5946 0.3
progettò 372 73 5118 1.4
Sviluppando
Africa 415 254 185 58.
Asia 2347 101 508 17.
Latino di
America 349 232 1028 18.

Referenza (8)

CARBONE

Carbone è prodotto scaldando legno nell'assenza di ossigeno fino a che molti
del suo gasify dei componenti organico, andando via dietro ad un nero poroso alto
carbone residue. che così Il carbone ha prodotto trattiene la forma stessa come il
legno originale ma è tipicamente solo uno quinto il peso, uno mezzo il
volume, ed uno terzo l'energia originale content. Un più preciso
relazione è data in Nota (149).

Il carbone ha un valore calorifico di 31-35 MJ/kg, mentre dipendendo su suo
contenuto volatile che rimane, comparato a 18-19 MJ/kg per legno forno-asciutto.
Tavola D-2 illustra come la storia di temperatura del carbonizzazione
processo colpisce il contenuto volatile e valore calorifico del risultante
carbone.

Ci sono due classi diverse di attrezzatura di carbonizzazione, forni e
repliche. I Forni di brucia parte dell'essere di carica di legno carbonizzò provvedere
il calore necessario per il carbonizzazione process. Retorts l'uso un separato
alimenti fonte per provvedere calore e così conservare la qualità più alta
prodotto che è carbonizzato usando un combustibile di qualità più basso come ramoscelli e
rami per il heating. Una revisione estesa è data in referenza (156).

Il sistema più molto esteso usato nel mondo in sviluppo è un forno fatto di
terra. In questo caso il legno è accatastato compattamente o in una buca o su
la terra piatta, coperto con paglia o vegetazione altra, e, finalmente,
seppellito sotto un strato di soil. che si è acceso con tizzi che brucia presentati
a quell'o più punti al fondo dello stack. Il compito del
carbone-creatore in tutto la scottatura " che consegue " è aprire e chiudere un
successione di buchi di foro nello strato di suolo per disegnare uniformemente il fuoco circa
la pila di legno, scaldando il legno mentre bruciando come poco di lui come possibile.
Sistemi altri in uso includono forni di mattone che sono usati estensivamente
in Brasile (66,67).

La taglia del forno può essere tanto quanto 200 giovenco (68) e l'energia
efficienza del processo di conversione è data variamente come 15% in Tanzania
(47), 24% in Kenia con una perdita supplementare di 5% del carbone stesso
durante la distribuzione (24), 29% in Senegal (69) e l'Etiopia (70), e su
50% in Brasile con forni di mattone (67) . Advanced repliche sono chieste per essere
capace di realizzare 72% efficienze di energia nel convertire legno a carbone
se c'è ricupero completo di tutti i sottoprodotti gassosi (67).

La variazione grande in efficienze di forno riportate può essere dovuta in parte a
confusione su unità--energia, peso, o volume e base bagnata o asciutta.
Quando prove di lato-da-lato sono fatte, efficienze di energia sono tipicamente nel
30-60% serie come indicato in Tavola 11 (71,72) . Il parente economico
spettacolo di alcuni tipi di forni è fatto in Tavola 12. Le economie povere
del forno di terra elencato in Tavola 12 può essere dovuto al molto piccolo
metta in ordine di grandezza studied. Altri hanno trovato forni di terra e tradizionali per avere equamente
spettacolo alto ed un ritorno finanziario e buono con lavoro relativamente piccolo
(71). Comunque, i Loro svantaggi includono un prodotto variabile e qualità,
scottature lente, e la disponibilità stagionale (non durante la stagione piovosa). No
comunque, questione che che sistema è usato carbone produttore risulta in un molto
energia netta e grande loss. In termini di conservare risorse di foresta, è
sempre meglio usare legno piuttosto che convertendolo a carbone prima.

Trasporto di carbone

Frequentemente si ha disputato che è più conveniente e più efficiente a
trasporti carbone che legno a causa del suo contenuto di energia più alto per unità
massa. Comunque, Come mostrato sotto l'ammontare di energia, se nella forma
di legno o carbone che possono essere portati per truckload è circa lo stesso.
Come spese di trasporto sono primariamente a causa del deprezzamento di veicolo e manutenzione,
il costo di tirare legno o carbone è circa lo stesso per unità
di energia portata (150).

Presumendo trasporto costa ad un US$0.10 fisso per tonnellata-chilometro metrico,
Earl fondò che era più conveniente per trasportare energia nella forma di carbone
che nella forma di legno per distanze più grande di 82 km (13). CHAUVIN
usato similmente un costo fisso per tonnellata-km. nella sua analisi delle economie
di trasportare carbone dalla Costa D'avoria a Burkina Faso da sbarra (60)

Esprimendo trasporto costa in termini di tonnellata-km è una pratica standard in
statistiche di trasporto aggregate, ma non è applicabile in questo
situazione. la Maggior parte dell'energia è usata per trasportare il veicolo stesso, a
superi resistenza di vento, l'attrito interno e così forth. Thus, un vuoto
autocarro usa quasi tanta energia quanto uno che è full. Una regressione lineare
su dati presentati in referenza (73) gli show che l'intensità di energia di
trasporti da trattore-roulotte negli Stati Uniti è riferito approssimativamente al
payload per la serie 8-25 tonnellate metriche dall'equazione

E = 23.6/M + 0.476

dove è l'intensità di energia in MJ per metrico E tonnellata-km il carico si è mosso,
e M è la massa del carico in Trasporto di tons. metrico è più spesso
limitato da volume che da peso e questo è particolarmente vero nel
mondo in sviluppo dove veicoli sono riempiti ad inondando di solito. In
questo caso di volume limitò trasporto, Proponga 13, 13% che più energia può essere
trasportato per truckload di legno che di carbone ad un costo di un 21%
aumenti in uso di combustibile.

Comunque, spese di combustibile sono solamente una parte piccola delle spese di trasporto totali
ed almeno in dei casi, non aumenti sostanzialmente anche su unimproved
strade (74) la Manutenzione di . e ripara di veicoli è un fattore grande
(74) ed il deprezzamento di veicolo e lavoro sono anche più grandi (75).

TABLE 11
Energia Efficienze di Sistemi di Carbonizzazione Assortiti
Thailandia di , 1984

Total il Carbone di come Charcoal Numero
Volume di l'Energia di % di Production di
[m.sup.3] Legno Asciutto Percentuale kg/hr Prove

Alveare di mattone 1 8.3 61% 11.1 3
Alveare di mattone 2 2.0 63 5.6 35
Brasiliano, modified 8.3 55 10.7 2
Mark V(2) 2.6 43 10.1 7
Alveare di fango 3 2.2 56 5.1 27
Drum singolo 0.2 38 5.9 7
Terra Mound 0.7 51 4.6 5

Referenza (72). Anche veda (72) per dati su 12 tipi altri di forni.

TABLE 12
Carbone Produzione Economie
Thailandia di , 1984

Per Scottatura il Legno di (*) il Capitale di (* *) Labor (* * * il Carbone di )
INVESTMENT US$/TONNE
Mattone Alveare 1 $52. $1.67 $9.00 $65.
Mattone Alveare 2 15. 0.66 3.70 75.
Brasiliano, modified 54. 1.13 9.80 71.
Mark V(2) 33. 3.15 4.70 90.
Fango Alveare 3 16. 0.17 4.10 74.
Drum singolo 1.80 0.18 1.95 195.
Terra Mound 3.70 -- 2.35 114.

(* )Wood costa US$8.30/stere; (* * la percentuale di )Interest è 15%; (* * * )Labor è
US$0.40/man-hr.
Referenza (72) . Also vedono (72) per dati su 12 tipi altri di forni.

