Heat exchanger installed on chimney to retain heat and for cooking. (Firuza Hafizova (40, Shamsiddin Shohin, app.32, Kulob city))

Energy efficiency measures to increase the application of organic fertilisers. (Tajiquistão)

Бехтар намудани хосилнокии замин ба воситаи амалигардонии чорахои самаранокии истифодабарии неру

Descrição

The implementation of several low cost energy efficiency measures to reduce the amount of organic material used as fuel within rural households.

In many cases local inhabitants of rural areas depend heavily on locally available natural resources, contributing to, and accelerating deforestation. As a low cost fuel source, local households often use cow-dung and wood. Taking these from the local area contributes to decreased soil fertility and erosion processes. Most of the dung collected from livestock is burnt in a very inefficient manner for cooking, baking and heating purposes. Based upon assessments by Welthungerhilfe in 600 households (HH) who were using cow dung as the only fuel material, on average one HH uses 4.6 tons of cow dung annually when using traditional cooking stoves, 6 tons for heating and 4.5 tons for bread baking. This means almost 15.1 tons of cow dung is burnt annually per HH.

Using a simple modification of the traditional cooking stove, approximately 50 - 60% or 2.3 tons of fuel material can be saved. This saving can be further increased by the utilisation of a pressure cooker that decreases the cooking time by 50%. Not all local hot meals can be cooked with a pressure cooker but it can contribute to an additional saving of 0.7 ton of organic matter.

The introduction of a metal heat exchanger on the exhaust pipe of a cast iron stove can help save a household 3 tons of fuel material per year, the effectiveness can be further increased by the incorporation of bread baking compartment.

Further savings can be made by using straw, mud and wood to improve the thermal insulation of the exterior walls, ceiling and floor in the house.

Through the integration of all above measures approx 60% of the current usage rates of organic material used for fuel can be saved. In addition it will keep the house warmer for longer, reduce the smoke in the air, and help retain organic material in the soil.

Purpose of the Technology: The main objective of the energy efficiency technology is to address one of the root causes of the deforestation process and to improve soil fertility i.e. to decrease the demand from the local population for organic fuel. This project used a range of technologies to address this issue which in combination provided substantial savings in organic fuel.

Establishment / maintenance activities and inputs: Cooking stoves: For centuries local populations have been using traditional cooking stoves for cooking, especially during the warm seasons of the year. These were made from a mixture of mud and straw. The modification of these involves improving the aeration process during the burning of the fuel. This is achieved by putting a metallic cover with one inflow cutting and six small smoke outflow holes surrounding the cooking pot. The only input needed which is not locally available is the metallic cover.
Pressure cookers: As maintenance is required 1-2 times per season to keep the cooking stove functioning efficiently, the utilisation of pressure cookers can be easily integrated with the modified cooking stoves.
Heat exchangers: The heat exchangers installed on top of the iron ovens, can be produced by local tradesmen and need to be cleaned every 1-2 months. They have to be installed before the start of the winter season when the heating is needed.
House installation: The house insulation, using locally available materials does not need maintenance once it is installed. However, the storage of dry fruits or bread in the attic should be avoided as it could attract mice which can destroy the insulation.

Welhungerhilfe provided subsidies for all the above work, except for the heat exchangers.

Natural / human environment: The geographical area served by the project is mainly hill slopes, covered in low grade pasture fodder with wheat crops planted in loess soil. Although the soils have the potential to be very fertile, they are overused and not well managed and thus have become degraded and denuded. One of the main contributing factors to this is the removal of organic material from the biomass cycle. Trees, bushes and organic material is cut and collected to be used as fuel.

The main source of income in the area is from semi-subsistence farming, and the removal of organic material has a significant impact on their crops and livestock.

The houses are made from concrete foundations and mud bricks, these and the current stoves are all energy inefficient and fail to retain heat.

Localização

Localização: Temurmalik . Davad, Tajikistan / Khatlon, Tajiquistão

Nº de sites de tecnologia analisados:

Geo-referência de locais selecionados
  • 69.1343, 38.8906

Difusão da tecnologia: Uniformemente difundida numa área (approx. > 10.000 km2)

Em uma área permanentemente protegida?:

Data da implementação: menos de 10 anos atrás (recentemente)

Tipo de introdução
Modified cooking stoves and pressure cookers (Tahmina Hafizova (40, Shamsiddin Shohin, app.32, Kulob city))
Heat exchanger installed on chimney to retain heat and for cooking. (Firuza Hafizova (40, Shamsiddin Shohin, app.32, Kulob city))

