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पोर्टेबल फ्लेम कैप भट्टों का उपयोग करके जंगल में बायोचार का उत्पादन, विशेषता और मात्रा निर्धारित करना

Published: January 5, 2024 doi: 10.3791/65543
Automatic Translation
1, 2, 3
1Wilson Biochar Associates, US Biochar Initiative, 2African Data Technologies (Pty) Ltd., 3Sustainable Community Development Institute, Butte Community College

Summary

जगह में वानिकी स्लैश ढेर के निपटान के लिए नए तरीके वन मिट्टी के स्वास्थ्य को बहाल करने और कार्बन हटाने और अनुक्रम के लिए पाइरोजेनिक कार्बन का उत्पादन करते हैं। यहां, हम एक बायोचार उत्पादन विधि प्रस्तुत करते हैं जो एक नई कार्बन हटाने वाली लेखा पद्धति और एक डिजिटल अनुप्रयोग को एकीकृत करता है।

Abstract

गैर-वाणिज्यिक वन बायोमास का उपयोग करने में सबसे बड़ी चुनौतियों में से एक इसकी व्यापक रूप से वितरित प्रकृति है। बायोमास समस्या का सबसे अच्छा समाधान, महंगी और कार्बन-गहन प्रसंस्करण (छिल) और परिवहन लागत से बचने के लिए, इसे ऑनसाइट संसाधित करना है। हालांकि, पारंपरिक बर्न पाइल्स का वन मिट्टी पर विनाशकारी प्रभाव पड़ता है और ईंधन में कमी के अलावा कोई लाभ नहीं मिलता है। वन स्लैश को बायोचार ऑनसाइट में परिवर्तित करने से जले हुए ढेर में भस्मीकरण द्वारा स्लैश निपटान के वर्तमान अभ्यास पर कई पारिस्थितिक फायदे हैं, जिसमें मिट्टी के हीटिंग और कण उत्सर्जन को कम करना शामिल है, साथ ही बायोचार के कई लाभों के साथ वन मिट्टी के स्वास्थ्य और पानी की धारण क्षमता जब जगह में छोड़ दिया जाता है। जंगल में बायोचार ऑनसाइट बनाना एक पाइरोजेनिक कार्बन घटक को वन मिट्टी में वापस करने का एक तरीका है जो आग दमन के हालिया इतिहास के कारण गायब हो गया है। Biochar भी जलवायु परिवर्तन शमन के लिए कार्बन हटाने और अनुक्रम का एक प्रमुख तरीका है। इस अध्ययन में, हम पोर्टेबल बायोचार भट्ठा का उपयोग करके बायोचार बनाने की एक विधि का दस्तावेजीकरण करते हैं। यह कम लागत वाली विधि बायोचार के जलने से पहले भट्टों को बुझाने के लिए पानी से लैस हाथ के कर्मचारियों का उपयोग करती है। उत्पादित बायोचार की मात्रा निर्धारित करने और विशेषता बताने के लिए सरल तकनीकों को प्रभाव को मापने और काम की लागत के भुगतान में मदद करने के लिए कार्बन हटाने के प्रमाण पत्र के लिए अर्हता प्राप्त करने के उद्देश्य से विधि में शामिल किया गया है। हम CM002 घटक पद्धति का वर्णन करते हैं जो प्रक्रिया के तीन चरणों के दौरान GHG लाभों की मात्रा का ठहराव के लिए मानकीकृत प्रक्रियाएं प्रदान करता है: अपशिष्ट बायोमास सोर्सिंग, बायोचार उत्पादन और बायोचार मिट्टी अनुप्रयोग। CM002 पद्धति अंतरराष्ट्रीय सर्वोत्तम प्रथाओं पर आधारित है, जिसमें सबसे हालिया VCS पद्धति VM0044 मानक और EBC C-सिंक कारीगर मानक शामिल हैं। उचित सुरक्षा कारकों का उपयोग करने वाले विश्वसनीय परिमाणीकरण विधियां कार्बन हटाने के वित्त के लिए पात्रता की दिशा में पहला आवश्यक कदम हैं।