TABLE 13
L'Energia di Costrinse a Trasportare Legno e Carbone

Coefficiente Wood Charcoal

Volumetric gravity finto 0.7 0.33(a)
Density di imballaggio finto 0.7 0.7 (b)
Volumetric gravity effettivo 0.49 0.23
Contenuto di energia per truckload 390. GJ (* ) 345. GJ (C)
Si appesantisca per truckload 24.5 MT (* * ) 11.5 MT (d)
Trasporti energia per truckload-km 35.3MJ/km 29.1 MJ/km
Trasporti energia per km/energy
contenuto di load 91x[10.sup.-6] 84x[10.sup-6]

(* )GJ è un gigajoule o 1 miliardo joules; (* * )MT è una tonnellata metrica, 1000 kg
un) Based su (14).
b) Per legno basato su (13). Carbone può avere un imballaggio più alto o più basso
Densità di che dipende dalla sua taglia e se o non è messo in borsa per
trasporta. che è messo in borsa per trasporto normalmente.
c) Assumed valore calorifico per legno, 16 MJ/kg; carbone, 30 MJ/kg;
ambo incluso l'umidità.
d) Based su un volume di payload di 50 [m.sup.3] . Questo è meno che un standard
Roulotte di trattore di , ma fu scelto così come rimanere all'interno dei limiti
della correlazione di peso per trasportare energia, ancora corrisponda
al caso per la maggior parte di paesi in sviluppo di volume limitò trasporto
per legno o carbone.

TABLE 14
Transport Spese di Legno e Carbone
Percento di di Sommi

Wood Carbone
Labor e gestione 12% 12% (un)
Fuel 18 15 (b)
Manutenzione di e ripara 40 30 (c)
Licenze di e fa pagare 1 1
Deprezzamento di Veicolo di 42 42

Total costa 113 100
L'Energia di tirò 113 100 (b)

un) Da referenza (75) usando carbone come il baseline.
b) Da Tavola 21.
c) Estimated da referenza (75) dati su deprezzamento di pneumatico e
Il veicolo di ripara cariche che presumono che queste spese aumentano proporzionatamente
al veicolo totale si appesantiscono.

Quando queste spese sono considerate, Proponga 14, il costo di tirare energia
se nella forma di legno o carbone, è virtualmente identico. In
pratichi, fattori come taglia di veicolo, lavoro e combustibile costa, parte-carico o
schiena-tiri di beni, e molti altri complicheranno questa analisi.

Quando spese di produzione sono incluse, carbone è più costoso che
fuelwood. che Queste spese sono riflesse nei loro prezzi relativi: il prezzo
per GJ di carbone quello è tipicamente due volte di fuelwood (76).

Richiesta di carbone

Nonostante il suo prezzo più alto, carbone è un combustibile molto popolare, particolarmente in
aree urbane dove persone hanno un income. in contanti secondo un rapporto del 1970
dalla Thailandia, 90% del taglio di legno per mercati urbani furono convertiti in
carbone (34) . In Tanzania che figura è 76%, con 10-15% di ogni legno
taglio convertì a carbone (40,59) . In Senegal, 15% di ogni taglio di legno sono
convertito a carbone per Dakar da solo, trasportò a Dakar da come lontano come
600 km via, ed usò entro 90% delle famiglie ad una percentuale di 100 là
kg/person-anno (77,78) . In Kenia, 35% del taglio di legno sono convertiti
carbone (24).

Anche se stufe di carbone tradizionali abbiano un'efficienza (15-25%) piuttosto
più alto del fuoco di legno aperto (15-19%), questo non compensa per il
perdita di energia drastica nella conversione iniziale da legno (79,80).

C'è una varietà di ragioni per questa popolarità nonostante costo alto e
energia inefficiency. Diversamente da specie di legno come il quale deve essere usata fra
poco come un mese di asciugare evitare perdite significative a termiti,
carbone è impervio ad attacco di insetto (21) . che può, perciò è
preparato lontano in anticipo di, per esempio, la stagione piovosa quando combustibili altri
è unavailable. Even più importante è quel carbone è un molto conveniente
alimenti a Carbone di use. quasi è senza fumo. Cucinando possono essere fatti dentro
in conforto relativo senza annerire i muri con fuliggine. Metal le pentole
stia relativamente pulito, e non c'è irritazione di fumo ad occhi o polmoni.
Anche se ci può essere una produzione alta di monossido di carbone pericoloso che è
un azzardo di salute in cucine poveramente ventilate, questo non causa come
disagio ovvio all'user. Additionally, una volta è acceso, un carbone
fuoco ha bisogno poco di attenzione ulteriore dal cuoco, mentre un fuoco di legno
richiede aggiustando frequente del combustibile.

La buona volontà di abitanti urbani per acquistare carbone costoso deve
così incoraggi disegnatori di stufe migliorate che stanno tentando di eliminare
fumi, allevi il lavoro faticoso di cucinare, ed ulteriore riduca spese di combustibile.
Alla durata stessa, dovrebbe servire come un avvertimento a quelli che prestano attenzione
solamente alimentare efficienza.

Carbone è usato anche estensivamente commercially. In Brasile, dei 19
milione metri cubici di carbone furono usati durante 1983 produrre maiale
stiri, 2.5 milione furono usati per produrre cemento, e 600,000 furono usati per
metallurgia. Tuta di lavoro di , approssimativamente 18% dell'energia usati nell'acciaio brasiliano
industria è approssimativamente da charcoal. 17% di questo carbone fu generato da
piantagioni (43,67,82).

Ammontari grandi di carbone sono negoziati come bene internazionalmente. Nel 1981,
Indonesia, Thailandia, ed il Filippine ognuno esportò 44-49 mila
tonnes di charcoal. importatori Grandi includono Giappone, con 52,000 tonnes
e Hong Kong, con 23,000 tonnes (65).

IMPATTI AMBIENTALI

C'è ora in tutto il mondo diboscamento rapido ed in aumento. Il
UNFAO (5,83) ha valutato totale diboscamento globale ed annuale ad approssimativamente 11.3
milione ettari (Tavola 15) . Altri l'hanno valutato per essere alto come 20
milione ettari e più per anno (7) . Fra le cause sono il seguente.
Spostando l'agricoltura danneggia o distrugge approssimativamente 0.6% di tropicale
forestland annualmente e conti per dei 70% di perdita di foresta in Africa
(84). Opening pastureland per crescere annualmente manzo per esportazione chiarisce dei 2
milione ettari per anno in America Latina (85-87) . legname Commerciale
operazioni chiariscono rudemente annualmente 0.2% di forestland tropicale (84), e
accesso di legname segue la traccia di aperto le aree a coltivatori che conducono a supplementare
degradazione (87) . La Costa D'avoria, per esempio sta perdendo dei 6.5% di suo
foreste annualmente (5,83) . Finally, bruciando incontrollato si crede
responsabile per la creazione di molte della savana del mondo e prateria
(1,88,89). Tali brushfires nelle praterie africane bruciano più di 80
milione tonnellate di foraggio annualmente, volatilization della causa di azoto organico,
e permette colando eccessivo di sali preziosi (90) . che Questo può essere particolarmente
danneggiando in molto del Sahel dove è già fortemente la crescita
limitato dalle quantità disponibili e piccole di azoto e fosforo (91).


L'uso di pressioni di aumenti di fuelwood sulla biomassa di foresta e può condurre a
diboscamento locale (12,88), particolarmente in regioni aride circa urbano
aree dove è alta richiesta e percentuali di crescita di biomassa sono low. Generally,
coltivatori di esistenza rurali provocano relativamente danno piccolo a foreste come
loro prendono lembi solamente piccoli, ecc. e questi spesso da hedgerows o da
vicino il loro farmlands. Per esempio, in Kenia alberi fuori della foresta
provveda la richiesta di legno mezzo (37); in Thailandia nel 1972, 57% del legno
consumato venne da fuori delle foreste (40) . In contrasto, commerciale
fuelwood ed operazioni di carbone, addirittura relativamente uni su piccola scala, taglio
alberi interi e può danneggiare o può distruggere aree grandi di foresta.

