Unasylva - Nu

J.D. Keita este ofițer forestier regional la Biroul regional FAO pentru Africa, Accra, Ghana.

În țările sudano-saheliene din Africa, aprovizionarea cu cererea internă de energie este problema majoră a silviculturii.

În acest articol, autorul prezintă o comparație pas cu pas a bilanțului energetic pentru lemnul de foc și pentru cărbunele folosit ca combustibil casnic. El analizează implicațiile politicii forestiere ale descoperirilor sale și spune cum satisfacerea necesităților de energie poate contribui la îmbunătățirea gestionării și producției pădurilor în regiune.

· Lemnul combustibil este sursa principală de energie internă în toată zona sudan-saheliană a Africii. În unele cazuri, lemnul este ars direct. În altele este transformat mai întâi în cărbune.

Pe măsură ce populațiile cresc și urbanizarea continuă să crească, vor crește și nevoile urbane de lemn de combustibil. Acest lucru va avea implicații semnificative pentru gestionarea resurselor forestiere. Pe de o parte, va pune cereri și mai grele asupra acestor resurse. În același timp, totuși, poate deschide noi oportunități pentru îmbunătățirea gestionării pădurilor, oferind stimulente economice care până acum au lipsit.

Acest articol explorează un mod în care aceste noi oportunități ar putea fi realizate, comparând mai întâi meritele relative ale cărbunelui față de lemn din punct de vedere energetic și apoi sugerând implicațiile politicii forestiere ale creșterii utilizării cărbunelui în zonele urbane.

Mulți factori influențează alegerea combustibililor, inclusiv disponibilitatea, prețul, tradiția și preferința personală, iar acești factori trebuie luați în considerare și în discutarea subiectului combustibililor.

De asemenea, trebuie remarcat faptul că, pentru ușurința explicării, următoarea comparație energetică se referă în mod necesar la o gamă relativ restrânsă de variabile. În realitate, condițiile pot varia foarte mult în ceea ce privește elemente precum umiditatea lemnului, tehnologia disponibilă, eficiența aragazului și așa mai departe. Prin urmare, rezultatele prezentate mai jos sunt destinate să ilustreze principiile de bază.

Din punct de vedere energetic, atunci, ce este mai bine: lemn sau cărbune? Fiecare are susținătorii săi: susținătorii arderii directe a lemnului susțin că producerea cărbunelui risipește multă energie. Susținătorii cărbunelui spun că acest lucru trece cu vederea faptul că cărbunele are un randament energetic mult mai bun decât o greutate egală a lemnului. Prin urmare, ar trebui să se întocmească mai întâi un bilanț energetic real al procesului implicat pentru a determina dacă există o risipă energetică globală în transformarea lemnului în cărbune în loc să îl folosiți direct.

Indiferent dacă se utilizează lemn sau cărbune, sunt necesare și alte forme de energie și, în țările în curs de dezvoltare fără resurse petroliere, trebuie să se țină seama de factura petrolului în toate aspectele vieții economice. Deci, cei doi combustibili trebuie, de asemenea, să fie comparați din punctul de vedere al consumului de combustibili fosili importați, necesar pentru a le introduce pe piață.

În următoarele calcule, valoarea de încălzire a lemnului se presupune că este în general de aproximativ 3500 Kcal/kg pentru lemnul verde. Lemnul uscat poate da 4500-4770 Kcal/kg. În cazul cărbunelui, valoarea încălzirii variază puțin în jurul valorii de 7500 Kcal/kg. Produsului petrolier i se alocă în medie 10000 Kcal/l.

Atunci când combustibili precum lemnul, cărbunele și petrolul sunt arși, doar o parte din energia totală a combustibilului este utilizată în mod eficient. Această componentă energetică utilă se numește randamentul energiei termice, exprimat ca procent din energia totală disponibilă într-un kilogram de materie primă. De exemplu, dacă folosind o sobă ineficientă cu trei pietre, doar 8 la sută din energia sa potențială este utilizată în mod eficient în gătit, randamentul energiei termice pentru acea utilizare specială a lemnului este de 8 la sută. Utilizarea unei sobe mai eficiente ar crește randamentul energiei termice pentru aceeași cantitate de lemn, deoarece ar direcționa mai multă energie către gătit.