Classificação da Tecnologia

Objetivo principal
  • Melhora a produção
  • Reduz, previne, recupera a degradação do solo
  • Preserva ecossistema
  • Protege uma bacia/zonas a jusante – em combinação com outra tecnologia
  • Preservar/melhorar a biodiversidade
  • Reduzir riscos de desastre
  • Adaptar a mudanças climáticas/extremos e seus impactos
  • Atenuar a mudanças climáticas e seus impactos
  • Criar impacto econômico benéfico
  • Cria impacto social benéfico
Uso da terra

  • Terra de cultivo
    • Cultura anual: cereais - trigo (primavera), culturas forrageiras - outros
    • Cultura de árvores e arbustos
    Número de estações de cultivo por ano: 1
  • Assentamentos, infraestrutura -
Abastecimento de água
  • Precipitação natural
  • Misto de precipitação natural-irrigado
  • Irrigação completa

Objetivo relacionado à degradação da terra
  • Prevenir degradação do solo
  • Reduzir a degradação do solo
  • Recuperar/reabilitar solo severamente degradado
  • Adaptar à degradação do solo
  • Não aplicável
Degradação abordada
  • Deteriorização química do solo - Cn: declínio de fertilidade e teor reduzido de matéria orgânica (não causado pela erosão)
  • Deteriorização física do solo - Pc: Compactação
Grupo de GST
  • n.a.
Medidas de GST
  • Medidas agronômicas - A2: Matéria orgânica/fertilidade do solo
  • Medidas estruturais - S11: Outros

Desenho técnico

Especificações técnicas

Estabelecimento e manutenção: atividades, insumos e custos

Cálculo de insumos e custos
  • Os custos são calculados:
  • Moeda utilizada para o cálculo de custos: TJS
  • Taxa de câmbio (para USD): 1 USD = 4.5 TJS
  • Custo salarial médio da mão-de-obra contratada por dia: 11.00
Fatores mais importantes que afetam os custos
The price of the construction materials are dependent on many different external factors, and prices are generally increasing seasonally and annually.
Atividades de implantação
  1. Cook stove modification (Periodicidade/frequência: any)
  2. Pressure cooker (Periodicidade/frequência: any)
  3. House insulation (Periodicidade/frequência: once in the beginning)
  4. heat exchanger (Periodicidade/frequência: once in the beginning)
Estabelecer insumos e custos
Especifique a entrada Unidade Quantidade Custos por unidade (TJS) Custos totais por entrada (TJS) % dos custos arcados pelos usuários da terra
Mão-de-obra
Labour per stove 1,0 5,5 5,5 100,0
Labour per room 1,0 37,8 37,8 100,0
Material vegetal
Wheat straw bales 12,0 4,9 58,8 100,0
Material de construção
Metallic cover per stove 1,0 5,1 5,1 34,0
Earth per stove 1,0 0,5 0,5 100,0
Wooden lath per room 1,0 72,0 72,0 15,0
Nail, lime, brush, emalen per room 1,0 30,75 30,75 100,0
Veneer and glueing silicone per room 1,0 43,8 43,8 100,0
Outros
Pressure cooker piece 1,0 22,2 22,2 80,0
heat exchanger per stove 1,0 30,0 30,0 100,0
Transportation cost 1,0 44,0 44,0 100,0
Custos totais para a implantação da tecnologia 350.45
Custos totais para o estabelecimento da Tecnologia em USD 77.88
Atividades de manutenção
  1. adjustment of modified cook stove (Periodicidade/frequência: twice per year)
  2. cleaning of heat exchanger (Periodicidade/frequência: twice per year)
Insumos e custos de manutenção
Especifique a entrada Unidade Quantidade Custos por unidade (TJS) Custos totais por entrada (TJS) % dos custos arcados pelos usuários da terra
Mão-de-obra
Labour per stove 1,0 3,3 3,3 100,0
Custos totais para a manutenção da tecnologia 3.3
Custos totais de manutenção da Tecnologia em USD 0.73