Fra gli impatti potenziali di diboscamento è erosione, mentre allagando,
cambi climatici, desertification, e le scarsità di fuelwood (92-94). Essentially
nessun suolo o pioggia è persa da aree naturalmente afforestate. However,
quando coperta di albero è rimossa, ammontari massicci di suolo possono essere lavati via come
la pioggia fluisce attraverso le Misurazioni di surface. in Tanzania indicò
che su a metà la pioggia fu persa come correre-via da maggese nudo (3.5[degrees]
pendio), portando dei 70 tonnes/ha di suolo con lui (95). impatti Simili
è stato notato altrove (5,81,87,88,96,97).

Erosione ostruisce idrovie e serbatoi con limo a valle, mentre facendoli
anche capace di maneggio i volumi aumentati di acqua correre
direttamente via gli spartiacque (2,7) . In 1982, inondazione e danno di erosione dovuto
a chiarendo le foreste dell'India sommare $20 miliardo su fu valutato il
20 years. precedenti Questa stima incluse perdita di suolo di cima, perdita di
proprietà ad inondazioni, ed accorciò vite di serbatoio (5). Other valuta
metta le spese dirette di riparare danno di inondazione a più di $250
milione per anno (98) . Una revisione generale di questo problema in India è data
in referenza (99).

Come due-terzo di ogni pioggia è generato da umidità pompata di nuovo in
l'atmosfera da vegetazione, diboscamento può causare serio climatico
cambio (1,100) . Il reflectance della superficie è cambiato anche e è colpito
clima (1) . senza ombreggiando, temperature di suolo sorgono drammaticamente e possono
grandemente riduca l'attività biologica e vitale nel suolo (87,101).

Diboscamento seguente, overgrazing e pestata possono distruggere rapidamente il
erba layer. Senza la protezione di incagli coperta, il suolo riceve
la forza piena di controllare il peso gocce di pioggia, portando particelle di creta al
superficie e provocando superficie indurendo e sigillando che semi non possono
penetri (102,103) . Il risultato di fine è desertification. Durante spesso il
cinquanta anni passati, un valutò 65 milioni di ettari di terra una volta produttiva
è stato perso così per abbandonare lungo l'orlo meridionale del Sahara da solo
(104,105). dati Supplementari per l'Africa sono dati in referenze (90,106).

Come sono perse risorse di foresta, se all'agricoltura, legname, fuochi di spazzola
o come fuelwood, abitanti di un villaggio in modo crescente sono costretti per usare qualità più bassa,
combustibili come sprechi di raccolto e sterco per soddisfare le loro necessità minime per cucinare
e purposes. Globally altro, un valutò 150 a 400 milioni di tonnes di
sterco di vacca è ora bruciò annually. Il che brucia di ogni tonne di sterco
sprechi abbastanza nutrients potenzialmente produrre un kg supplementare del 50 di
grano. che Lo sterco di vacca ora bruciato in India spreca nutrients uguagliano a più
che un terzo del fertilizzante chimico usarono (7).

Uso in aumento di residui agricoli per combustibile può provocare danno serio
a soils. la questione Organica in suoli provvede la maggior parte dell'azoto e zolfo
e tanto quanto metà il fosforo necessitato da plants. aumenta il
cation scambiano capacità del suolo, mentre legando minerals importante come
magnesio, calcio, potassio ed ammonio che sarebbero colati altrimenti
via. tampona il pH di suoli, e migliora la ritenuta di acqua e
caratteristiche fisiche ed altre (151).

TABLE 15
Estimated Percentuale della Pianta annua della Media di Diboscamento di
Foreste Tropicali, 1980-1985, in Milioni di Ettari
e Percento di Distrugga completamente Foresta Eretta

Tropicale Tropical Totale Tropicale
Categoria l'America di Africa Asia (76 paesi)
Forest chiuso 4339 1331 1826 7496
(0.64%) (0.62%) (0.60% ) (0.62%)
Forest aperto 1272 2345 10 3807
(0.59%) (0.48%) (0.61% ) (0.52%)
Ogni forests 5611 3676 2016 11303
(0.63%) (0.52%) (0.60% ) (0.58%)

Referenza (31)

La distruzione di foreste può avere anche conseguenze serie in termini di
perdita di risorse genetiche, perdita di prodotti medici nuovi e potenziali e
altri. Questi sono fatti una rassegna in referenza (5).

Il che brucia di combustibili di biomassa ha impatti ambientali e seri dovuti al
fumo rilasciò (107-112) . Anche se c'è stato numeroso aneddotico
conti di salute malata associarono con combustone di biomassa al coperto, solamente
recentemente abbia studi scientifici e sistematici del problema cominciati (112).
Risultati per essere insieme indicano quell'in case di villaggio, la concentrazione al coperto di
monossido di carbone, particulates, ed idrocarburi possono essere 10-100 e più
tempi più alto di Organizzazione della Salute del Mondo (Chi) gli Standard (111).
Favorisca, cucina usando biomassa tradizionale stufe che brucia può essere esposto a
lontano più monossido di carbone, formaldeide, benzo(a)pyrene cancerogeno e
altro tossico e cancerogeno combina che anche fumatori di sigaretta pesanti.

Da questo si è aspettato che fumo sia un fattore significativo in cattiva salute
in countries. in sviluppo Le malattie implicarono serie da bronchiolitis
e broncopolmonite a cor pulmonale cronico a forme varie di cancro
(110,111). Indeed, il Chi ora cita malattia respiratoria come il più grande

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causa della mortalità in paesi in sviluppo (112) . Table 16 aria di elenchi
fattori di emissione di inquinamento per una varietà di combustibili e sistemi di combustone.
Riducendo ed esposizione di controlling ad emissioni di combustibile di biomassa deve essere un
la considerazione primaria in alcuna stufa program. che informazioni Ulteriori sono
disponibile dal Centro di Est-ovest (l'Appendice J).

ECONOMIE E SCELTE DI POLIZZA

La scarsità di fuelwood crescente ha una varietà di impatti economici su ambo
abitanti rurali ed urbani, la forza di lavoro rurale, e l'economia nazionale.

Per l'abitante di esistenza rurale, lo svuotamento di risorse di fuelwood locali
mai vuole dire times. There che cerca più lunghi sono stime numerose di questi
tempi che variano alto come 200-300 giorni di persona per anno per famiglia in
Nepal o 7% di ogni lavoro (22,46,98) e similmente percentuali di lavoro alte in
Il Tanzania (59) e paesi altri (99) . correlazioni riferendo Approssimato
distanza che cerca alla densità di popolazione locale è sviluppata facilmente da
associando al consumo medio da una popolazione all'area richiese
provveda un prodotto sostenuto, come mostrato in nota (114) . che Un secondo esempio è
dato in referenza (115) . In regioni aride con una percentuale di crescita di biomassa bassa un
villaggio di come pochi come 500-1000 persone possono usare su tutto il fuelwood fra un
distance. Cercare ambulante è anche lavoro pesante; in Burkina Faso, tipico
headloads pesano 27 kg (113).

