Усовершенствованные кухонные плиты (ICS) - это печи, работающие на биомассе , которые предназначены для замены традиционных кухонных плит и открытого огня в условиях нехватки энергии и приготовления пищи . По состоянию на 2020 год более 2,6 миллиарда человек в развивающихся странах не имеют доступа к чистому, современному топливу и технологиям для приготовления пищи и поэтому полагаются на сжигание загрязняющих видов топлива, таких как древесина, навоз, уголь или керосин для приготовления пищи. [1]
По сравнению с традиционными кухонными плитами, ICS обычно более экономичны и направлены на снижение негативного воздействия на здоровье, связанного с воздействием токсичного дыма. [2] Систематический обзор 2020 года показал, что использование ICS привело к умеренным улучшениям с точки зрения артериального давления, одышки, выбросов канцерогенных веществ и сердечно-сосудистых заболеваний, но не улучшило исходы беременности или здоровье детей. [3]
По состоянию на 2016 год ни одна из широко доступных печей на биомассе не соответствовала стандартам чистой кулинарии, определенным Всемирной организацией здравоохранения. [4] Тем не менее, ICS являются важным промежуточным решением, когда развертывание полностью «чистых» решений, использующих электричество, газ или спирт, менее целесообразно. [5]
Причины использования
По состоянию на 2020 год более 2,6 миллиарда человек в развивающихся странах обычно готовят пищу, используя такие виды топлива, как древесина, навоз , уголь или керосин . Сжигание этих видов топлива в открытом огне или традиционных печах вызывает опасное загрязнение воздуха в помещениях , приводя к примерно 3,8 миллионам смертей ежегодно по данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), а также способствует возникновению различных проблем со здоровьем, социально-экономических и экологических проблем.
Воздействие на здоровье сконцентрировано на женщинах, которые, вероятно, несут ответственность за приготовление пищи, и на маленьких детях. [6] Работа по сбору топлива подвергает женщин и детей риску с точки зрения безопасности и часто требует 15 или более часов в неделю, ограничивая их время для учебы, отдыха и оплачиваемой работы. [6] Серьезный ущерб окружающей среде на местном уровне, включая опустынивание , может быть вызван чрезмерной заготовкой древесины и других горючих материалов. [7]
С точки зрения здоровья самые чистые кухонные помещения обычно работают от электричества, сжиженного нефтяного газа (СНГ), природного газа по трубопроводам (PNG), биогаза, спирта или солнечного тепла. [8] Лучшие в своем классе печи- газификаторы с вентилятором , сжигающие гранулы биомассы, могут быть классифицированы как чистые кухонные принадлежности, если они правильно эксплуатируются и гранулы имеют достаточно низкий уровень влажности, но эти печи не являются широко доступными. [9]
По состоянию на 2016 год ни одна из широко доступных печей на биомассе не соответствовала рекомендованным Всемирной организацией здравоохранения пределам выбросов для домашнего использования в помещении. [4] Однако «улучшенные» кухонные плиты, сжигающие биомассу более эффективно, чем традиционные печи, являются важным временным решением в областях, где внедрение более чистых технологий менее целесообразно.
Преимущества
Улучшенные кухонные плиты более эффективны, а это означает, что пользователи печи тратят меньше времени на сбор дров или другого топлива, при этом сокращается вырубка лесов и загрязнение воздуха. Однако закрытая печь может привести к образованию большего количества сажи и сверхмелкозернистых частиц, чем при открытом огне. [10] Некоторые конструкции также делают печь более безопасной, предотвращая ожоги, которые часто возникают, когда дети натыкаются на открытый огонь.