Introduction

पश्चिमी अमेरिका सहित कई विश्व क्षेत्रों में, जलवायु परिवर्तन, सूखा और विदेशी आक्रामक प्रजातियों ने एक जंगल की आग संकट पैदा किया है जो पारिस्थितिक तंत्र और समुदायों के लिए खतरा है। जैसे-जैसे जंगल और जंगल अनियंत्रित रूप से जलते हैं, मानव स्वास्थ्य और जलवायु के लिए विनाशकारी परिणामों के साथ, बड़ी मात्रा में कण और ग्रीनहाउस गैसें वायुमंडल में उत्सर्जित होती हैं। उदाहरण के लिए, 2020 में कैलिफोर्निया में जंगल की आग से लगभग 127 मिलियन मेगाटन ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन जारी होने का अनुमान है, जो 2003 से 2019 तक कैलिफोर्निया के कुल जीएचजी उत्सर्जन में कमी की मात्रा का लगभग दो गुनाहै। तेजी से, वैज्ञानिक और भूमि प्रबंधक मानव कार्यों की जांच कर रहे हैं जो इन जंगलों और वुडलैंड्स और उनकी पारिस्थितिकी तंत्र सेवाओं को बहाल करने में मदद कर सकते हैं। मैनुअल पतला होना और अतिरिक्त बायोमास को हटाना सबसे महत्वपूर्ण कार्यों में से एक है जिसे लिया जाना चाहिए2. बायोमास को हटाने में इसका निपटान शामिल है, और जहां बायोमास दूरस्थ और कठिन-से-पहुंच वाले स्थानों में स्थित है, वहां अप्रबंधित स्लैश ढेर में भस्मीकरण ऑनसाइट के अलावा कुछ विकल्प हैं। अप्रबंधित जला ढेर परिदृश्य से ईंधन को हटाने का काम करते हैं, लेकिन वे वन मिट्टी को नुकसान पहुंचाते हैं क्योंकि ढेर के नीचे केंद्रित गर्मी मिट्टी के जैविक क्षितिज को जला देती है, नंगे मिट्टी को पीछे छोड़ देती है जो आक्रामक प्रजातियों द्वारा क्षरण और उपनिवेशीकरण की चपेट में है। जले हुए ढेर के निशान3 में कार्बनिक मिट्टी के क्षितिज को पुन: उत्पन्न करने में दशकों लग सकते हैं। अप्रबंधित जला ढेर भी कण और ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन का एक स्रोत है। स्लैश पाइल बर्निंग से निकलने वाला धुआं भी जलती हुई खिड़की को वायु-गुणवत्ता-सीमित वाटरशेड में प्रतिबंधित करता है, जिससे काम पूरा करना अधिक कठिन हो जाता है।

यूएसडीए वन सेवा के शोधकर्ताओं ने स्लैश सामग्री से बायोचार के उत्पादन के विकल्प की जांच की है, और जंगल4 में छोटे, मोबाइल बायोचार भट्टों का उपयोग करने के विकल्प सहित कई आशाजनक तकनीकों की पहचान की है। वन स्लैश को बायोचार ऑनसाइट में परिवर्तित करने से जले हुए ढेर में भस्मीकरण द्वारा स्लैश निपटान के वर्तमान अभ्यास पर कई पारिस्थितिक फायदे हैं, जिसमें मिट्टी के हीटिंग और कण उत्सर्जन को कम करना शामिल है। ऑनसाइट उत्पादित बायोचार को कृषि में हटाया और उपयोग किया जा सकता है, या इसे उस जगह पर छोड़ा जा सकता है जहां यह वन स्वास्थ्य को बहाल करने और जलवायु परिवर्तन और सूखे के अनुकूलन में सुधार करने में कई कार्य करता है। क्योंकि कई वन मिट्टी में कुल कार्बन का 50% तक ऐतिहासिक, प्राकृतिक आग5 से लकड़ी का कोयला है, उस साइट पर बायोचार छोड़ने से जहां इसे बनाया जाता है, वन मिट्टी के लकड़ी का कोयला को बहाल कर सकता है जो अक्सर आग के दमन के कारण हाल ही में मिट्टी के क्षितिज से गायब होता है, पारिस्थितिकी तंत्र प्रक्रियाओं पर अज्ञात प्रभावों के साथ6. वन मिट्टी पर छोड़े गए बायोचार प्राकृतिक आग से उत्पादित लकड़ी का कोयला के प्रभावों की नकल कर सकते हैं और मिट्टी कार्बन सामग्री और मिट्टी के भौतिक, रासायनिक औरजैविक गुणों पर समान प्रभाव पैदा कर सकते हैं।