Un stere (metru cub) de lemn variază considerabil în greutate; de la 215 kg pentru stere de ramuri răsucite ale arbuștilor sahelieni de până la 600 kg pentru stere de lemn bine format din operațiuni de subțiere. În cele din urmă, randamentul mediu de carbonizare (procesul de fabricare a cărbunelui) variază de la 16 la 30 la sută din greutatea materiei prime, adică 1 kg de lemn va produce 0,16 - 0,30 kg de cărbune. Cu cât lemnul este mai uscat, cu atât va fi mai mare randamentul.

Deși carbonizarea provoacă o pierdere de energie, cărbunele produs oferă un randament mai mare în utilizare decât lemnul. Astfel, producția de energie termică a lemnului este, în medie, de 8 la sută și poate ajunge chiar și la 5 la sută cu popularul aragaz african cu trei pietre. Cărbunele are un randament de energie termică de aproximativ 28%.

În general, cărbunele risipește mai puțină energie decât lemnul dacă energia utilă derivată dintr-o cantitate de lemn utilizată este direct mai mică decât energia utilă derivată din aceeași cantitate de lemn transformată în cărbune. De fapt, 1 kg de lemn dă 3500 (Kcal/kg) × 0,08 (randament energetic termic) = 280 Kcal; 1 kg de lemn prelucrat în cărbune (randament de carbonizare 20 la sută) dă = 1 × 0,20 × 0,28 (randament de energie termică) × 75,00 (Kcal/kg) = 420 Kcal. Astfel, există o irosire netă de 140 Kcal de energie dacă, în loc să prelucreze lemnul în cărbune (chiar și cu un randament scăzut carbonizat de 20 la sută), acesta este utilizat direct într-un aragaz care produce 8 la sută sau mai puțin. Desigur, acesta este doar un exemplu.

O serie de simulări pot fi făcute prin variația puterii calorifice a lemnului, a randamentului termic de utilizare și a randamentului de carbonizare (a se vedea tabelul 1). Conform ipotezei pe care se bazează datele din Tabelul 1, că lemnul este la fel de avantajos din punct de vedere al energiei atunci când este ars direct în loc să fie prelucrat în cărbune, ar trebui să obțină randamente de energie termică de 12, 9,3 și respectiv 8,8%., pentru valori calorifice ale lemnului de 3500, 4500 și 4770 Kcal, ceea ce arată că gătitul cu lemn uscat este mai eficient și mai convenabil decât gătitul cu lemn umed.

Tabelul 1. Lemn și cărbune în termeni de energie

Valoare calorica

Energie utilă

Tabelul 2. Apa care fierbe pe diverse sobe

Tipul sobei

Economisirea teoretică a lemnului (%)

Soba cu trei pietre

Madagascar nigerian

Metalic îmbunătățit

Ceramică îmbunătățită

Dacă, pe de altă parte, se obține un randament de carbonizare de 30 la sută și un randament de energie termică de cărbune de 40 la sută în utilizare, lemnul trebuie utilizat cu un randament de 25,7 la sută, astfel încât să fie la fel de avantajos să se utilizeze lemnul ca și folosiți cărbune, având în vedere lemnele cu o putere calorică de 3500 Kcal. Cu păduri de 4500 și 4770 Kcal, aceste limite de producție devin 20 și respectiv 18,8 la sută. O astfel de eficiență ridicată este rareori, dacă se obține vreodată, la arderea lemnului pentru uz casnic.

În ultimii ani, diverse proiecte care vizează reducerea consumului de lemne au luat ființă în Africa. Campania pentru sobe îmbunătățite a avut loc în programe de verificare a tăierii lemne fără restricții și de control al deșertificării. Programele de răspândire a sobelor îmbunătățite sunt, prin urmare, un aspect important al politicii forestiere, în special în zonele uscate.