CÁC LỢI ÍCH CỦA BẾP ĐỐT GỖ CẢI TIẾN LỚN HƠN CHÚNG TA TƯỞNG

ĐẠI HỌC TIỂU BANG BẮC CAROLINA

Một nghiên cứu gần đây từ Đại học Tiểu bang North Carolina phát hiện rằng các bếp đun củi cải tiến được thiết kế sử dụng ở thế giới phát triển có thể làm giảm ô nhiễm không khí hơn dự kiến, vì các lượng thải khí từ các bếp đun củi truyền thống tạo thành vật chất dạng hạt nhiều hơn trong khí quyển hơn là các nhà nghiên cứu tưởng trước đó.

Andrew Grieshop, một phó giáo sư về kỹ thuật dân dụng, xây dựng và môi trường tại Tiểu bang Bắc Carolina và một đồng tác giả tài liệu mô tả công việc nói: “Các nghiên cứu đã chỉ xem xét các lượng thải trực tiếp từ các bếp ăn. Chúng tôi đã thực hiện một loạt các thí nghiệm để xác định những gì xảy ra với những lượng thải đó trong khi chúng vẫn ở trong khí quyển.”

Vấn đề là vật chất dạng hạt (PM): các hạt rất nhỏ, tồn tại trong không khí có thể góp phần gây ra các vấn đề sức khỏe con người, như bệnh hen suyễn.

Đối với nghiên cứu này, các nhà nghiên cứu đã kiểm tra ba loại bếp đun củi: bếp truyền thống; bếp cấp khí tự nhiên; và bếp cấp khí cưỡng bức, sử dụng các quạt chạy ắc quy để cải thiện sự đốt nhiên liệu. Các nhà nghiên cứu thu thập các lượng khí thải từ mỗi bếp và sử dụng một phòng môi trường và một bộ phản ứng dòng ô xi hóa được chế tạo riêng biệt để bắt trước các phản ứng hóa học mà thường sẽ xảy ra với các lượng thải trong quá trình đến 2 tuần trong khí quyển.

Các nhà nghiên cứu phát hiện rằng, trong khi các bếp truyền thống thải trung bình 6g PM/kg nhiên liệu được đốt (g/kg), con số đó đã tăng vọt lên mức trung bình 14 g/kg khi chúng ta đưa vào PM mà các lượng thải hình thành theo thời gian, do các phản ứng hóa học diễn ra trong khí quyển.

Các bếp cấp khí tự nhiên, khi được so sánh, đã tạo ra trung bình khoảng 4 g/kg PM – thậm chí sau khi chín trong khí quyển. Và các bếp cấp khí cưỡng bức tạo ra dưới 3 g/kg.

“Tất cả điều này được dựa trên các đo lường trong phòng thí nghiệm, điều quan trọng phải chú ý vì các nghiên cứu trước đây đã phát hiện thấy rằng bếp cải tiến không cần thiết làm việc tốt trên thực địa như chúng làm việc trong phòng thí nghiệm. Tuy nhiên, nghiên cứu cho chúng ta biết rằng việc chỉ xem xét các lượng thải bếp tại thời điểm sử dụng không đem lại cho chúng ta một bức tranh toàn diện về những gì đang xảy ra. Các tác động của hóa học khí quyển là cực kỳ quan trọng để hiểu các lợi ích về chất lượng không khí tiềm năng.” Grieshop nói.

Và các tác động của các công nghệ bếp đến thay đổi khí hậu toàn cầu thậm chí còn phức tạp hơn.

Bếp cải tiến hiệu quả hơn các bếp truyền thống. Vì vậy, ví dụ, các bếp cải tiến cần ít củi hơn để đun một nồi nước. Tuy nhiên, đối với một lượng kg củi, bếp cải tiến lại tạo ra PM hấp thụ ánh sáng nhiều hơn PM từ các bếp truyền thống, vốn tạo ra PM phản xạ nhiều hơn. PM hấp thụ có thể góp phần nhiều hơn vào sự ấm lên toàn cầu, trong khi PM phản xạ có thể bù trừ nó.

“Có nhiều biến số tham gia khi cần đánh giá các ảnh hưởng của các lượng thải này đến thay đổi khí hậu toàn cầu, nhưng đó là một phát hiện thú vị cần được xem xét khi mô hình hóa tác động của cả công nghệ bếp ăn truyền thống và công nghệ bếp ăn cải tiến đến khí hậu.” Grieshop nói.

BENEFITS OF ADVANCED WOOD-BURNING STOVES GREATER THAN THOUGHT

August 07, 2017 Press Release

NORTH CAROLINA STATE UNIVERSITY

A recent study from North Carolina State University finds that advanced wood-burning stoves designed for use in the developing world can reduce air pollution more than anticipated, because gaseous emissions from traditional wood stoves form more particulate matter in the atmosphere than researchers previously thought.

"Previous studies have looked solely at direct emissions from cookstoves," says Andrew Grieshop, an assistant professor of civil, construction and environmental engineering at NC State and corresponding author of a paper describing the work. "We've now done a series of experiments to determine what happens to those emissions while they are in the atmosphere."

At issue is particulate matter (PM): minute, airborne particles that can contribute to human health problems, such as asthma.

For this study, researchers tested three types of wood-burning stoves: traditional stoves; natural-draft stoves; and forced-draft stoves, which use battery-powered fans to improve combustion. The researchers collected emissions from each of the stoves and used an environmental chamber and a custom-built oxidation flow reactor to mimic the chemical reactions that would normally take place with the emissions over the course of up to two weeks in the atmosphere.

The researchers found that, while traditional stoves emitted an average of 6 grams of PM per kilogram of fuel burned (g/kg), that number jumps to an average of 14 g/kg when you include the PM that the emissions form over time, due to chemical reactions that take place in the atmosphere.

Natural-draft stoves, by comparison, produced an average of about 4 g/kg of PM - even after aging in the atmosphere. And forced-draft stoves produced less than 3 g/kg.

"All of this is based on lab measurements, which is important to note because previous studies have found that advanced stoves don't necessarily work as well in the field as they do in the lab," Grieshop says. "However, the study does tell us that looking solely at stove emissions at the point of use doesn't give us a full picture of what's going on. The effects of atmospheric chemistry are extremely important to understanding the potential air quality benefits."

And the effects of the stove technologies on global climate change are even more complicated.

Advanced stoves are more efficient than traditional ones. So, for example, advanced stoves require less wood to boil a pot of water. However, kilogram of wood for kilogram of wood, advanced stoves produce PM that absorbs more light than PM from traditional stoves, which produce more reflective PM. Absorbing PM can make a large contribution to atmospheric warming, while reflective PM can offset it. 

"There are a lot of variables involved when it comes to evaluating the effects of these emissions on global climate change, but it's an interesting finding that should be taken into consideration when modeling the effect of both traditional and advanced stove technologies on the climate," Grieshop says.

(Source: Website of Global Alliance for Clean Cookstoves)