हाल के वर्षों में, वानिकी श्रमिकों, वुडलैंड मालिकों, शोधकर्ताओं और बायोचार सलाहकारों के एक अंतरराष्ट्रीय नेटवर्क ने स्लैश ढेर भस्मीकरण के विकल्प के रूप में वन स्लैश को बायोचार ऑनसाइट में परिवर्तित करने के लिए कार्बोनाइजेशन विधियों का एक सूट विकसित किया है। ये विधियां लौ कार्बोनाइजेशन के सिद्धांत पर आधारित हैं, जिन्हें पहली बार जापान में मोकी कंपनी8 द्वारा पेश किए गए "धुआं रहित कार्बोनाइजिंग भट्ठा" के रूप में विकसित और व्यावसायीकृत किया गया था। यह स्टील रिंग भट्ठा अच्छी तरह से कार्बोनेटेड बायोचार बनाता है जिसमें 13% से 20% की बायोमास-टू-बायोचार रूपांतरण दक्षता होती है, जो फीडस्टॉक9 पर निर्भर करता है।

बायोचार या चारकोल के उत्पादन की प्रक्रिया को अक्सर पायरोलिसिस कहा जाता है, ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में गर्मी द्वारा बायोमास घटकों का पृथक्करण। यह आमतौर पर रिटॉर्ट पायरोलिसिस के रूप में कल्पना की जाती है, जहां बायोमास को बाहरी रूप से गर्म पोत में हवा से शारीरिक रूप से अलग किया जाता है। हालांकि, पायरोलिसिस सीमित हवा की उपस्थिति में भी हो सकता है, जैसा कि गैसीकरण और लौ कार्बोनाइजेशन में होता है, क्योंकि लकड़ी जैसे ठोस ईंधन चरणों में जलते हैं। जब बायोमास पर गर्मी लागू होती है, तो दहन का पहला चरण निर्जलीकरण होता है, क्योंकि सामग्री से पानी वाष्पित हो जाता है। इसके बाद देवोलटिलाइजेशन और एक साथ चार गठन होता है, जिसे पायरोलिसिस भी कहा जाता है। हाइड्रोजन और ऑक्सीजन युक्त वाष्पशील गैस को एक लौ में छोड़ा और जलाया जाता है, जिससे प्रक्रिया में लगातार गर्मी बढ़ जाती है। जैसे ही गैस निकलती है, शेष कार्बन सुगंधित कार्बन, या चार में परिवर्तित हो जाता है। दहन का अंतिम चरण खनिज राख10 के लिए चार का ऑक्सीकरण है।

क्योंकि ये असतत चरण हैं जो एक खुली दहन प्रक्रिया में होते हैं, हमारे पास हवा या गर्मी को हटाकर चार गठन के बाद प्रक्रिया को रोकने का अवसर है। यह बायोचार उत्पादन प्रक्रिया के दौरान जले हुए ढेर में लगातार नई सामग्री जोड़कर पूरा किया जाता है ताकि गर्म चार को नई सामग्री द्वारा दफन किया जाए जो ऑक्सीजन के प्रवाह को काट देता है। गर्म लकड़ी का कोयला ढेर के तल में जमा होता है और जब तक लौ मौजूद होती है तब तक जलकर राख होने से रोका जाता है, क्योंकि लौ उपलब्ध ऑक्सीजन का अधिकांश उपभोग करती है। जब सभी ईंधन को ढेर में जोड़ा जाता है, तो लौ मरने लगती है। उस समय, गर्म लकड़ी का कोयला ऑक्सीजन और गर्मी को हटाकर संरक्षित किया जा सकता है, आमतौर पर पानी के साथ कोयले का छिड़काव करके और उन्हें ठंडा करने के लिए पतला रेक11.

