дърва огрев

J.D. Кейта е регионален служител по горите на ФАО в Регионалното бюро за Африка, Акра, Гана.

В тази статия авторът представя сравнение по точка на енергопроизводството и потреблението на дърва за огрев и дървени въглища, използвани като вътрешно гориво, изследва последиците от своите констатации за горската политика и предлага начини, по които това задоволяване на енергийните нужди може да допринесе за по-добро управление и производство на горите в региона.

В африканските судано-сахелски страни задоволяването на вътрешните енергийни нужди е основният проблем за горския сектор.

· Дървата за огрев са основният източник на битова енергия в цялата Судано-Сахелска област в Африка. В някои случаи се изгаря директно, а в други първо се превръща във въглен.

Тъй като населението нараства и урбанизацията продължава да нараства, нарастват и нуждите от дърва за огрев в градските райони. Това ще има важни последици за управлението на горските ресурси. От една страна, това ще обложи тези ресурси още повече. От друга страна, тя може също така да отвори нови възможности за по-добро управление на горите, като предлага икономически стимули, които досега не са били на разположение.

Тази статия разглежда възможния начин да се възползвате от тези възможности, като първо сравнявате относителните предимства на въглищата и дървата за огрев от енергийна гледна точка, а след това посочва последиците от увеличеното използване на въглища в градските райони за горската политика.

Имайте предвид, че изборът ви на гориво се влияе от много фактори, включително наличност, цена, традиция и лични предпочитания. В крайна сметка тези фактори също трябва да бъдат взети предвид при оценката на избора на гориво, въпреки че пространството на тази статия не позволява задълбочен преглед.

Трябва също да се отбележи, че сравнението между енергийните опции непременно се свежда до относително тесен диапазон от променливи, за да се улесни експозицията. На практика условията могат да бъдат много различни по отношение на елементи като влажността на дървесината, наличната технология, ефективността на печките и т.н. Следователно, представените по-долу резултати са предназначени да илюстрират основните принципи, но не представляват пълния възможен обхват.

Тогава въпросът е кой е по-добър от енергийна гледна точка: дърва за огрев или въглища. И двамата имат своите защитници. Поддръжниците на директното изгаряне на дърва твърдят, че производството на въглища губи много енергия. Поддръжниците на въглищата отговарят, че това твърдение не отчита факта, че енергийният добив на въглища е много по-голям от този на същото тегло дърва за огрев. Следователно първо трябва да се установи истински енергиен баланс на процеса, за да се определи дали превръщането на дърва за огрев във дървени въглища, вместо да се използва директно, обикновено е загуба на енергия.

Независимо дали се използват дърва за огрев или дървени въглища, те се нуждаят и от други форми на енергия, а в развиващите се страни, които не произвеждат петрол, разходите за внос трябва да се вземат предвид във всички аспекти на икономическия живот. По този начин, преди да се направят каквито и да било заключения относно възможните последици за политиката в областта на горите, също така е необходимо да се сравнят дървените горива и дървените въглища от гледна точка на потреблението на вносни изкопаеми горива, необходими, за да бъдат тези енергийни източници достъпни за потребителите.

В следващите изчисления се приема, че калоричността на горивата обикновено е около 3500 kcal/kg, когато е зелена. Сухите дърва за огрев могат да дадат 4500 до 4770 ккал/кг. В случай на въглен, калоричността е около 7500 kcal/kg, с малки вариации. На петролните продукти е определена средна стойност от 10 000 kcal/l.

Таблица 1. Енергийна стойност на дървесината и въглищата

Калорична стойност

Wood Rend. срок 8%

Дървени въглища. срок 28%

Таблица 2. Кипване на вода в различни видове печки

Вид печка

Използвана топлина (%)

Теоретични икономии на дървесина

От три камъка

От Нигерия-Мадагаскар

Подобрен металик

Подобрена керамика

Когато се използват горива като дърва за огрев, въглища и масло, всъщност се използва само част от общата енергия в горивото. Тази полезна част от енергията се нарича добив на термоенергия и се изразява като процент от общата налична енергия в килограм суровина. Например, ако за готвене се използва неефективна печка, образувана от три камъка, се използват само 8 процента от енергията, съдържаща се в килограм дърва за огрев, а добивът на термоенергия при тази конкретна употреба на дърва за огрев е 8 процента. Използването на по-ефективна печка би увеличило добива на термоенергия от същия килограм дърва за огрев, тъй като би приложило по-голям процент от общата енергия за процеса.

