Storage location of a mobile charcoal production facility in Baringo County, Kenya. (Beatrice Adoyo)

Utilisation of invasive species biomass for charcoal production (Кения)

Utilisation of invasive species biomass for charcoal production

Описание

Charcoal production from invasive Prosopis juliflora has several objectives. It has been promoted to control the spread and reduce the abundance of invasive Juliflora while generating income opportunities for poor rural households producing and selling charcoal. Wood pyrolysis is an efficient, environmentally friendly charcoal production technology through indirect heating of wood at high temperatures with the release of water vapor.

The use of invasive Prosopis wood for charcoal production is intended to control its spread, create space for agricultural or grazing activities and restore degraded land.
Tinder Eco fuels limited is a private company whose aim is to efficiently produce charcoal through modern, environmental friendly techniques using the ‘EURO’ line charcoal kilns. Approximately 60 tons of invasive Prosopis wood are collected weekly, ejecting an estimate of Ksh. 400,000 weekly income to the local community.
Prosopis, the only tree in Baringo permitted for charcoal production is cut by land users and dried for three days to lower its water content before being transported to the production firm. The trees are then weighed and cut into 15 cm lengths, a corresponding dimension of the loading and offloading trolleys. In the carbonizing chambers, the raw materials are subjected to indirect burning and consequent cooling by pyrolysis gas heated at 250 – 500 degree celcius, a process that takes 8-16 hours. Operations in the chambers are controlled and regulated by an assembly of sensors. Ready charcoal is offloaded into a winch which is covered and sealed by a sandy-clay mixture for further cooling to prevent combustion.
Land users prefer this technology to the traditional one as it is more efficient with a guaranteed income from the sale of Prosopis wood. The carbonization process is fine-tuned, minimizing smoke production and the number of point sources of pollution through household-based traditional charcoal production. A steady production process that is resilient to rainy seasons ensures market readiness and reduces price fluctuations. Clearing the land from invasive Prosopis increases the land's economic and ecological value and the provision of mutliple ecosystem services relevant for local people.

Местоположение

Местоположение: Marigat Sub-County, Baringo County, Кения

Число исследованных участков, где применяется Технология: отдельный участок

Географическая привязка выбранных участков
  • 36.06328, 0.49471

Пространственное распространение Технологии: примененяется точечно/ на небольших участках

Продолжительность применения Технологии: 2015

Тип внедрения/ применения
Prosopis wood being cut into 15 cm lengths for loading into trolleys (Beatrice Adoyo)
Burning and heating chamber for wood pyrolysis (Beatrice Adoyo)

Классификация Технологии

Основная цель
  • повышение производства
  • снижение или предотвращение деградации земель, восстановление нарушенных земель
  • сохранение экосистем
  • защита бассейнов рек (приводораздельной части/ нижнего течения) – в сочетании с другими Технологиями
  • сохранение/ повышение биоразнообразия
  • снижение риска стихийных бедствий
  • адаптация к изменению климата / экстремальным погодным явлениям и их последствиям
  • смягчение последствий изменения климата
  • создание благоприятных экономических условий
  • создание благоприятных социальных условий
  • enhance provision of multiple ecosystem services
Землепользование

  • Леса/ лесистая местность - (Квази-) Природные леса/ лесные массивы: Выборочные рубки, Удаление сухостоя, хвороста; обрезка сучьев
    Продукции и услуги: Дрова

Водоснабжение
  • богарные земли
  • сочетание богарных и орошаемых земель
  • полное орошение

Число урожаев за год: н/п
Тип землепользования до применения Технологии: The challenge with charcoal production from prosopis is that without supporting measures and interventions, prosopis may not be reduced. Therefore it is very important to define a clear goal before implementing the technology. If complete eradication of prosopis is the goal, then charcoal production from prosopis can only be a technology to cover the transition from prosopis to e.g. agriculture or pasture.
Поголовье скота на единицу площади: н/п

Цель, связанная с деградацией земель
  • предотвращение деградации земель
  • снижение деградации земель
  • восстановление/ реабилитация нарушенных земель
  • адаптация к деградации земель
  • не применимо
Тип деградации, на борьбу с которым направлена
  • биологическая деградация - Бв: потеря природного разнообразия
Категория УЗП
  • лесное хозяйство в естественных и измененных лесах
  • Кочевое животноводство и пастбищное хозяйство
  • энергосберегающие технологии
Мероприятия УЗП
  • Мероприятия с использованием растительности - Р3: Расчистка растительности, Р4: Замещение или удаление чужеродных/ инвазивных видов
  • управленческие мероприятия - У5: Регулирование/ изменение видового состава