Quando legno diviene scarso, raccolto spreca e sterco è gli abitanti di un villaggio solamente
alternativa; c'è nessuno in contanti per combustibili commerciali, né fa l'a lungo termine
spese ambientali di usare sprechi agricoli vincono loro immediato
valore come fuel. In India, è stato valutato che un tonne di sterco di vacca
applicato ai campi darebbe luogo al valore di produzione di grano aumentato
US$8, ma se bruciò eliminerebbe il bisogno per legna da ardere valore $27 nel
mercato (116,117). Alcuni hanno disputato che a causa del relativamente efficienza bassa
di vacca - sterco nel provvedere nutrients come azoto, fosforo,
potassio, e zinca al suolo in una forma di useable, ha senso migliore
bruciarlo (117) . Questo, comunque ignora contributi importanti ed altri di
materiali organici per sporcare la fertilità (151).

Con un valore di mercato alto per biomassa alimenta, il povero e landless sono
accesso qualche volta negato alle loro fonti di combustibile tradizionali (118). che ha
anche stato riportato che lavoratori di fattoria in Haryana, l'India, precedentemente pagò
salari di soldi, qualche volta è pagato invece residui di raccolto per essere usato per combustibile
(99)--combustibile che loro hanno ricevuto gratuitamente prima.

In contrasto, abitanti urbani spesso hanno nessuna alternativa ma acquistare loro
combustibile. Again, ci sono stime numerose del carico finanziario questo
impone variando su ad alto come 30% di distrugga completamente reddito di famiglia in Ouagadougou
(34), a 40% in Tanzania (39), a quasi mezzo in Bujumbura, Burundi (36).
Durante gli anni settanta il costo di legno e carbone aumentò ad una percentuale di 1-2%
per anno più veloce di beni altri (76) . A causa della loro intensificazione di prezzo rapida
durante gli anni settanta, combustibili di fossile non sono alternative spesso vitali. In
Malawi, l'uso di kerosene declinò 24% tra 1973 e 1976, presumibilmente
a causa di prezzi più alti (34) . Altri hanno notato impatti simili (71).

L'uso di combustibili tradizionali è importante nell'incentivare il rurale
economia. Il valore di fuelwood e carbone eccede 10% del Lordo
Prodotto nazionale in paesi come Burkina Faso, Etiopia, ed il Ruanda,
ed eccede 5% in Liberia, Indonesia, Zaire, Mali, ed il Haiti (76). Questo
pompe ammontari grandi di incassi nell'economia rurale e provvede molto
lavoro necessitato ad abitanti rurali (Tavola 17) . per provvedere Ouagadougou con
legno durante 1975, per esempio richiese delle 325,000 persona-giorno di lavoro
e generò su direttamente $500,000 nel reddito ed un supplementare $2.5
milione in reddito tramite trasporto e la distribuzione (34). In Uganda, un
valutato 16 tonnes di carbone sono prodotti per persona-anno (13). Other
stime sono date in Tavola 18 e referenze (71,72) . In molti paesi,
persone nelle aree più povere, dove le condizioni non permettono
espansione di raccolto o produzione di animale e la vegetazione boscosa e naturale è
la risorsa unica, dipenda pesantemente da vendite di legna da ardere per il loro reddito
(34,99). che programma Purchessia è messo in luogo per soddisfare la scarsità di fuelwood,
sarà necessario per prendere il lavoro ha un impatto su in conto.

Alternative

Soddisfare la scarsità di fuelwood crescente (Tavola 9), governi potrebbero importare
fossile alimenta come un sostituto; la pianta alberi veloce-crescenti e migliora il
gestione di esistere foreste; e sviluppa più combustibile stufe efficienti e
attrezzatura di woodburning altra, fra azioni altre.

Se ogni persona che ora usa fuelwood cambiasse a petrolio basò combustibili, il
il consumo supplementare sarebbe solo 3.5% di 1983 produzione di petrolio di mondo. Il
costi di kerosene e benzina di petrolio di liquified (LPG) per tutte le necessità di famiglia
sia 15% di sommi merce esporta o meno per il Kenia, la Thailandia,
Lo Zimbabwe, e molti countries. Importing altri combustibili per cucinare possono poi
sia una risposta importante in tali aree (152).
In contrasto, per Niger Burundi, ed altri, un interruttore a combustibili di petrolio
per le necessità di energia di famiglia assorbirebbe pressocché tutta esportazione di merce
guadagni (152) gli Sforzi di . di incentivare uso di benzina di butano attraverso sussidi
ha cominciato in Africa Dell'ovest ma ha provato essere un carico finanziario e pesante
(34,119). There è anche l'evidenza che tali sussidi traggono profitto il ricchi
lontano più del poor. In Sumatra Dell'ovest nel 1976, il più povero 40% del
popolazione usò solamente 20% del kerosene anche se era pesantemente
sovvenzionato (58) . Yet senza tali sussidi, combustibili di petrolio sono oltre
la portata del poor. In queste aree, di azioni altre sono avute bisogno.

Come una seconda risposta, piantagioni di veloce-crescere specie di albero possono essere,
sviluppato provvedere combustibile (123-126) . dati Estesi su specie, loro
la crescita designa, ed i loro usi sono dati in referenze (5,12,102,123,124)
Agenzie di donatore ora stanno spendendo dei $100 milione per anno su selvicoltura
progetti (116), e consolidamento grande e supplementare è provvisto dal nazionale
comunque, governi themselves. che L'ONU ha valutato che $1 miliardo
per anno è avuto bisogno di soddisfare le necessità minime dell'anno 2000 quando un
la scarsità di approssimativamente 1 miliardo metri cubici per anno si è aspettata senza
intervento (6) . per tenere questa somma in prospettiva, comunque deve essere
comparato ai $130 miliardo per anno necessitato per ogni settore di energia
sviluppo in paesi in sviluppo (154).

TABLE 17
Breakdown di Fuelwood Costo Fattori per Niamey, Niger

$US/TONNE (*)
Labor per tagliare, legando in un fascio, e
che tira seguire la traccia di (price) 8.30 della strada
Labor per loading/unloading 2.80
Transport la licenza .35
Transport 5.30
Cutting la licenza 5.50
Profit 5.50
Total $27.75

Reference (121); (*) Presume 450 CFA/US $

TABLE 18
Labor Requisiti per la Produzione di Combustibile da Foresta
Persona-days/Hectare, l'Uganda
Maximum Minimo
FUELWOOD 120 50
Carbone di (kilns) portabile 210 88
Carbone di (forni di terra) 308 128

Referenza (38)

Piantagioni possono provvedere lavoro rurale (115) di alcuni 150-500 persona-days/hectare
durante i primi tre anni e quasi due volte quel ammontare
durante raccogliendo (127) . Additionally, piantagioni e piantando alberi
generalmente provvedere benefits. ambientale e molto importante Fra questi
sta stabilizzando e sta proteggendo suoli da vento ed erosione di acqua, provvedendo
protezione ad uccelli (quale può mangiare raccolto-distruggendo insetti--o
i raccolti loro) ed animali altri, e provvedendo suolo importante
nutrients. Questi sono fatti una rassegna in (155).

Comunque, le piantagioni di Monocropping ignorano il non-combustibile tradizionale e molto
usi di foreste come cibo, fibra, medicine ed altri (128). Alcuni
specie veloce-crescente come Eucalipto, sebbene produttivo ed ardito,
anche vuoti acqua macinata approvvigiona e suoli, sia immangiabile come bestiame
foraggio, ed impedisce la crescita di raccolto vicina (5,99) . Per specie altra,
comunque, interplanting con raccolti possono essere albida di Acacia di valuable. possono
aumento produce di miglio e sorgo da su a 3-4 volte riparando azoto
e pompando nutrients altro da profondo all'interno del suolo. Additionally
provvede ammontari grandi di foraggio di bestiame bovino durante la stagione asciutta
(102). specie preziosa ed Altra include il Tamarisk, usato in Iran meridionale
controllare la salinità (129).