Ambiente natural

Média pluviométrica anual
  • <250 mm
  • 251-500 mm
  • 501-750 mm
  • 751-1.000 mm
  • 1.001-1.500 mm
  • 1.501-2.000 mm
  • 2.001-3.000 mm
  • 3.001-4.000 mm
  • > 4.000 mm
Zona agroclimática
  • úmido
  • Subúmido
  • Semiárido
  • Árido
Especificações sobre o clima
Thermal climate class: temperate. 3 months below 5 degrees, 7 months above 10 degrees
Inclinação
  • Plano (0-2%)
  • Suave ondulado (3-5%)
  • Ondulado (6-10%)
  • Moderadamente ondulado (11-15%)
  • Forte ondulado (16-30%)
  • Montanhoso (31-60%)
  • Escarpado (>60%)
Formas de relevo
  • Planalto/planície
  • Cumes
  • Encosta de serra
  • Encosta de morro
  • Sopés
  • Fundos de vale
Altitude
  • 0-100 m s.n.m.
  • 101-500 m s.n.m.
  • 501-1.000 m s.n.m.
  • 1.001-1.500 m s.n.m.
  • 1.501-2.000 m s.n.m.
  • 2.001-2.500 m s.n.m.
  • 2.501-3.000 m s.n.m.
  • 3.001-4.000 m s.n.m.
  • > 4.000 m s.n.m.
A tecnologia é aplicada em
  • Posições convexas
  • Posições côncavas
  • Não relevante
Profundidade do solo
  • Muito raso (0-20 cm)
  • Raso (21-50 cm)
  • Moderadamente profundo (51-80 cm)
  • Profundo (81-120 cm)
  • Muito profundo (>120 cm)
Textura do solo (superficial)
  • Grosso/fino (arenoso)
  • Médio (limoso, siltoso)
  • Fino/pesado (argila)
Textura do solo (>20 cm abaixo da superfície)
  • Grosso/fino (arenoso)
  • Médio (limoso, siltoso)
  • Fino/pesado (argila)
Teor de matéria orgânica do solo superior
  • Alto (>3%)
  • Médio (1-3%)
  • Baixo (<1%)
Lençol freático
  • Na superfície
  • < 5 m
  • 5-50 m
  • > 50 m
Disponibilidade de água de superfície
  • Excesso
  • Bom
  • Médio
  • Precário/nenhum
Qualidade da água (não tratada)
  • Água potável boa
  • Água potável precária (tratamento necessário)
  • apenas para uso agrícola (irrigação)
  • Inutilizável
A qualidade da água refere-se a:
A salinidade é um problema?
  • Sim
  • Não

Ocorrência de enchentes
  • Sim
  • Não
Diversidade de espécies
  • Alto
  • Médio
  • Baixo
Diversidade de habitat
  • Alto
  • Médio
  • Baixo

Características dos usuários da terra que utilizam a tecnologia

Orientação de mercado
  • Subsistência (autoabastecimento)
  • misto (subsistência/comercial)
  • Comercial/mercado
Rendimento não agrícola
  • Menos de 10% de toda renda
  • 10-50% de toda renda
  • >50% de toda renda
Nível relativo de riqueza
  • Muito pobre
  • Pobre
  • Média
  • Rico
  • Muito rico
Nível de mecanização
  • Trabalho manual
  • Tração animal
  • Mecanizado/motorizado
Sedentário ou nômade
  • Sedentário
  • Semi-nômade
  • Nômade
Indivíduos ou grupos
  • Indivíduo/unidade familiar
  • Grupos/comunidade
  • Cooperativa
  • Empregado (empresa, governo)
Gênero
  • Mulheres
  • Homens
Idade
  • Crianças
  • Jovens
  • meia-idade
  • idosos
Área utilizada por residência
  • < 0,5 ha
  • 0,5-1 ha
  • 1-2 ha
  • 2-5 ha
  • 5-15 ha
  • 15-50 ha
  • 50-100 ha
  • 100-500 ha
  • 500-1.000 ha
  • 1.000-10.000 ha
  • > 10.000 ha
Escala
  • Pequena escala
  • Média escala
  • Grande escala
Propriedade da terra
  • Estado
  • Empresa
  • Comunitário/rural
  • Grupo
  • Indivíduo, não intitulado
  • Indivíduo, intitulado
Direitos do uso da terra
  • Acesso livre (não organizado)
  • Comunitário (organizado)
  • Arrendado
  • Indivíduo
Direitos do uso da água
  • Acesso livre (não organizado)
  • Comunitário (organizado)
  • Arrendado
  • Indivíduo
Acesso a serviços e infraestrutura
Saúde

Pobre
x
Bom
Educação

Pobre
x
Bom
Assistência técnica

Pobre
x
Bom
Emprego (p. ex. não agrícola)

Pobre
x
Bom
Mercados

Pobre
x
Bom
Energia

Pobre
x
Bom
Vias e transporte

Pobre
x
Bom
Água potável e saneamento

Pobre
x
Bom
Serviços financeiros

Pobre
x
Bom

Impactos

Impactos socioeconômicos
Produção agrícola
diminuído
x
aumentado

Quantidade anterior à GST: 12 t/ha
Quantidade posterior à GST: 21 t/ ha

Risco de falha de produção
aumentado
x
diminuído

Despesas com insumos agrícolas
aumentado
x
diminuído

Rendimento agrícola
diminuído
x
aumentado

Quantidade anterior à GST: TJS 100
Quantidade posterior à GST: TJS 1200

Impactos socioculturais
Segurança alimentar/auto-suficiência
Reduzido
x
Melhorado