Технический рисунок

Технические характеристики
Автор: Green Power Limited

Запуск и текущее обслуживание: мероприятия, необходимые ресурсы и затраты

Подсчет вложений и затрат
  • Подсчитанные затраты: на технологическую единицу (единица: Charcoal production plant volume, length: 1)
  • Денежные единицы, использованные для подсчета затрат: н/п
  • Обменный курс (к доллару США): 1 USD = 100.0
  • Средний размер дневного заработка для нанятых работников: недоступно
Наиболее значимые факторы, влияющие на стоимость затрат
Weather conditions may affect transportation of wood due to poor rural road condition Power outages
Мероприятия, необходимые для начала реализации
  1. Construction (Сроки/ повторяемость проведения: once during the plant establishment)
  2. Machine installation (Сроки/ повторяемость проведения: once during the plant establishment)
Стоимость вложений и затрат по запуску (per Charcoal production plant)
Опишите затраты Единица Количество Затраты на единицу (н/п) Общая стоимость на единицу (н/п) % затрат, оплаченных землепользователями
Оплата труда
machine installation (35% of machine cost) Men 14,0 50000,0 700000,0 100,0
Оборудование
‘EURO’ line charcoal kiln a set 1,0 2000000,0 2000000,0 100,0
welding machine unit 1,0 22000,0 22000,0 100,0
cutting disk unit 1,0 1800,0 1800,0 100,0
Строительные материалы
Operations' shade building 1,0 100000,0 100000,0 100,0
Другие
business operations permit operations permit 1,0 20000,0 20000,0 100,0
Общая стоимость запуска Технологии 2'843'800.0
Текущее обслуживание
  1. Transportation of wood from land users (Сроки/ повторяемость проведения: daily)
  2. Cutting of wood (Сроки/ повторяемость проведения: daily)
  3. Loading into carbonizers (Сроки/ повторяемость проведения: daily)
  4. Packing of ready charcoal (Сроки/ повторяемость проведения: daily)
Стоимость вложений и затрат по эксплуатации (per Charcoal production plant)
Опишите затраты Единица Количество Затраты на единицу (н/п) Общая стоимость на единицу (н/п) % затрат, оплаченных землепользователями
Оплата труда
Technical employees monthly salary 12,0 60000,0 720000,0 100,0
Casual workers monthly salary 3,0 20000,0 60000,0 100,0
Посадочный материал
wood tonne 3360,0 1200,0 4032000,0 100,0
water
Другие
permit 1,0 20000,0 20000,0 100,0
electicity amperes 180,0 267,0 48060,0 100,0
water litres 54000,0 0,8 43200,0 100,0
Общая стоимость поддержания Технологии 4'923'260.0

Природные условия

Среднегодовое количество осадков
  • < 250 мм
  • 251-500 мм
  • 501-750 мм
  • 751-1000 мм
  • 1001-1500 мм
  • 1501-2000 мм
  • 2001-3000 мм
  • 3001-4000 мм
  • > 4000 мм
Агроклиматическая зона
  • влажная
  • Умеренно-влажная
  • полузасушливая
  • засушливая
Дополнительные характеристики климата
Среднегодовое количество осадков в мм: 671.0
Average annual rainfall in mm: 671.0
Rainfall is characterized by seasonal and annual uctuations
The area is in a semi-arid zone with temperatures ranging
between 16 to 36 degrees, averagely 24.6 degrees, accompanied
by high evaporation rates of up to 6mm. It experiences an
average rainfall of 671 mm annually which are very erratic.
Склон
  • пологие (0-2%)
  • покатые (3-5%)
  • покато-крутые (6-10%)
  • крутые (11-15%)
  • очень крутые (16-30%)
  • чрезвычайно крутые (31-60%)
  • обрывистые (>60%)
Формы рельефа
  • плато/ равнины
  • гребни хребтов/холмов
  • склоны гор
  • склоны холмов
  • подножья
  • днища долин
Высота над уровнем моря
  • 0-100 м над уровнем моря
  • 101-500 м н.у.м.
  • 501-1000 м н.у.м.
  • 1001-1500 м н.у.м.
  • 1501-2000 м н.у.м.
  • 2001-2500 м н.у.м.
  • 2501-3000 м н.у.м.
  • 3001-4000 м н.у.м.
  • > 4 тыс. м н.у.м.
Технология применяется в
  • в условиях выпуклого рельефа
  • в ситуациях вогнутого рельефа
  • не имеет значения
Мощность почв
  • поверхностные (0-20 см)
  • неглубокие (21-50 см)
  • умеренно глубокие (51-80 см)
  • глубокие (81-120 см)
  • очень глубокие (> 120 см)
Гранулометрический состав (верхнего горизонта)
  • грубый крупнозернистый/ лёгкий (песчаный)
  • средние фракции (суглинистый, супесчаный)
  • тонкодисперсный/ тяжёлый (глинистый)
Гранулометрический состав (на глубине более 20 см)
  • грубый крупнозернистый/ лёгкий (песчаный)
  • средние фракции (суглинистый, супесчаный)
  • тонкодисперсный/ тяжёлый (глинистый)
Содержание органического вещества в верхнем почвенном горизонте
  • высокое (> 3%)
  • среднее (1-3%)
  • низкое (< 1%)
Уровень грунтовых вод
  • на поверхности
  • < 5 м
  • 5-50 м
  • > 50 м
Доступность поверхностных вод
  • избыток
  • хорошая
  • средняя
  • недостаточны/ отсутствуют
Качество воды (без обработки)
  • питьевая вода хорошего качества
  • питьевая вода плохого качества (необходима обработка)
  • исключительно для сельскохозяйственного использования (орошение)
  • непригодная для использования
Является ли солёность воды проблемой?
  • Да
  • Нет