Dei paesi hanno cominciato a sviluppare piantagioni sostanziali. Il Brasile di , per
esempio, ha piantato con successo 5 milioni di ettari, quasi sempre veloce-crescente
Eucalipto, per combustibile e spappola fin da 1970 (67) . In contrasto, in Tanzania
un valutò di 200,000 ettari di piantagione stati avuti bisogno nel 1983 incontrare
le necessità del paese, ma solamente 7300 sarebbero piantati (47) . Substantial
progresso è fatto, nonostante spese qualche volta alte--più di $1000 per
ettaro in luoghi, prodotti che qualche volta sono stati lontano sotto aspettazioni
(127,130), e problemi altri e numerosi (5,99,116,125,131,132,155). In
parti del Kenia, per esempio che woodlots individuali ora sono stabiliti

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estesamente (140) . In Tavola 19 molto fossile e combustibili rinnovabili sono comparati
sulla base del loro costo e lo spettacolo delle stufe usata con
loro. Come visto là, fuelwood è lontano costoso che petrolio basò
combustibili o energia rinnovabile ed altra options. Anche se questo costasse vantaggio
decresca in regioni aride, sarà probabilmente ancora significativo.
Woodlots di villaggio possono favorire riduca il costo di fuelwood (Nota 157-C).
Così, legno sarà una fonte di energia primaria in paesi in sviluppo per il
futuro prevedibile.

Come una terza risposta, migliorando l'efficienza con la quale sono combustibili di biomassa
usato potrebbe estendere grandemente risorse di foresta ed ad un costo molto basso. In
questo caso, il vantaggio di costo di legno come un combustibile di cottura diviene anche più
apparente (Tavola 19) . L'importanza dei risultati mostrata in Tavola 19
non essere overemphasized. Nessuna risorsa di energia altra viene vicina al
costi vantaggio di legno usato in combustibile stufe efficienti. Certainly, come
redditi sorgono la pulizia e convenienza di qualità più alta alimenta così
come kerosene, LPG, o ethanol saranno pagati volentieri per; ma questo ora non è
una scelta vitale per molto del poor. Thus del mondo, un sforzo significativo
deve essere concentratsi sullo sviluppo di stufe che bruciano legno, ma fa così
pulitamente ed in salvo, con efficienza alta, e quello è facilmente controllato.

Il costo di salvare energia usando una stufa migliorata può essere comparato anche
al costo di produrre fuelwood. Una famiglia tipica di otto persone
chi usano fuelwood per cucinare su una stufa tradizionale (efficienza termale di
17%) ad una percentuale di 300 watts/person approssimativamente 150 GJ di energia consumeranno in
un due-anno period. Alternatively, se questa famiglia stessa facesse loro
cucinando su due $3 woodstoves della canale-tipo migliorati che hanno osservato
alimenti risparmi di 30-40% nel campo (efficienza termale di 30%, Capitolo
V), loro consumerebbero solamente 90-105 GJ sulla vita di due-anno di questi
stufe. che I risparmi di energia sarebbero realizzati ad un costo di solo $0.10-0.13/GJ
--un fattore di 10 meno che il costo di piantagione produsse
fuelwood (Tavola 19) . che L'energia necessitata di produrre queste stufe non fa
cambi questo result. Currently, 0.022-0.027 GJ/kg è avuto bisogno di produrre
ricopra d'acciaio da minerale metallico crudo e processi industriali e nuovi potrebbe ridurre questo a
0.009-0.012 GJ/kg (136) . è probabile che Una stufa tipica usi 2-3 kg di acciaio e
così costringe 0.1 GJ a produrre mentre salva 25 GJ o più su suo
vita.

Non si intende che comparando queste scelte in questa maniera dibatta quello,
stufe migliorate sono una sostituta per piantare trees. di Ambo ora sono avuti bisogno
ed ambo sono componenti importanti di alcuna strategia di energia di lungo-termine.

Il costo di provvedere stufe efficienti tale combustibile ad ogni famiglia sulla terra
ora usando biomassa alimenta per cucinare sarebbe meno che un GW tipico del 1
pianta di potere nucleare, ancora salvi delle 10-20 volte come molta energia ogni anno come
il reattore produrrebbe durante la sua vita intera (153). Il disegno,
produzione, e disseminazione di a buon mercato, combustibile stufe di biomassa efficienti
e le tecnologie altre sono i soggetti dei capitoli seguenti.

CAPITOLO III

DISEGNO DI STUFA

In questo capitolo i principi fisici e di base del combustone e calore
trasferisca sarà applicato al disegno di cookstoves che brucia biomassa cruda
combustibili come legno e sprechi agricoli ed orientamenti per migliorare
la loro efficienza sarà developed. Questi orientamenti formano la base per
lo sviluppo di estremamente combustibile stoves. efficiente che Questi sono, comunque
orientamenti only. per determinare accuratamente gli effetti su spettacolo di
modifiche di disegno varie ed ottimizzare un disegno richiede accurato
esaminando come descritto in Capitolo V. Il combustone attuale e trasferimento di calore
processi che accadono in una stufa anche sono complicati, troppo estremamente interdipendente,
e troppo variabile a modello e predice easily. Esaminando è una muffa.

Cominciare a capire come migliorare lo spettacolo di una stufa, ambo il
limiti teoretici così come i limiti pratici e correnti per coltivare in serra riscaldata
spettacolo deve essere understood. che I limiti teoretici prima sono esaminati.

Consideri, per esempio, cucinando che riso o porridge. Come, mostrato in Tavola 1,
scaldando gli ammontari adatti di asciuga grano ed annaffia a bollendo e
incitando le reazioni chimiche e necessarie richiede, in questo caso ideale,
l'equivalente di approssimativamente 18 grammi di legno per chilogrammo di cibo cucinato. Yet,
prove di cottura controllato col fuoco aperto hanno richiesto dei 268 grammi
di legno per chilogrammo di cibo cucinato ed uguaglia stufe di metallo migliorate hanno
usato dei 160 grammi--nove volte il requisito teoretico. (V di Capitolo
e cita 2).

Determinare dove il resto di questa energia è perso richiede particolareggiato
lavoro sperimentale, incluso esaminando temperature di muro di stufa benzina di condotta
temperature e volumi, ed emissioni, e è stato fatto solamente in alcuni

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casi speciali (3-5) . sotto il quale Alcuni di questi sono disegnati in Figura 1.


TABLE 1
L'Energia di Richiese Per Cucinare

Temperature Energia Specifica Required Legno di Totale Equivalente
Heat per Cooking Chimico (i grammi)
Cibo il kJ/kg[degrees]C di Change [il degrees]C Reactions Energia per Cibo di kg
KJ/kg di kJ/kg Cooked
Riso 1.76-1.84 80 172 330 (*) 18
Farina 1.80-1.88 80 172 330 (*) 18
Lenticchie 1.84 80 172 330 (* ) 18
Carne 2.01-3.89 80-- 160-310 9-17
Patate 3.51 80-- 280 16
Vegetali 3.89 80 -- 310 17

(*) Questo include acqua sufficiente per cucinare ma nessuna per evaporazione
(* *) Per legno con un valore calorifico di 18 MJ/kg.
Referenze (1,3).