Повышение эффективности ICS не обязательно приводит к значительному снижению рисков для здоровья [11], потому что для определенных условий, таких как детская пневмония , взаимосвязь между уровнями загрязнения и воздействием на организм, как было показано, является нелинейной . Это означает, например, что снижение воздействия на 50 процентов не уменьшит вдвое риск для здоровья. [9] Систематический обзор 2020 года показал, что использование ICS привело к умеренным улучшениям с точки зрения артериального давления, одышки, выбросов канцерогенных веществ и сердечно-сосудистых заболеваний, но не улучшило исходы беременности или здоровье детей. [12]
Вызовы
В настоящее время в мире действует более 160 программ внедрения кухонных плит. Несколько тысяч человек из программы внедрения кухонных плит распределяют печи в определенных областях. Это связано с высокой стоимостью альтернативных печей, неисправностью кухонных плит и отсутствием понимания, а также важности гендерных ролей и обсуждения вопроса о принятии альтернативных технологий кухонных плит. Отсутствие включения женщин в процесс принятия решений в домашнем хозяйстве, поскольку они в основном несут ответственность за уход за детьми и приготовление еды, может привести к сокращению использования более совершенных кухонных плит.
Усилия по исследованиям и внедрению часто проводятся при недостаточной координации с поддерживающими организациями, что во многих случаях приводит к широкому внедрению так называемых «улучшенных» печей, которые иногда не оправдывают обещаний по сокращению загрязнения воздуха в помещениях. Усилия по внедрению кухонных плит часто приводили к неоднозначным результатам из-за сочетания технических и социальных сложностей, связанных с проектированием альтернативных печей, а также личных и культурных предпочтений целевых сообществ, занимающихся улучшением.
Несмотря на то, что чистые кухонные плиты могут помочь снизить загрязнение воздуха в помещении, традиционные методы приготовления пищи часто продолжают использоваться из-за культурных традиций, скорости приготовления, а также сохранения уникальных ароматов. В больших семьях, где необходимо готовить большое количество пищи, некоторые исследователи наблюдали, как одновременно используются оба типа плит (традиционная плита и улучшенная плита). Если новая плита вводится в культуру, необходимо также рассмотреть методы обслуживания и ремонта. [13]
Существенные различия в выбросах и расходе топлива наблюдались в разных конструкциях кухонных плит, а также в условиях лабораторных и полевых испытаний. В настоящее время не существует стандартного механизма тестирования, чтобы установить истинное влияние альтернативных конструкций кухонных плит, а также описательного языка для воздействия. Исследования по тестированию печей не всегда последовательны и зависят в значительной степени от дисциплины исследователей и их научной специализации. [14] [2]
Типы
Печь из кирпича и раствора
Появилось множество новых кирпичных и минометных печей. Большинство новых конструкций включает камеру сгорания, которая есть в ракетной печи . Ограничивая горение изолированным и закрытым пространством, печи повышают внутреннюю температуру и, таким образом, достигают более полного сгорания. Это позволяет меньшему количеству топлива гореть более горячим, производя при этом меньше золы и дыма. [15] Justa Stove - это простая печь на биомассе, построенная вокруг изолированной коленчатой камеры сгорания, которая обеспечивает более интенсивное тепло и более чистое горение, чем открытый огонь, а это означает, что она потребляет меньше топлива, чем трехкаменная печь.
Усовершенствованная печь Justa Stove, совместно разработанная некоммерческой организацией Proyecto Mirador и Исследовательским центром Апровечо под названием "Dos por Tres", распространяется в Гондурасе. По состоянию на 2011 год установлено более 20 000 печей. Dos por Tres был зарегистрирован как проект 690 и сертифицирован фондом Gold Standard Foundation по сокращению выбросов парниковых газов на 2,7 тонны в год. Всю документацию Proyecto Mirador, связанную с подтверждением этих сокращений, можно просмотреть в реестре проекта Gold Standard. [16]
Печь Justa Stove [17] была развернута в Гондурасе компаниями Trees, Water & People и ADESHA, за что они совместно выиграли премию Ashden в 2005 году. [18] Eco Stove и печь Patsari имеют общие преимущества с печью Justa Stove, и также используются в Центральной Америке. Их сторонники утверждают, что эти печи используют примерно 1/3 топлива, необходимого для традиционных трех каменных печей, уменьшая ежедневный труд, затрачиваемый на сбор дров, а также предотвращая вырубку лесов. В то же время он использует дымоход для отвода дыма через крышу. [19] Это практически исключает приготовление дыма в доме, предотвращая респираторные проблемы у пользователей. Различные группы запустили программы по предоставлению таких печей или поощрению производства печного оборудования, включая определенные Ротари-клубы; Деревья, вода и люди; [20] и организаций, нацеленных на сохранение дикой природы путем предотвращения вырубки лесов.