Повторяемость затопления
  • Да
  • Нет
Видовое разнообразие
  • высокое
  • средняя
  • низкое
Разнообразие местообитаний
  • высокое
  • средняя
  • низкое

Характеристика землепользователей, применяющих Технологию

Рыночная ориентация
  • натуральное хозяйство (самообеспечение)
  • смешанное (самообеспечение/ товарное хозяйство
  • товарное/ рыночное хозяйство
Доходы из других источников
  • < 10% всех доходов
  • 10-50% всех доходов
  • > 50% всех доходов
Относительный уровень достатка
  • очень плохой
  • плохой
  • средний
  • обеспеченный
  • весьма обеспеченный
Уровень механизации
  • ручной труд
  • тягловая сила
  • механизировано/ есть автотранспорт
Осёдлый или кочевой
  • Осёдлый
  • Полукочевой
  • Кочевой
Индивидуальное или коллективное хозяйство
  • частное/ домовладение
  • группа/ община
  • кооператив
  • использующее наемных работников (компания, государство)
Пол
  • женщины
  • мужчины
Возраст
  • дети
  • молодёжь
  • средний возраст
  • пожилой
Площадь, используемая домохозяйством
  • < 0,5 га
  • 0,5-1 га
  • 1-2 га
  • 2-5 га
  • 5-15 га
  • 15-50 га
  • 50-100 га
  • 100-500 га
  • 500-1000 га
  • 1000-10000 га
  • > 10000 га
Масштаб
  • мелкое
  • среднего размера
  • крупное
Собственность на землю
  • государственная
  • частной компании
  • общинная/ поселковая
  • коллективная
  • индивидуальная, не оформленная в собственность
  • индивидуальная, оформленная в собственность
Права на землепользование
  • неограниченное (неконтролируемое)
  • общинное (контролируемое)
  • аренда
  • индивидуальное
Права на водовользование
  • неограниченное (неконтролируемое)
  • общинное (контролируемое)
  • аренда
  • индивидуальное
Доступ к базовым услугам и инфраструктуре
медицинское обслуживание

плохой
хорошая
образование

плохой
хорошая
технические консультации

плохой
хорошая
занятость (вне хозяйства)

плохой
хорошая
рынки

плохой
хорошая
электроснабжение

плохой
хорошая
транспорт и дорожная сеть

плохой
хорошая
водоснабжение и канализация

плохой
хорошая
финансовые услуги

плохой
хорошая

Влияние

Социально-экономическое воздействие
Продуктивность сельскохозяйственных культур
снизил.
увеличил.

качество урожая
снизил.
увеличил.

производство кормов
снизил.
увеличил.

качество кормов
снизил.
увеличил.

производство продуктов животноводства
снизил.
увеличил.

производство древесины
снизил.
увеличил.

качество леса/ древостоя
снизил.
увеличил.


Coppicing of the cut trees slightly increases the woody biomass of Prosopis weed.

разнообразие продукции
снизил.
увеличил.

управление землями
усложнилось
упростилось


Land management is simplified on condition that other restorative measures are incorporated

доходы хозяйства
снизил.
увеличил.

разнообразие источников дохода
снизил.
увеличил.

экономическое неравенство
увеличил.
снизил.

объем работ
увеличил.
снизил.