Теглото на стерео (кубичен метър) дърва за огрев варира значително; 200 kg в случай на усукани клони на Sahelian храсти, до 600 kg в случай на добре оформени стволове, получени при разчистване. И накрая, средният добив на карбонизация (производство на дървени въглища) варира от 16 до 30 процента от теглото на суровината, т.е. един кг дърва за огрев произвежда 0,16 до 0,30 кг дървени въглища. Колкото по-суха е използваната дървесина, толкова по-висок е добивът.

Въпреки че енергията се губи при карбонизация, произведените въглища имат по-висок добив от дървата за огрев. По този начин добивът на термоенергия за дърва за огрев е средно 8% и дори може да спадне до 5% с популярната печка с три камъка, използвана в Африка. Типичната печка на дървени въглища има термоенергиен добив от 23 до 28 процента.

Като цяло може да се каже, че с въглища се губи по-малко енергия, отколкото с дърва за огрев, ако полезната енергия, получена от един кг дърва, използвани директно, е по-малка от полезната енергия, получена от същия кг дърва за огрев, превърнати във въглища. Всъщност един кг дърва за огрев произвежда 3500 kcal/kg x 0,08 (термоенергиен добив) = 280 kcal; един кг дърва за огрев, трансформирани във въглища (с добив на карбонизация 20 процента), произвежда 1 х 0,20 х 0,28 (термоенергиен добив) х 7500 ккал/кг = 420 ккал. Има нетна загуба от 140 kcal енергия, ако вместо да се трансформират дърва за огрев във дървени въглища (дори и с нисък добив на карбонизация от 20%), те се използват директно в печка с 8% или по-малко използване. Разбира се, това е само един пример, който илюстрира един от проблемите с използването на дърва за огрев или въглища.

Поредица от симулации могат да бъдат извършени чрез модифициране на калоричността на дървата за огрев, топлинната ефективност на използването и добива на карбонизация (Таблица 1). Според предположенията, на които се основават данните в тази таблица, за да има горивата същите ползи от енергийна гледна точка, когато се изгарят директно, както когато се трансформират във въглища, е необходимо да се постигнат термоенергийни добиви от 12,9, 3 и 8,8 процента, съответно, за калоричност на дърва за огрев от 3500, 4500 и 4770 ккал, което показва, че готвенето със сухи дърва за огрев е по-ефективно и удобно от готвенето с мокри дърва за огрев.

Ако, от една страна, е възможно да се получи карбонизационен добив от 30 процента и термоенергиен добив от дървени въглища от 40 процента, би било необходимо да се използват дърва за огрев с добив от 25,7 процента, така че тази употреба да има Същите предимства като дървените въглища, ако приемем, че дървата за огрев имат калоричност 3500 kcal. При дърва за огрев от 4500 и 4700 ккал калоричност тези граници на производителност ще бъдат съответно 20 и 18,8 процента. При изгаряне на дърва за битови цели е много рядко да се получи такава висока ефективност, ако изобщо някога.

През последните години в Африка има няколко проекта за намаляване на потреблението на горива. Кампанията за подобряване на печките произхожда от програми за борба с опустиняването, тъй като спестяването на дърва за огрев несъмнено допринася за тази борба. Следователно програмите за разпространение на подобрени печки са важен аспект на горската политика, особено в сухите райони.

Подобрените печки породиха много надежда, но предизвикаха и доста противоречия. Това е логично, тъй като има много различни елементи при използването на печки от домакини, освен факта, че „домакинята“ не е еднородна мерна единица.

Тук се залагат два основни въпроса: първо, каква е истинската ефективност на традиционния огън от три камъка и какви предимства наистина предлагат подобрените печки?