Глинобитная печь Lorena
Предшественником печей Justa / Eco / Patsari была саманная плита Lorena . Она была спроектирована как простая в сборке кухонная плита для использования в Центральной Америке , которую можно было производить на месте из материалов. Название Lorena Stove происходит от сочетания двух испанских слов lodo и arena (что означает грязь и песок), поскольку печи были комбинацией [ требуется пояснение ] этих двух. Печь Лорена - это закрытая печь из утрамбованной земли с пристроенным к ней дымоходом. [21]
Печь Lorena была спроектирована с ошибочным мнением, что утрамбованная земля будет действовать как изоляция ; было принципиальное непонимание разницы между массой и изоляцией . Хорошая изоляция препятствует прохождению тепла; тепловая масса делает наоборот, она поглощает тепло. Испытания показали, что утрамбованная земля, используемая в печи Lorena, поглощает тепло, которое следует направлять на приготовление пищи.
Однако это «отработанное» тепло излучается внутрь конструкции, обеспечивая более эффективное отопление, чем открытый огонь (недостаток в жаркую погоду). Печь Lorena также можно использовать для сушки одежды, поскольку ее масса медленно остывает после того, как огонь погаснет.
Дизайнеры Апровечо заявляют: «Lorena проверялась на протяжении многих лет многими исследователями, и в целом было установлено, что она использует больше дров, чем открытый огонь в помещении. У печи есть и другие характеристики. Ее дымоход выводит дым из кухни и это очень нравится. Это красивое и приятное дополнение к дому. Это невысокая стоимость, и ее может отремонтировать и даже построить владелец дома. Но это не печь для экономии топлива или с низким уровнем выбросов ». В более поздних проектах утрамбованная земля была заменена термоизоляцией, например, пемзой или ясенем.
Кения Керамика Джико
С самого начала соответствующего технологического движения одной из основных целей было создание доступной печи, которая была бы более эффективной, чем универсально используемый трехкаменный огонь для приготовления пищи. Кения Керамическая Jiko является одним из улучшенных печей.
Древесный уголь - стандартное топливо для приготовления пищи в Восточной Африке. Традиционно его сжигали в металлической печи или «дзико», как печи называют на языке суахили . KCJ - это традиционный дзико с керамической подкладкой. Первоначальная модель имеет отличительную форму, отличную от традиционной цилиндрической дзико, с верхом и низом одинакового диаметра, сужающимися под углом примерно 30 градусов к талии.
Санджа Чулха / Земляная печь / Печь Сурья
С 1999 года инженерная компания под названием Nishant Bioenergy (P) Limited в Северной Индии разрабатывает, проектирует, производит и продает печи, работающие на брикетах и гранулах, работающие на брикетах и гранулах. Они полезны для промышленного приготовления пищи и предназначены для сжигания гранул и брикетов биомассы. Брикеты из биомассы можно изготавливать из любых сельскохозяйственных или лесных остатков со связующими веществами или без них, а гранулы изготавливаются с добавлением связующего вещества или без него.
Компания получила национальное и международное признание за свои усилия, в том числе премию Эшдена в 2005 году [22], премию PCRA-2001 и многообещающую практику ООН-2006.