Da questi equilibri scaldano, molte osservazioni possono essere fatte.

o Generally che la perdita più grande, 14-42% dell'energia di contributo è da battuto
Conduzione di in ed attraverso il walls. In stufe massicce

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coltiva in serra riscaldata (lb di Figura) è condotto attraverso e perduto dal fuori

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affiora.

o La perdita di energia in conti di benzina di condotta caldi per dei 22-39% del
distrugge completamente contributo al woodstove. che L'efficienza di energia di una stufa può essere
aumentò drammaticamente avvalendosi dell'energia in questa benzina di condotta calda
attraverso convective migliorato scaldano trasferimento alla pentola.

o Anche se non dettagliato esplicitamente in Figura 1a, in fuochi aperti raggiante

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scalda trasferimento è il meccanismo per due-terzo del trasferimento di calore a
la pentola e non può essere aumentato grandemente (7).

o Le perdite di energia a causa del combustone incompleto sono relativamente piccole,
tipicamente meno che 8% del contributo energy. Il problema più grande con
la combustone incompleta è l'emissione di monossido di carbone velenoso e
Idrocarburi di --molti di che è tossico, anche cancerogeno (8).

o Typically mezzo che l'energia che entra la pentola è persa nella forma di vapore

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Le perdite di accadono anche nel trovare quell'energia nel pot. Eliminating questo
vaporizza perdita da più attentamente controlling che il fuoco poteva, in principio
riduce uso di energia totale da metà. Similarly, convective scaldano perdite da
la superficie della pentola è piuttosto importante (Figura 1d) . Per pentola tipica

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La perdita di tassa di 700 W/[m.sup.2] (42,43), un 28-cm-diametro pentola cilindrica con
10-cm di messo in mostra ad aria circostante perderà energia alla percentuale di 100 W.
Su un'ora, questo è energicamente equivalente a 20 grammi di legno.

FIGURI 1: Equilibri di calore Nel Cucinare Stufe

Figuri 1a: Fuoco Aperto e tradizionale

Finale Equilibrio di Energia:
Gains:
8% assorbiti da acqua e cibo
Perdite di :
10% persi da evaporazione da pentola
82% perduto ad ambiente
Referenza (6)

Figuri 1b: Due metallo di uninsulated di pentola
stufa di legno con camino.

Finale Equilibrio di Energia:
Gains:
17.6% assorbiti da prima pentola
10.3% assorbiti da seconda pentola
la frazione persa da evaporazione
da pentole è ignoto
Perdite di :
2% assorbiti da corpo di stufa
40.4% persi da convezione e radiazione
da corpo di stufa
22.2% perduto come energia termale in
allarga benzine
7.8% perduto dovuto al combustone incompleto
Referenza (5)

Figuri 1c: Due pentola legno massiccio
coltivi in serra riscaldata con camino.

Finale Equilibrio di Energia:
Gains:
11.8% assorbiti da prima pentola
3.6% assorbiti da seconda pentola
Perdite di :
29.2% assorbiti da corpo di stufa
1.9% persi da convezione e radiazione
da corpo di stufa
39.0% perduto come energia termale in
allarga benzine
2.7% perduto dovuto al combustone incompleto
11.8% unaccounted per
Referenza (5)

Figuri 1d: Tre legno di massa di pentola
coltivi in serra riscaldata con camino.

Finale Equilibrio di Energia:
Gains:
6% assorbiti da acqua e cibo
Perdite di :
4% persi da evaporazione da pentole
2.1% perduto da superfici di pentola
13.9% assorbiti da corpo di stufa
30.2% perduto come energia termale in
allarga benzine
1.1% perduto come monossido di carbone
1.9% perduto evaporare l'umidità in
alimenta
5.9% perduto come calore latente di vaporizzazione
di acqua produsse
da combustone
11.% perduto come residuo di carbone
Referenza (3)

Figuri 1e: Stufa di carbone tailandese.

Finale Equilibrio di Energia:
Gains:
3.1% assorbiti da acqua e cibo
Perdite di :
4.6% persi da evaporazione da pentola
0.2% perse da convezione e
Radiazione di da coperchio di pentola
13.0% assorbiti da corpo di stufa
1.3% persi da convezione e radiazione
da corpo di stufa
2.1% perduto come energia termale in
allarga benzine
0.7% perduto come debito di monossido di carbone
al combustone incompleto
75.% perduto nella conversione di
Legno di a carbone
Referenza (4)

Migliorando così l'efficienza di combustibile di una stufa richiede attenzione ad un
numero di factors. diverso Fra questi è:

Combustone Efficienza: così che come molta dell'energia immagazzinata nel combustibile
come possibile è rilasciato come calore.

Heat Efficienza di Trasferimento: così che come molto del calore generato come
possibile davvero è trasferito ai contenuti del pot. Questo
include conduttivo, convective, e processi di trasferimento di calore radianti.

Control l'Efficienza: quindi solamente come molto calore come è avuto bisogno di cucinare il
Il cibo di è generato.

Pot l'Efficienza: così che come molto del calore che giunge ai contenuti
della pentola come resti possibili là cucinare il cibo.

Cooking Efficienza di Processo: quindi come energia piccola come possibile è
causava il physico-chimico cambia ocurring nel cucinare cibo.

Il combustone ed efficienze di trasferimento di calore sono combinate per spesso
convenienza e è chiamato poi l'efficienza termale della stufa. Quando
loro sono combinati anche con l'efficienza di controllo, i tre sono insieme
chiamato la stufa efficiency. prove Diverse misurano combinazioni diverse
di questi factors. acqua di potere Alta prove bollitura, per esempio
misuri gli efficiency. High/low termali motorizzano acqua prove bollitura e
prove di cottura controllato sono due metodi diversi di misurare la stufa
efficienza.

L'efficienza di trasferimento di calore sarà discussa in termini di prima il
conduttivo, convective, ed andata di processi radiante su in e circa il
stufa. del quale Questi processi sono disegnati in Figura 2. Gli aspetti altri

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efficienza sarà discussa in turn. Le appendici documentano il testo in
dettaglio e provvede referenze estese per lettura ulteriore.

CONDUZIONE

La temperatura di un solido, liquido, o benzina è una misura di come rapidamente il
atomi e molecole dentro di lui sono moving: il più veloce loro stanno muovendosi il
più caldo la sostanza is. In benzine e liquidi, trasferimento di calore conduttivo
accade quando molecole di velocità alte collidono casualmente con molecole più lente,
abbandonando così alcuno del loro energy. In, calore gradualmente è
trasferito da regioni di temperatura più alte a quegli a temperature più basse.
A causa di loro a bassa densità e la percentuale di collisione bassa e conseguente
tra molecole, benzine hanno una conducibilità termale e bassa. qualità Alta
isolatori approfittano di questo intrappolando milioni di aria di miniscule
tasche in una matrice di (molto poroso o spugnoso) il materiale: la maggior parte di così
isolatori sono infatti air. Il materiale solido è là solamente tenere il
aeri in luogo--prevenire currents di aria che aumenterebbe il calore
trasferisca rate. Thus, tali isolatori perdono alcuno del loro valore che isola
se loro sono compressi che riduce la taglia dell'aria intasca, od ottiene
bagni che riempimenti che l'aria intasca con acqua di conducibilità più alta.

TABLE 2
che Proprietà Tipica Valuta a 20[degrees]C

Materiale la Densità di Termale Calore Specifico
Conducibilità di kg/[m.sup.3] J/kg[degrees]C
Metalli W/m[degrees]C (*)
Steel Amalgama 35 (10-70) 7700-8000 450-480
Solids non metallico
Cement 0.8-1.4 1900-2300 880
Isolatori
Fiberglass di 0.04 200 670
Liquidi
Water 0.597 1000 4180
Benzine
Air 0.026 1.177 1000
(*) Veda Appendice io per la definizione e conversione di unità.
Referenza (9). Una tavola più completa è data in Appendice A.