Силвен Страсфогел (1984), позовавайки се на резултатите от работата на хуманитарните организации, работещи в Уагадугу, Буркина Фасо, изтъква следните три точки:

· Моделите на голяма каменна печка с комин имат слабо представяне, главно защото домакините не могат да ги използват ефективно поради липсата на гъвкавост;

· Само подобрените подвижни метални или керамични печки позволяват определена ефективност;

За тези подвижни печки, Таблица 2 показва резултатите от лабораторните тестове за вряща вода.

Тези резултати не поставят под въпрос по-голямата ефективност на въглищата. В действителност, ефективността на 3-каменните печки при лабораторни тестове, което е 12,76%, може разумно да бъде намалена до 8% при практическа употреба; т.е. приблизително 40% загуба в сравнение с идеалните лабораторни условия. Изглежда ясно, че по-ефективните печки на дърва (като подобрената керамична) рядко постигат 20% ефективност.

Разходи за енергия в транспорта

Доставката на дърва за огрев или въглен за селските потребители не изисква транспорт на големи разстояния. Това не винаги се случва, когато доставките се извършват в градските райони. Транспортирането на гориво от производител до потребител включва значителни разходи за енергия, често получена от нефт. В енергийните бюджети също е необходимо тези разходи да бъдат взети под внимание. Общият израз на уравнението е прост: енергията, използвана за транспортиране на дърва за огрев или въглища, трябва да бъде по-малка от транспортираната енергия.

Транспортирането на дърва за огрев или дървени въглища до африканските градове често се извършва със стари камиони, въпреки че определено количество се транспортира и на главата, с велосипед или с каруци. Трудно е да се определят средните условия за използване на такива превозни средства. Като пример може да се вземе организираният транспорт на двете горива с автопарк от камиони. Камионите на управлението на горите и производствената операция на Службата за горите и водите в Бамако, Мали, консумират средно 37 литра гориво на 100 км и транспортират средно 16 дървени стереосистеми на път. При тези условия транспортираната енергия е 3500 kcal/kg x 325 (kg на стерео) x 16 стереосистеми = 18.6 x 10 6 килокалории. Прилагане на коефициента 8; процента топлинна ефективност, общият размер е 1,48 х 10 6 ккал полезна енергия за готвене.

Енергията, използвана за транспорт, е 37 l/100 km x 10 000 kcal = 3700 kcal/km. Двете количества енергия са равни за пътуване от 400 км. но тъй като превозните средства винаги се връщат празни, максималното транспортно разстояние се намалява наполовина, т.е. 200 км. Следователно, когато това разстояние е надвишено, се използва повече енергия, отколкото произвежданата от транспортираните дърва за огрев. Освен това такова разстояние е много оптимистично, тъй като камионите понякога отчитат среден разход от 75 литра гориво на 100 км. което намалява разстоянието на доставките до 100 км. По този начин, чрез подобряване на топлинната ефективност на използване, разстоянието на подаване може да бъде увеличено. В случай на въглен, ако той се използва с добив от 28 процента, консумираната за транспорт енергия и транспортираната енергия са еднакви на разстояние от около 2000 км. т.е. разстояние на захранване от 1000 км. Чрез подобряване на производителността на тези въглища до 40 процента, трасето ще бъде 3000 км. тоест възможно разстояние за доставка от 1500 км. Резултатите не се нуждаят от коментар: въгленът дава възможност за транспортиране на енергията, необходима на африканските градове, на много по-големи разстояния.

Цената на петрола

В страни, които не произвеждат нефт с големи населени места - като Сенегал и Судан - използването на дървени въглища вместо дърва за огрев може значително да намали разходите за петрол при транспортирането. Да вземем например случая с Дакар, Сенегал, град с повече от 1 милион жители, където годишното потребление на дървени въглища през 1979-80 е около 100 000 тона, 95 процента от които се транспортират с камиони.

Оценявайки общия среден добив на карбонизация в Сенегал на 16 процента (Otchun, 1983), 95 000 тона въглища, транспортирани с камион, могат да се считат за 593 750 тона дърва за огрев, т.е. 1826 926 стереосистеми (една стереосистема = 325 кг). Ако този обем дърва за огрев се транспортира в камионите на службата за вода и гори в Мали, това би било еквивалентно на 114 182 товара в тези камиони, със средно разстояние 400 км. Това от своя страна би представлявало потреблението на 168 99036 литра гориво, или почти 6% от общия разход на бензин и дизел в Сенегал през 1978 г.

