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Titelaufnahme

Titel
Implications of improved biofuel management for climate change : an LCA-based evaluation of biochar and charcoal in Kenyan smallholder farming / Petra Sieber
VerfasserSieber, Petra
Betreuer / BetreuerinDarnhofer, Ika ; Sundberg, Cecilia
ErschienenWien, 2016
Umfangx, 95 Seiten : Illustrationen, Diagramme, Karte
HochschulschriftUniversität für Bodenkultur Wien, Univ., Masterarbeit, 2016
Anmerkung
Mit deutscher Zusammenfassung
SpracheEnglisch
DokumenttypMasterarbeit
Schlagwörter (DE)Life Cycle Assessment, Global Warming Potential, verbesserte Kochöfen, Top-Lit Updraft Vergaserofen, feste Biomassebrennstoffe, Energieeffizienz
Schlagwörter (EN)Life Cycle Assessment, Global Warming Potential, improved cook stoves, top-lit updraft gasifier, solid biomass fuels, energy efficiency
Schlagwörter (GND)Kenia / Kleinbauer / Biomasse / Brennstoff
URNurn:nbn:at:at-ubbw:1-21910 Persistent Identifier (URN)
Zugriffsbeschränkung
 Das Werk ist frei verfügbar
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Implications of improved biofuel management for climate change [3.32 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Brennstoffknappheit, ineffiziente Kochtechnologie und degradierte Ackerböden gefährden die Lebensgrundlage kenianischer Kleinbauern. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, untersucht das Forschungsprojekt „Biochar and smallholder farmers in Kenya" den Einsatz von Vergaseröfen, die aus lokal verfügbarer Biomasse Pflanzenkohle produzieren und gleichzeitig Energie zum Kochen liefern. Während der Pyrolyseprozess Rohstoffverbrauch und schädliche Emissionen reduziert, kann der kohlenstoffreiche Rückstand entweder als Brennstoff zum Kochen (Holzkohle) oder in der Landwirtschaft zur Bodenverbesserung und Kohlenstoffbindung eingesetzt werden (Biokohle). Verbesserte Kochöfen, Holz- und Biokohle wurden in der Entwicklungsforschung vielfach aufgegriffen. Die vorliegende Arbeit trägt zu einer ganzheitlichen Evaluierung bei, indem sie (1) mehrere Ziele nachhaltiger Entwicklung; (2) alternative Brennstoffe und Einsatzmöglich-keiten; und (3) den Nutzungskonflikt zwischen Holz- und Biokohle einbezieht. Ausgehend von der Ökobilanz-Methodik vergleicht sie zwei Strategien für verbessertes Brennstoffmanagement mit der derzeitigen Praxis. Zu diesem Zweck wurde ein dynamisches Modell entwickelt, das neben Klimaauswirkungen auch Rohstoffbedarf, Bodenverbesserung und gesundheitsschädliche Emissionen bilanziert. Sowohl das Holzkole- als auch das Biokohle-System zeigen klare Vorteile gegenüber der Ausgangslage, unabhängig von Modellierungsansatz und Parameterwahl. Die Ausbringung von Pflanzenkohle auf Ackerböden ist aus agronomischer Sicht, aber auch für Raumluftqualität und Klimaschutz die beste Option. Sind Rohstoffe jedoch knapp und nicht nachhaltig geerntet, hat die Nutzung von Holzkohle als Energieträger den Vorteil eines geringeren Rohstoffbedarfs. In der Praxis sind nicht nur Unterschiede in Energieeffizienz und Bodenverbesserung, sondern auch Handhabung und Einsatzmöglichkeiten der Kochöfen entscheidend dafür, ob sich Pflanzenkohle für Kleinbauern als alltagstauglich erweist.

Zusammenfassung (Englisch)

Diminishing fuel sources, polluting cooking techniques and soil degradation compromise the livelihoods of Kenyan smallholder farmers. To address these challenges, the research project “Biochar and smallholder farmers in Kenya” studies the introduction of domestic gasifier stoves that produce char from locally available biomass, besides providing energy for cooking. While cleaner combustion reduces fuel consumption and detrimental emissions, the char can be used as an energy-rich fuel for cooking (i.e., charcoal), or as a soil amendment and means of carbon sequestration (i.e., biochar). Improved cook stoves, charcoal and biochar have been widely taken up in development research. Yet this thesis identifies three gaps in evaluation which it aims to fill by addressing (1) several goals of sustainable development; (2) alternative ways to source and convert biomass feedstocks; and (3) trade-offs between charcoal and biochar. Based on the Life Cycle Assessment methodology, two strategies of improved biofuel management are compared with the current practices. A dynamic model developed for this purpose calculates each systems climate impact when delivering the required amount of cooking energy. Furthermore, the model accounts for fuel consumption, soil amendment and detrimental pollutant emissions. Irrespective of modelling approach and parameter settings, the charcoal and the biochar system show clear advantages over the baseline. Applying char to soil is the best option as it reduces the climate impact by 85-157% depending on pollutant set and time frame; causes the lowest level of indoor air pollution; and allows for the agronomic benefits of 831 kg biochar per hectare and year. However, if organic resources are scarce and unsustainably harvested, it may be better to use char for energy and thus save primary feedstocks. In practice, not only fuel use efficiency and soil amendment but also stove handling and usability will determine how farmers use available feedstocks.