«Мы систематически использовали уголь, затем атомную энергию, затем гидроэнергетику, затем геотермальную, солнечную и т. Д.,"говорит Набукалу, в настоящее время координатор проекта в Округе Колумбия Sustainable Energy Utility. "Вы понимаете, что чего-то не хватает. То, что у вас нет электричества, не значит, что у вас нет энергии."
Рето Гиере, профессор кафедры наук о Земле и окружающей среде, призвал ее исследовать древесный уголь в качестве источника энергии для ее заключительной статьи в своем курсе «Энергия, отходы и окружающая среда». Затем он помог ей получить финансирование для поездки в ее родную Уганду, чтобы продолжить работу над этой темой в качестве независимого проекта, который они совместно разработали. Набукалу и Гьер поделились результатами в статье, опубликованной в журнале Resources.
«Я африканец и лично использовал древесный уголь», – говорит Набукалу. "Это не весело использовать, приготовление пищи часто не является здоровым или приятным занятием, но это большая часть энергетического баланса.
Это не единственный источник, но это один из них."
В качестве шага к лучшему пониманию полного жизненного цикла древесного угля, от создания до потребления, Набукалу провел время на нескольких объектах в Уганде, где древесный уголь создается, продается, продается и потребляется. Она наблюдала и опрашивала участников на каждом из этих этапов, а также изучила литературу о производстве и использовании древесного угля во всем мире.
Гиэр и Набукалу поделились некоторыми ключевыми результатами этого исследования с Penn Today, которые проливают свет на недооцененный источник энергии.
Производство древесного угля поддерживает кочевой образ жизни
В местах, которые посетил Набукалу, люди добывали древесный уголь, вырубая деревья, складывая стволы и накрывая их ветками и листьями. Последний слой влажной почвы служит для удержания как можно большего количества кислорода при поджигании сваи. Таким образом, древесина подвергается пиролизу, а не сгорает, оставляя после себя углеродистый древесный уголь.
Эти печные установки создаются и используются только один раз. «В некоторых случаях это требует, чтобы люди, которые их используют, были кочевниками», – отмечает Гьер.
Действительно, некоторые опрошенные рабочие переехали в северную Уганду из центрального региона специально для того, чтобы иметь возможность производить древесный уголь. «Некоторые были предпринимателями, которые переехали сами, потому что думали, что деревья исчезают в более южных районах», – говорит Набукалу. "Но другие были наняты предпринимателями, у которых были неформальные компании для выполнения этой работы."
Производство древесного угля наносит серьезный ущерб окружающей среде, и его трудно регулировать
Несмотря на усилия правительства Уганды по регулированию производства древесного угля, в основном это происходит на частных землях, и поэтому подавить его практически невозможно. «Частично это связано с тем, что правительство имеет ограниченные полномочия на частной земле, но также существует высокий спрос на этот продукт», – говорит Набукалу. Она обнаружила, что соседняя Танзания попыталась наложить запрет, который длился всего пару недель, поскольку цены на древесный уголь резко выросли на быстро установившемся черном рынке.
Для землевладельцев разрешение на производство древесного угля на их территории может быть беспроигрышным.
Они могут пожелать расчистить землю для сельского хозяйства и могут пригласить производителей древесного угля на свою землю, получив часть выручки от возможной продажи продукта. Для производителей это дает им источник дохода без необходимости владеть землей.
Хотя этот тип мелкомасштабного производства древесного угля не предполагает сплошных рубок, он все же приводит к деградации лесов, поскольку вырубленные деревья вряд ли будут заменены.
Каждый год Африка производит 24.5 миллионов метрических тонн древесного угля, почти 60% мировых поставок. Кроме того, большая часть цепочки поставок является неформальной, без какого-либо надзора. Поскольку трейдеры продают древесный уголь далеко от источников, трудно отследить или количественно оценить, сколько на самом деле производится.
«Я думаю, что во многих отчетах сильно недооценивается, сколько древесного угля производится и используется», – говорит Набукалу.
Доступ к альтернативным источникам энергии не исключает использования древесного угля
Набукалу знал по собственному опыту, что доступ к электричеству не исключает использования древесного угля. «Это вопрос домашнего хозяйства», – говорит она. "При приготовлении пищи вы либо собираетесь использовать древесный уголь, за который уже заплатили, либо собираетесь включить газ или электричество, но вы не знаете, насколько высок будет счет."
В своем исследовании она обнаружила, что Египет, страна с разнообразным сочетанием современных источников энергии, по-прежнему остается ведущим производителем и импортером древесного угля.
Это верно не только в Африке, но и во всем мире.
«Взгляните на Европу: наличие широкого и надежного доступа к электроэнергии не остановило ее использование», – говорит она, отмечая, что Германия является ведущим импортером древесного угля в мире. «Вы можете спросить, – говорит Гьер, – действительно ли людям в Германии нужно его использовать?? Там он используется для воскресного барбекю в качестве топлива для отдыха, а в Уганде его используют для ежедневного приготовления пищи."
Готовить на древесном угле может быть опасно
Набукалу и Гьер отмечают влияние приготовления пищи на древесном угле для здоровья, особенно без надлежащей вентиляции.
«Сжигание биомассы любого вида, будь то дрова или древесный уголь, в замкнутом пространстве подвергает находящихся поблизости паров, содержащих газы и твердые частицы», – говорит Гьер. «Аналогичным образом, при производстве древесного угля в процессе пиролиза образуются пары, в том числе оксид углерода, диоксид углерода и метан, которые ухудшают качество воздуха в зоне, окружающей печи."
В ходе последующей работы Хоуп Эллиотт, студентка программы Пенна по программе «Магистр прикладной геологии», также работающая с Гиером, анализирует образцы древесного угля, собранного на Набукалу. В своем исследовании Эллиот определяет химический состав древесного угля и, как следствие, потенциальные последствия для здоровья его сжигания.