In un solido, calore è condotto come atomi più rapidamente vibranti ecciti e
accelerazione la percentuale di vibrazione di vicini di casa più lentamente commoventi. Additionally,
nel calore di metalli è condotto come elettroni gratis con una mossa di velocità alta
da regioni ad una temperatura alta in regioni ad una temperatura più bassa
dove loro collidono con ed eccitano atoms. In generale, conduzione di calore da
tali elettroni sono molto più effettivo che che atomi eccitando adiacente
ogni other. Per questa ragione, metalli (quale elettricità di condotta) abbia molto
conducibilità termali e più alte che solids elettricamente isolante.

Una tavola breve delle conducibilità termali e fattori altri è presentata in
Proponga solo 2 above. che I punti hanno fatto sulla conducibilità bassa di benzine,
la conducibilità alta di metalli, ed isolatori di qualità che sono soprattutto aria
(l'avviso l'a bassa densità) chiaramente può essere visto in questa tavola.

Conducibilità Termale che calcola

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La conducibilità termale di un oggetto può
sia espresso approssimativamente dall'equazione

KA([T.SUB.1] - [T.SUB.2])
Q =--------------------------- (1)
S

dove è la percentuale di trasferimento di calore Q, k è
la conducibilità termale del materiale,
Un è l'area, s è la grossezza del
obietti attraverso che è condotto calore,
e ([T.sub.1-[T.sub.2]) è la differenza di temperatura
tra il caldo e sides. Thus freddo, noi vediamo, che se il piatto è
grande e sottile (A/s grande) la percentuale di tranfer di calore sarà grande. Se il
piatto è piccolo in area e spesso, più come una verga (A/s piccolo), la percentuale di
trasferimento di calore sarà anche small. coi quali Il trasferimento di calore varia direttamente
la conducibilità termale e la temperatura differenziano attraverso l'oggetto
(L'appendice Un).

Comunque, usando questa equazione per il trasferimento di calore attraverso una stufa da solo
muro condurrebbe a valori che sono molte volte large. Il trasferimento di calore anche
in e fuori di un oggetto dipende dalle conducibilità ad e dal
superfici così come la conducibilità all'interno dell'oggetto stesso (l'Appendice
Un). In dei casi, immondizia o strati di ossido possono ridurre il trasferimento di calore
attraverso la superficie; in casi altri, l'aria alla superficie stessa significativamente
riduce poi il calore transfer. Taking questo in conto dà

A([T.SUB.1] - [T.SUB.2])
Q =------------------------
1 S 1
- + - + -
[H.SUB.1] IL K DI [H.SUB.2] (2)

dove [h.sub.1] e [h.sub.2] è gli interni e superficie calore trasferimento coefficienti esterni
(L'appendice B) . valori Tipici per h ancora sono 5 W/[m.sup.2][degrees]C in aeri a più di 15
W/[m.sup.2][degrees]C in un m/s moderato del 3 wind. L'inverso valuta 1/h e s/k sono il
resistenze termali per scaldare transfer. valori Tipici del termale
resistenze (il s/k) per muri di stufa diversi 0.0000286 sono [m.sup.2][degrees]C/W per 1-mm-spesso
ricopra d'acciaio, 0.04 [m.sup.2][degrees]C/W per creta sparata e 2-cm-spessa, e 0.10 [m.sup.2][degrees]C/W per un
Wall. concreto e 10-cm-spesso In contrasto, la resistenza termale dell'aria
alla superficie del muro di stufa (1/h) è 0.2 [m.sup.2][degrees]C/W per ancora aera e
0.0667 [m.sup.2][degrees]C/W per un m/s del 3 wind. al quale Questi valori devono essere raddoppiati poi
dia conto dell'interno e fuori di superfici.

Così, è la resistenza di superficie, non la resistenza per scaldare trasferisce di
il materiale stesso, che primariamente determina la percentuale di perdita di calore
attraverso la stufa wall. Questo è vero fino a che la conducibilità molto bassa (alto
resistenza termale) materiali come isolamento di fiberglass sono usati.
Fiberglass, per esempio ha una resistenza termale (1/k) tipicamente approssimativamente 25
m[degrees]C/W o, per una rigatura 4-cm-spessa, una resistenza totale (il s/k) di circa me
[m.sup.2][degrees]C/W. In questo caso l'isolamento, non la resistenza della superficie
strati di aria, è il determinante primario della percentuale della stufa di perdita di calore.

Il consolidi percentuale statale di perdita di calore attraverso un muro di stufa di metallo ora può essere
crudamente estimated. Se il muro ha un'area di 1mx0.2m-0.2[m.sup.2], una temperatura
la differenza di 500[degrees]C tra l'interno e fuori, ed ancora è in aeri

(.2)(500)
Q =------------------------ = 250 watt
(.2) + (0.0000286) + (.2)

Se la resistenza dello strato di confine di superficie di aria fosse stata ignorata, un
percentuale di perdita di calore 14,000 volte più grande sarebbe stato calcolato--un
assurdamente valore grande.

Trasferimento di calore conduttivo porta anche calore attraverso la pentola ai suoi contenuti.
Pentole di alluminio di conducibilità alte possono salvare energia comparata a creta
pentole perché loro conducono più prontamente il calore del fuoco al cibo.
Alla durata stessa, pentole di alluminio soffriranno comunque, perdita di calore più grande
che creta mette in vaso dal caldo interno alle porzioni dell'esteriore esposto
ad air. circostante e freddo Queste porzioni della pentola potrebbero essere isolate a
riduca questo calore loss. Il coefficiente di trasferimento di calore complessivo di alluminio
pentole sono state valutate per essere approssimativamente 18 W/[m.sup.2][degrees]C comparò a 9.7 W/[m.sup.2][degrees]C per
creta mette in vaso (3,10) . In prove di cottura controllato con pentole di alluminio, combustibile
risparmi erano approssimativamente 45% (3) comparò ad usando creta pots. Coating alluminio
pentole con fango per proteggere il loro splendore, o permettendo un strato spesso di fuliggine a
costruisca su sul fuori riduca l'efficienza di energia delle pentole e dovrebbe essere
scoraggiato. oltre al loro spettacolo alto ed agio di cuochi di uso
preferisca alluminio mette in vaso perché, diversamente da creta sparata e tradizionale mette in vaso, loro
non voglia break. In un anni molto pochi la produzione ed uso di pentole di alluminio
ha sparso estesamente in molti paesi in sviluppo.

Deposito Termale che calcola

Un altro fattore dell'importanza in calcoli di trasferimento di calore conduttivi è
l'abilità di un materiale di immagazzinare energia termale, misurato come suo
heat. specifico Il calore specifico di un materiale è l'ammontare di energia
costretto ad elevare la temperatura di 1 kg della sua massa entro 1[degrees]C. Per un determinato
obietti, il cambio nel calore totale immagazzinato è dato poi da

DE - [MC.SUB.P](DT) (3)

dove è la massa dell'oggetto M, [C.sub.p] è il suo calore specifico, e (il dT) è suo
cambi in temperature. Thus, se il muro di un 3 kg metallo stufa aumenti
entro 380[degrees]C durante uso, il cambio in energia immagazzinata nel suo muro è,

DE di = (3kg)(480Ws/kg[degrees]C)(380[degrees]C) = 547200 Ws o 547.2 kJ

Così, la conducibilità termale porta energia termale attraverso un materiale;
il calore specifico e massa di un negozio di oggetto questa energia di calore. Il
più grande la massa e calore specifico di un oggetto il più energia che può
immagazzini per un cambio determinato in temperature. Thus un termalmente massiccio (grande
[MC.sub.p]) oggetto scalda su lentamente; un termalmente leggero (piccolo [MC.sub.p]) l'oggetto
scaldi rapidamente. Questo stato chiamato l'inerzia termale di un oggetto e è
un parametro di disegno importante in stufe.