Nishant Bioenergy разработала свою первую плиту в 1999 году и получила название Sanjha Chulha (общественная кухонная плита), которая представляет собой «общественную кухонную плиту», предназначенную для использования с несколькими кастрюлями и резервуаром для горячей воды в качестве комбинированного приготовления пищи. Название печи происходит от деревенской традиции, в которой женщины готовили все свои чаппати / роти (индийский хлеб) на « Санджха Чулха », коммунальной глиняной плите, которую использовали все. Печь была разработана Рамешем К. Нибхориа, который также разработал Earth Stove для приготовления пищи и жарки в одной кастрюле. Earth Stove имеет две модели: одна с фиксированной подачей пеллет, а вторая с автоматической системой подачи пеллет. Земляная печь с автоматической системой подачи пеллет является очень инновационной и имеет контроль интенсивности нагрева от нуля до полной, как для сжиженного нефтяного газа. Новый дизайн подается на патенты, а также регистрируется по законам о копировании.
Плита Сурья от Nishant биоэнергии работает на пудрой биомассы , таких как древесные опилки или любой другой биомассы , которая имеет уровень содержания влаги 15%. Печь имеет автоматизированную систему подачи топлива (связанную с терморегулятором) и систему очистки от золы. Он имеет регулятор температуры для предварительной установки температуры среды для приготовления / жарения. Он специально разработан для жарки в пищевой промышленности, а также для контролируемого горячего воздуха.
Проект Сурья
В рамках проекта Surya , разработанного Институтом океанографии Скриппса в Калифорнийском университете, были проведены полевые испытания улучшенных кухонных плит и их модификаций на пилотной фазе, которая сейчас завершена, а результаты опубликованы в Интернете. [23] Project Surya также запустил пилотный проект углеродного кредита (C2P2), чтобы изучить, может ли вознаграждение женщин напрямую финансовыми средствами с углеродных рынков за использование усовершенствованных печей значительно способствовать внедрению печей, испытанных в полевых условиях.
Сборные печи
Печь Ecocina была разработана StoveTeam International и производится в центральном месте из цемента, пемзы, и керамической плитки. Он напоминает большой цветочный горшок со стальной варочной поверхностью, в которую также можно поместить горшок. [24] Он был создан волонтером, который заметил большое количество респираторных заболеваний и ожогов у пациентов в Гватемале. Его активно производят в таких странах, как Гватемала, Сальвадор, Гондурас, Никарагуа и Мексика. В отличие от своих аналогов из кирпича и раствора, печи Ecocina не имеют дымохода и производятся на заводе на заднем дворе. Затем их помещают в дом на стол или другую приподнятую поверхность. Как и его аналог из кирпича и раствора, печь Ecocina использует камеру сгорания ракетной печи и обещает сокращение потребления дров и количества дыма, выделяемого в дом. Он также остается прохладным на ощупь, предотвращая ожоги.
Бейкерские печи
Кухонная плита Baker была разработана Top Third Ventures и спроектирована Клаессоном Койвисто Руне . Он призван подчеркнуть эстетическую привлекательность, удобство использования и культурное соответствие. Целевой группой потребителей являются сельские домохозяйства в Кении. Кухонная плита Baker состоит из металлических компонентов. Теплоизоляция и механизм принудительного воздушного потока приводят к более высокой температуре горения и более безопасному и чистому приготовлению пищи по сравнению с традиционным огнем с тремя камнями. [25]
Турбо-печи
В некоторых новых металлических печах используются функции турбонаддува, при которых воздух, вдавливаемый в печь или завихряемый, затем значительно увеличивает эффективность сгорания.
Плита Люсии , разработанная Всемирной Печь [26] использует закрученный образцы воздуха для горения изменения и была экономично. World Stove продает его как часть более крупного решения по защите окружающей среды, поскольку он улавливает углерод и тем самым снижает количество углерода в атмосфере от приготовления пищи. Он производит биоуголь, который затем возвращается в почву. [24]
Turbococina Печь была разработана в Сальвадоре Рене М.Н. Suarez; [27] название происходит от термина «Turbocombustión», который представляет собой новый метод сжигания, при котором во время горения поддерживается как можно более низкая температура, чтобы препятствовать образованию таких загрязнителей, как NOx; альтернативой является снижение концентрации кислорода ниже стехиометрического требования. Turbococina обещала положительные результаты за счет использования более высокого давления для снижения температуры сгорания, но его высокая стоимость производства (нержавеющая сталь) и использование электричества не позволили запустить его в производство. В настоящее время это не представляется экономически жизнеспособным.