Социальное и культурное воздействие
местное самоуправление
ослабл.
укрепил.


Charcoal production has led to the establishment of community-based charcoal production associations which regulate all transactions relating to charcoal production, marketing and sale.

знания в области УЗП/ деградации земель
снизил.
улучшил.


Am initial directive restricting charcoal production to Prosopis trees enhanced the protection of indigenous trees , creating awareness on the need for their management.

Экологическое воздействие
Влияние за пределами территории применения
воздействие парниковых газов
увеличил.
сократил.

Анализ эффективности затрат

Насколько получаемый результат сопоставим с первоначальными вложениями
Эффективность затрат в краткосрочной перспективе
крайне отрицательно
очень позитивное

Эффективность затрат в долгосрочной перспективе
крайне отрицательно
очень позитивное

Насколько получаемый результат сопоставим с затратами на техническое обслуживание
Эффективность затрат в краткосрочной перспективе
крайне отрицательно
очень позитивное

Эффективность затрат в долгосрочной перспективе
крайне отрицательно
очень позитивное

Изменение климата

Постепенное изменение климата
среднегодовое количество осадков увеличилось

очень плохо
очень хорошо
Экстремальные явления, связанные с изменением климата (стихийные бедствия)
регулярные наводнения (выход рек из берегов)

очень плохо
очень хорошо

Внедрение и адаптация

Доля землепользователей (в процентах), применяющих Технологию
  • отдельные случаи/ эксперимент
  • 1-10%
  • 10-50%
  • более 50%
Среди применяющих Технологию землепользователей, какова доля лиц, применяющих её по собственной инициативе, т.е. без какого-либо материального стимулирования со стороны?
  • 0-10%
  • 10-50%
  • 50-90%
  • 90-100%
Была ли Технология УЗП модифицирована в недавнее время с целью адаптации к меняющимся условиям среды?
  • Да
  • Нет
К каким именно изменяющимся условиям среды?
  • изменения климата/ экстремальные погодные явления
  • изменяющиеся условия рынка
  • доступность рабочей силы (например, из-за миграции населения)

Заключительные положения и извлечённые уроки

Сильные стороны: по мнению землепользователей
  • Fast and efficient means of producing charcoal compared to traditional technologies as it produced 3 times the amount of charcoal from the same quantity of wood within 16 hours compared to 1 week.
  • Readily available raw materials at affordable price
  • A reliable source of income to the community members
Сильные стороны: по мнению составителя или ответственных специалистов
  • Environmentally friendly technology of utilizing Prosopis weed with reduced number of point sources for air pollution.
  • Improved community well-being through assured high income from the sale of Prosopis wood compared to their initial practice of tideous traditional charcoal burning and sale.
  • Potentiality in sustainably managing Prosopis / invasive species if integrated with other restorative land management strategies.
Слабые стороны/ недостатки/ риски: по мнению землепользователейвозможные пути преодоления
  • Poor roads and power shortages during rainy seasons hinders transportation of wood and charcoal production processes as reliance on a fuel generator increases production costs Improving the road network
  • Corruption and associated assault by police during transportation of charcoal to the market. Establishment of transparent and clear laws on legal requirements related to charcoal production activities
  • Unsteady regulatory and policy frameworks disrupting charcoal production
Слабые стороны/ недостатки/ риски: по мнению составителя или ответственных специалистоввозможные пути преодоления
  • Unsustainability in controlling invasive species Integration with other land restoration measures to control re-invasion.

Справочные материалы

Составитель
  • Beatrice Otieno
Editors
  • Albrecht Ehrensperger
  • Christian Hergarten
Рецензент
  • Ross Shackleton
Продолжительность применения Технологии: 27 марта 2018 г.
Последнее обновление: 22 июля 2024 г.
Ответственные специалисты
Полное описание в базе данных ВОКАТ
Связанные данные по УЗП
Документирование осуществлялось при участии
Организация Проект
Ключевые ссылки
  • Spatial Evolution of Prosopis Invasion and its Effects on LULC and Livelihoods in Baringo, Kenya. Mbaabu et al. 2019.: https://doi.org/10.3390/rs11101217
  • Experimental prosopis management practices and grassland restoration in three Eastern African countries. Eschen et al, 2023.: https://doi.org/10.1186/s43170-023-00163-5
  • Chapter 12. A REVIEW OF BEST MANAGEMENT PRACTICES FOR THE CONTROL OF INVASIVE PROSOPIS TREES: Forthcoming (Schaffner et al. 2024)
This work is licensed under Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareaAlike 4.0 International