Calcoli della Perdita del muro

Riducendo la perdita di calore in ed attraverso i muri di stufa al fuori
richiede un'analisi particolareggiata del processo di conduzione che è presentato
in Appendice A. Nel fare una rassegna questi calcoli, è importante a nota
prima che loro sono basati su una camera di combustone finta e particolare
la geometria e flusso di calore dal fire. a causa di questo, i valori elencarono
sotto è in watt, gradi, ecc. piuttosto che in unità di dimensionless.
Secondo, per la semplicità e convenienza i calcoli erano fatti presumendo
che il fuoco è tenuto ad un livello di potere singolo tutto il time. Thus, il
risultati elencati sono intermedi tra quegli osservati in pratica per il
potere alto fase bollitura ed il potere basso che bollono lentamente fase dovuto al
valori presunti per il calore fluxes. Anche se i valori dati sono spostati
da questi fattori, loro mostrano ciononostante trend che rimarrà lo stesso
per alcuna camera di combustone.

Quando cucinando comincia, i muri della stufa sono cold. Con tempo che loro scaldano
su ad una percentuale determinata dalla loro massa e calore specifico come discussa
sopra. muri Leggeri hanno un'inerzia termale e bassa e scaldano rapidamente.
Muri spessi, pesanti scaldano più slowly. Heat perdita dalla camera di combustone
è determinato da come rapidamente questi muri scaldano e di conseguenza quanto
scaldi il muro perde da suo fuori di surface. Questo chiaramente è mostrato in

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Figuri 4, dove il più spesso il muro il più lentamente scalda.

Anche se un muro spesso di materiale di calore specifico alto e denso può avere
perdita di calore lievemente più bassa che un muro più sottile dopo molte ore (Veda
Appendice Un), prende molte ore più per la perdita di calore più bassa ed eventuale di
il muro spesso per compensare per suo molto assorbimento più grande di calore a
scaldi su a questo state. Thus, è preferibile per fare il solido sempre
(il non-isolatore) porzione del muro come sottile ed accende come possibile.
Inoltre, l'uso di insulants leggero come fiberglass o

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costruzione di muro duplice può abbassare drammaticamente perdita di calore (Figura 4B).
Materiali come sabbia-creta o calcestruzzo che hanno un calore specifico ed alto
e la densità, e quale deve essere formato in sezioni spesse per sufficientemente essere
forte sostenere una pentola o resistere al fuoco, dovrebbe essere evitato perciò.

Scaldi Ricupero

Frequentemente si ha disputato che gli ammontari grandi di calore assorbirono da
i muri di una stufa massiccia che estinguono dovrebbero essere utilizzati da uno
il fuoco presto ed usando questo calore per completare cottura o usando più tardi
esso per scaldare water. Water riscaldamento esamina su stufe massicce e calde, comunque abbia
mostrato quello solamente 0.6-1.3% dell'energia rilasciati dal fuoco di che
forse un terzo stati immagazzinati nel muro massiccio, potrebbe essere recuperato--scaldando
l'acqua entro tipicamente 18-19[degrees]C (2) . quello che spesso si pensa che sia,
scaldando o cucinando da ricupero di calore davvero sono fatti dal rimanenti
carboni del fuoco.

Quel ricupero di calore da muri massicci è così difficile può essere facilmente
capito considerando il following. First, conduzione di calore attraverso
il muro è lento (l'Appendice Un) così che energia piccola può essere trasportata
la pentola directly. Second, aria è un relativamente insulator. Thus buono, poco
calore può essere portato dal muro nell'aria spazi nella stufa e
poi al pot. terzo, ambo di questi percorsi di calore sono slowed ulteriori dal
relativamente la differenza di temperatura piccola tra il muro e la pentola. Il
temperatura bassa del muro riduce anche il trasferimento raggiante alla pentola.
Finalmente, il calore immagazzinato nel muro bada ad equilibrate all'interno del muro
e poi perde all'outside. Il risultato di tutti questi processi sono mostrati

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in Figura 6 e è d'accordo molto bene coi dati sperimentali citati sopra.

Piuttosto che dipendendo da efficienza bassa stufe massicce (la Tavola V-1) per
cucinando e tentando poi di recuperare calore per acqua calda, tale acqua
scaldando molto può essere fatto più efficientemente direttamente con un spettacolo alto
stufa. Further, può essere fatto poi quando ebbe bisogno piuttosto che essendo allacciato a
la cottura schedule. Similarly, usare che calore immagazzinato per completare cottura, è
una tecnica estremamente inefficiente comparò ad usando un'efficienza alta
stufa leggera e possibilmente un " fornello di haybox " (discusse sotto sotto

ASPETTI ALTRI).

Ricupero di calore chiaramente è comunque, desiderabile quando può essere fatto
efficientemente, costi efficacemente, e senza interferire smodatamente con
lo scopo primario del device. Per esempio, scaldando acqua da calore
è probabile che ricupero sia fatto efficientemente da formando il muro di un alto
stufa di metallo di spettacolo stessa in un'acqua Calore di tank. che può altrimenti
sia perso in ed attraverso il muro sarebbe poi invece direttamente
assorbito dal water. Se o non il combustone medio e più basso
temperature di camera ridurrebbero significativamente l'efficienza di riscaldamento di pentola
o interferisce con combustone avrebbe bisogno di essere esaminato.

Così, muri leggeri hanno l'intrinseco potenziale per molto più alto
spettacolo che muri massicci dovuto alla loro inerzia termale e più bassa. Questo
comunque, non voglia dire necessariamente che una volontà di stufa leggera automaticamente
salvi energia o che una stufa massiccia cannot. Per un peso leggero
coltivi in serra riscaldata salvare energia la sua perdita di calore all'esteriore deve essere minimizzato anche
ed il convective e trasferimento di calore raggiante alla sua pentola devono essere ottimizzati.
Al contrario., stufe massicce possono e qualche volta salvano energia nonostante loro
muro grande losses. Tali stufe possono salvare energia se il convective e
trasferimento di calore radiante alla pentola è ottimizzato attentamente.

Perdite di Muro che riducono

Se un muro singolo e leggero (il metallo) stufa è annerita pesantemente e sooted

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sul fuori della sua perdita di calore esteriore può essere piuttosto grande (Figura 5). Questo
perdita di calore è dovuta all'emissione di energia raggiante (veda Appendice C) e
può essere ridotto levigando chimicamente o meccanicamente o rivestendo il
superficie esteriore per lasciare un finish. metallici e brillanti Anche se tale fine
avere appello commerciale, la sua efficacia nel ridurre la volontà di perdita di calore
duri solamente così lungo come è tenuto relativamente pulito e libero di fuliggine e
arrugginisca, etc. che dovrebbe essere notato che vernici la maggior parte di, anche vernice bianca, volontà
davvero aumenti la perdita di calore raggiante da una stufa e debba essere
evitato; la superficie deve essere metallica per decrescere perdita di calore raggiante.

Lighweight stufe di muro singole sono facili costruire, è costo basso, e
abbia relativamente spettacolo alto quando convective scaldano trasferimento è ottimizzato.
Durante uso loro possono avere comunque, piuttosto caldi sul fuori e può

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bruci l'utente così come sia incomodo per usare (Tavola 3) . per ridurre calore
perdita e così riduce questo azzardo, entrambi costruzione di muro duplice o
insulants leggeri come fiberglass o vermiculite possono essere usati.

Costruzione di muro duplice con metallo può ridurre da solo significativamente calore
perdita (Figura 5), disagio di utente, e l'azzardo di scottature (Tavola 3). Il
muro duplice serve due funzioni nel ridurre calore loss. First, il morto
arie spaziano tra i due muri è un isolatore modestamente buono. che deve
comunque, sia notato che aumentando la grossezza di questo spazio di aria morto
non migliori il suo value.