Печи BioLite
BioLite HomeStove было сделано , чтобы заменить открытый огонь для приготовления пищи. Его конструкция преобразует тепло в полезную электроэнергию для питания вентилятора, что снижает потребность в топливе на 50%, токсичный дым примерно на 95% и выбросы черного углерода на 91%. Количество CO 2, сэкономленное за год одной печкой, эквивалентно сумме, сэкономленной при покупке гибридного автомобиля. [28] Эффекты вырубки леса уменьшаются, и люди тратят меньше времени на сбор дров для открытого костра, и время восстанавливается. Оставшуюся автономную энергию, которая не питает вентилятор, можно затем использовать для зарядки портативных устройств через порт USB, таких как сотовые телефоны и светодиодные фонари. [29] [30]
Современные кухонные плиты на биомассе
Есть два основных типа современных печей на биомассе [31], которые могут достигать высоких уровней производительности; [32] печи с принудительной подачей воздуха и печи-газификаторы, обе из которых могут работать на переработанной или сырой биомассе.
- Печи с принудительной подачей воздуха имеют вентилятор, который питается от батареи, внешнего источника электроэнергии или термоэлектрического генератора . Этот вентилятор нагнетает в камеру сгорания высокоскоростные воздушные струи небольшого объема, что при оптимизации приводит к более полному сгоранию топлива.
- Печи-газификаторы заставляют газы и дым, возникающие в результате неполного сгорания топлива, такого как биомасса, обратно в пламя кухонной плиты, где тепло пламени затем продолжает сжигать частицы дыма до тех пор, пока не произойдет почти полное сгорание, что снижает выбросы. Типичные печи-газификаторы известны как печи Top Lit Updraft (TLUD), потому что некоторое количество топлива зажигается сверху печи, заставляя горючие продукты проходить через фронт пламени перед выбросом в воздух.
Смотрите также
- БиоЛайт
- Хобо-плита
- Энвирофит
- Загрязнение воздуха внутри помещений в развивающихся странах
- Список печей
- Ло Трау
- Многотопливная печь
- Переносная плита
- Ракетная печь
- Шичирин
- Сигри (плита)
- Устойчивая энергия
Рекомендации
- ^ «Доступ к чистой кулинарии - ЦУР 7: данные и прогнозы - Анализ» . МЭА . Октябрь 2020 . Проверено 31 марта 2021 .
- ^ a b Галл, ET, Картер, EM, Мэтт Эрнест, C., & Stephens, B. (2013). Загрязнение воздуха внутри помещений в развивающихся странах: потребности в исследованиях и внедрении для улучшения глобального общественного здравоохранения. Американский журнал общественного здравоохранения, 103 (4), e67-e72.
- ^ Пратити, Ребекка; Вадала, Давид; Калиныч, Зирка; Суд, Парул (28 апреля 2020 г.). «Влияние на здоровье домашнего хозяйства загрязнения воздуха, связанного с кухонными плитами из биомассы, в странах с ограниченными ресурсами и его смягчение за счет улучшения кухонных плит» . Экологические исследования . 186 : 109574. DOI : 10.1016 / j.envres.2020.109574 . ISSN 1096-0953 . PMID 32668541 .
- ^ a b Всемирная организация здравоохранения, 2016 г. , стр. 88.
- ^ Всемирная организация здравоохранения, 2016 г. , стр. 12.
- ^ a b Всемирная организация здравоохранения, 2016 г. , стр. VII – XIV.
- ^ Тестер 2012 , стр. 504.
- ↑ Всемирная организация здравоохранения, 2016 г. , стр. 25–29.
- ^ a b ESMAP 2020 , стр. 19.
- ^ Умайр Ирфан (5 апреля 2013 г.). «Исследование показало, что улучшенные кухонные плиты решают одну проблему выбросов, но создают другую» . ClimateWire E & E Publishing . Проверено 5 апреля 2013 года .