На практика разходът на гориво би бил по-голям, тъй като, както беше споменато по-горе, камионите често правят обратното пътуване празно.

При същите условия транспортирането на 95 000 тона въглища изисква 3,515 000 литра гориво (камионите превозват средно 4 тона въглища). По този начин потреблението на петролни продукти би било пет пъти по-малко.

Текущите цени на дърва за огрев и въглища благоприятстват тяхното потребление в градовете. Всъщност, ако се има предвид полезна енергия, калориите, произведени от въглища, са по-евтини от тези, произведени от дърва за огрев.

Например в Уагадугу през 1979 г. цената на 1 кг дърва за огрев е FCFA 14, а цената на 1 кг дървени въглища FCFA 60. Ако потребителят на дървени въглища от Уагадугу използва този продукт с 28 процента термичен добив, калориите ще струват (60/7500 х 28 процента) = 0,028 FCFA. Вместо това, калориите, получени от дърва за огрев, ще струват (14/3500 x 8 процента) = 0,05 FCFA или почти двойно.

Ето още един пример:

В Сенегал правителството определя цените на въглищата. Отделът по горите на тази държава съобщи, че цените в Дакар през 1978 г. са 70 FCFA за кг дърво и FCFA 25 за кг дървени въглища. В този случай калориите, произведени от въглен, са още по-евтини. Тази ситуация обаче е наистина ненормална, тъй като само дървата за огрев, използвани за производството на въглища, струват 125 CFAF, като се приема добив на карбонизация от 16% и цена от 25 CFAF за кг дърва за огрев. Следователно потреблението на дървени въглища представлява огромна субсидия от горския сектор за потреблението на енергия в Дакар.

Това е друг важен проблем, който не може да бъде разработен тук, но трябва да се подчертаят две съображения:

Ако цената на дървените въглища беше по-близка до реалните производствени разходи (поне до цената на дървата за огрев, необходими за производството им), вносният въглен от далечни райони би бил конкурентен, което би позволило организирането на търговията между планинските райони и районите на Савана и Сахел. Според проучване на ФАО от 1983 г. (Otchun) един килограм въглен, произведен в Кот д'Ивоар и транспортиран до Дакар, ще струва FCFA 114 в този град;

· Дори в страни, където правителството не определя цени на дървени въглища, все още има монополен контрол върху превозвачите и собствениците на камиони. Тази ситуация не е от полза за производителя на въглища, който всъщност е фермерът, който изпълнява тази задача през сухия сезон. Може би би било подходящо производителите на въглища да се организират в кооперации, за да получат повече ползи, първо, от работата, която вършат при производството на дървени въглища, и второ, от използването на техните дървесни ресурси за снабдяване с енергия на градското население. Необходимо е, по един или друг начин, да се предложи участие на земеделските производители, които да ги заинтересуват от управлението на горите.

В обобщение може да се посочи следното:

Ефекти върху горската политика

Всяко спестяване на енергия има последици за горите и околната среда, и по-специално за големите градове, където много високи концентрации на население задължително причиняват прекомерна експлоатация на горите. По същия начин възможността за получаване на въглища от райони, разположени на по-голямо разстояние, също може да намали натиска върху горските ресурси в близост до градските райони.

Решението да се насърчава използването на дървени въглища вместо дърва за горива не би довело до еднакви промени в горската политика в различните африкански страни на юг от Сахара, тъй като не всички от тях имат еднакви климатични условия и еднакви горски ресурси. Но промените в горската политика имат някои общи елементи:

Изпълнението на тази политика ще изисква засилване или започване на следните дейности:

Основният проблем в горския сектор в Субсахарска Африка в момента е снабдяването с по-голямата част от населението на домашна енергия и това ще продължи да бъде дълго време.

Поради обсъдените причини, ако повече дървени въглища се консумират в градските райони вместо дърва за огрев, може да се организира търговия на дълги разстояния с този продукт, с важни последици за управлението и управлението на горите по целия свят. Ще са необходими внимателни проучвания и планиране, особено в райони, където въгленът вече не е основното гориво.