Estado de saúde
Agravado
x
Melhorado

Atenuação de conflitos
Agravado
x
Melhorado

Impactos ecológicos
Perda de solo
aumentado
x
diminuído

Compactação do solo
aumentado
x
Reduzido

Biomassa/carbono acima do solo
diminuído
x
aumentado

reduce fuel costs
None
x
None

warmer houses, health benefits
None
x
None

pressure cooker
None
x
None


Not possible to cook all meals in this

Impactos fora do local

Análise do custo-benefício

Benefícios em relação aos custos de estabelecimento
Retornos a curto prazo
muito negativo
x
muito positivo

Retornos a longo prazo
muito negativo
x
muito positivo

Benefícios em relação aos custos de manutenção
Retornos a curto prazo
muito negativo
x
muito positivo

Retornos a longo prazo
muito negativo
x
muito positivo

As it uses mainly locally available materials, it is a low cost approach which increases energy efficiency and improves resource use.

Mudança climática

Mudança climática gradual
Temperatura anual aumento

não bem em absoluto
x
muito bem
Extremos (desastres) relacionados ao clima
Temporal local

não bem em absoluto
muito bem
Resposta: não conhecido
Tempestade de vento local

não bem em absoluto
muito bem
Resposta: não conhecido
Seca

não bem em absoluto
x
muito bem
Inundação geral (rio)

não bem em absoluto
muito bem
Resposta: não conhecido
Outras consequências relacionadas ao clima
Período de crescimento reduzido

não bem em absoluto
x
muito bem

Adoção e adaptação

Porcentagem de usuários de terras na área que adotaram a Tecnologia
  • casos isolados/experimental
  • 1-10%
  • 11-50%
  • > 50%
De todos aqueles que adotaram a Tecnologia, quantos o fizeram sem receber incentivos materiais?
  • 0-10%
  • 11-50%
  • 51-90%
  • 91-100%
A tecnologia foi recentemente modificada para adaptar-se as condições variáveis?
  • Sim
  • Não
A quais condições de mudança?
  • Mudança climática/extremo
  • Mercados dinâmicos
  • Disponibilidade de mão-de-obra (p. ex. devido à migração)

Conclusões e experiências adquiridas

Pontos fortes: visão do usuário de terra
  • It is very affordable

    How can they be sustained / enhanced? By involving local relevant authorities and departments
  • It saves and minimises expenditures for electricity, gas, and firewood procurement
  • The rooms are warmer and I can cook bread inside and save more fuel.
Pontos fortes: a visão do/a compilador/a ou de outra pessoa capacitada
  • It is a low cost measure using locally available materials. The heat exchanger can improve the heating capacity of the room threefold, for example.

    How can they be sustained / enhanced? replication rates could be increased through promotion to larger audiences with support of local authorities or by law.
  • It is environmental friendly and increases the amount of organic material that stays within the soil.

    How can they be sustained / enhanced? There could be further awareness raising of the benefits of keeping organic materials in the soil.
  • It saves time for collecting fire material wood and cow dung.
  • It presents an opportunity to increase land productivity through application of organic fertilisers
  • The technologies do not have a large initial financial cost and can be implemented progressively as funds become available.

    How can they be sustained / enhanced? Training of more local teachers to provide demonstrations to the community.
Pontos fracos/desvantagens/riscos: visão do usuário de terracomo superar
  • More labour needed to cut fuel into smaller pieces Behavioural change
Pontos fracos/desvantagens/riscos: a visão do/a compilador/a ou de outra pessoa capacitadacomo superar
  • Not all meals can be cooked in a pressure cooker
  • Heat exchangers can get very hot for cooking purposes

Referências

Compilador/a
  • Daler Domullojonov
Editores
Revisor
  • Laura Ebneter
  • Alexandra Gavilano
  • Fabian Ottiger
  • Joana Eichenberger
Data da documentação: 30 de Abril de 2011
Última atualização: 2 de Novembro de 2021
Pessoas capacitadas
Descrição completa no banco de dados do WOCAT
Dados GST vinculados
A documentação foi facilitada por
Instituição Projeto
Referências-chave
  • Brochure "Soil improvement starts with efficient cook stoves! low cost options to increase energy efficiency in Southern Tajikistan": Weltgungerhilfe projects in Khatlon region, Temurmalik district
  • Welthungerhilfe project final narrative report (144-912): Weltgungerhilfe projects in Khatlon region, Temurmalik district
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