- ↑ Всемирная организация здравоохранения, 2016 г. , стр. 11–12.
- ^ Пратити, Ребекка; Вадала, Давид; Калиныч, Зирка; Суд, Парул (28 апреля 2020 г.). «Влияние на здоровье домашнего хозяйства загрязнения воздуха, связанного с кухонными плитами из биомассы, в странах с ограниченными ресурсами и его смягчение за счет улучшения кухонных плит» . Экологические исследования . 186 : 109574. DOI : 10.1016 / j.envres.2020.109574 . ISSN 1096-0953 . PMID 32668541 .
- ^ Rhodes, Evelyn L .; Драйбелбис, Роберт; Класен, Элизабет; Найтани, Неха; Балиддава, Джойс; Меня, Дианы; Хатры, Субарна; Леви, Стефани; Тильш, Джеймс М. (октябрь 2014 г.). «Поведенческие установки и предпочтения при приготовлении пищи с использованием традиционных печей на открытом огне в Перу, Непале и Кении: последствия для улучшенного использования кухонных плит» . Международный журнал исследований окружающей среды и общественного здравоохранения . 11 (10): 10310–10326. DOI : 10.3390 / ijerph111010310 . ISSN 1661-7827 . PMC 4210980 . PMID 25286166 .
- ^ «Исследования и оценка» . Глобальный альянс за чистые кухонные плиты . Проверено 27 октября 2017 .
- ^ "cabintec.net" (PDF) . Stovetec.net . Проверено 28 октября 2018 года .
- ^ «Архивная копия» . Архивировано из оригинала на 2011-10-07 . Проверено 16 ноября 2011 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
- ^ Эшден (25 февраля 2008 г.). «TWP / AHDESA, Гондурас, Топливосберегающие печи» . YouTube . Проверено 28 октября 2018 года .
- ^ «Печь Justa получает награду Ashden Award» . Ashdenawards.org . Архивировано из оригинального 27 сентября 2011 года . Проверено 28 октября 2018 года .
- ^ "green-trust.org" (PDF) . Green-trust.org . Проверено 28 октября 2018 года .
- ↑ Деревья, вода и люди, заархивированные 30 октября 2010 г., в Wayback Machine.
- ^ Руководство по изготовлению бытовых печей ; bioenergylists.org
- ^ «Премия Эшдена компании Nishant Bioenergy» . Ashdenawards.org . Архивировано из оригинального 21 октября 2011 года . Проверено 28 октября 2018 года .
- ^ Aprovecho Research Center Test-Results-Cookstove-Performance.pdf Архивировано 24 сентября 2015 г. на Wayback Machine
- ^ а б «YouTube» . Youtube.com . Проверено 28 октября 2018 года .
- ^ «JAM With Chrome позволяет создавать цифровые мелодии с друзьями» . Fastcoexist.com . 8 ноября 2012 . Проверено 28 октября 2018 года .
- ^ https://biochar-international.org/worldstove/
- ^ Рене М.Н. Суарес, Патент США 6651645
- ^ «Домашняя плита BioLite» . Дизайн для улучшения жизни. Архивировано из оригинала на 2012-06-30 . Проверено 26 июня 2013 .
- ^ «MICROGRID ENERGY УПРАВЛЯЕТ ОТКРЫТИЕМ ИННОВАЦИЙ УСТОЙЧИВОГО БРЕНДА» . Быстрая компания. 11 июня 2010 г.
- ^ «Премия OWPG Derryck Draper присуждается компании BioLite Campstove» . OWPG. 18 октября 2012 г.
- ^ Глобальный альянс за чистые кухонные плиты - Технология кухонных плит
- ^ «Улучшенные чистые кухонные плиты» . Просадка проекта . 2020-02-07 . Проверено 4 декабря 2020 .
Источники книг
- Всемирная организация здравоохранения (2016 г.). Жгучая возможность: чистая энергия в домах для здоровья, устойчивого развития и благополучия женщин и детей . Женева, Швейцария.
Внешние ссылки
- Улучшенный портал кулинарной энергии от Energypedia