ऑपरेशन का मूल सिद्धांत काउंटर-फ्लो दहन का है। काउंटर-फ्लो दहन हवा लौ को कम रखती है और अंगारे या चिंगारी के उत्सर्जन को रोकती है। लौ अधिकांश धुएं को भी जला देती है, जिससे उत्सर्जन कम हो जाता है। सारांश में, निम्नलिखित सिद्धांत लौ टोपी भट्ठा में काउंटर-फ्लो दहन के संचालन की व्याख्या करते हैं: (1) गैस ऊपर की ओर बहती है जबकि दहन हवा नीचे की ओर बहती है, (2) काउंटर-करंट प्रवाह स्थापित होता है क्योंकि जलता हुआ ईंधन हवा को नीचे की ओर खींचता है, (3) आग की लपटें कम और ईंधन के करीब रहती हैं, एम्बर एस्केप को कम करती हैं, (4) गर्म क्षेत्र में धुआं जलता है, (5) क्योंकि सभी दहन हवा ऊपर से आती है, यह आग की लपटों से भस्म हो जाता है (6) बहुत कम हवा भट्ठे के तल तक गिरने वाले अंगारों तक पहुंचने में सक्षम होती है, (7) कोयले को प्रक्रिया के अंत तक संरक्षित किया जाता है जब वे बुझ जाते हैं या सूँघ जाते हैं।

मिट्टी के लिए इसके लाभों के अलावा, बायोचार जलवायु परिवर्तन शमन के लिए कार्बन हटाने का एक प्रमुख तरीका भी है। वुडी बायोमास में आधे कार्बन को बायोचार12 के रूप में स्थिर, सुगंधित कार्बन में परिवर्तित किया जा सकता है। हालांकि, सभी पायरोलिसिस प्रौद्योगिकियां समान मात्रा में पुनर्गणना कार्बन का उत्पादन नहीं करती हैं जो मिट्टी में स्थिर रहती हैं 100 साल या उससे अधिक (कार्बन हटाने का मूल्य निर्धारित करने के लिए प्रमुख मैट्रिक)। Biochar स्थिरता उत्पादनको तापक्रमसँग निकटता से सम्बन्धित छ। जलती हुई लकड़ी का एडियाबेटिक लौ तापमान प्रोपेन, 1,977 डिग्री सेल्सियस13 के करीब होने का अनुमान है। फ्लेम कैप भट्ठा में बायोचार उत्पादन लौ के साथ निकटता से जुड़ा होता है, जिसमें धातु की दीवार के माध्यम से चालन द्वारा कोई गर्मी हस्तांतरण नुकसान नहीं होता है, जैसा कि रिटॉर्ट पायरोलिसिस में होता है। इसलिए, हम उम्मीद करेंगे कि उत्पादन का तापमान तब तक अधिक रहेगा जब तक प्रक्रिया के दौरान लौ बनाए रखी जाती है। रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी14 का उपयोग करते हुए चार के एक सर्वेक्षण ने बताया कि लौ टोपी भट्ठा (प्रमुख लेखक केल्पी विल्सन द्वारा प्रदान किया गया) से एक बायोचार नमूना 900 डिग्री सेल्सियस की सीमा में चार गठन के उच्चतम स्पष्ट तापमान के साथ तीन नमूनों में से एक था।

थर्मोकपल को बर्न के इंटीरियर तक पहुंचने और फ्लेम कैप भट्ठा या बर्न पाइल में बायोचार के उत्पादन तापमान को सटीक रूप से मापने की आवश्यकता होती है, और ये महंगे हैं और कम तकनीक वाले उत्पादकों के लिए उपलब्ध नहीं हैं। इसलिए, हम एक कैलिब्रेटेड तापमान15 पर पिघल कि गर्मी crayons (वेल्डर द्वारा धातु भागों के तापमान की जांच करने के लिए वेल्डर द्वारा इस्तेमाल किया) का उपयोग करता है कि ब्राजील अमेज़न में काम कर रहे शोधकर्ताओं द्वारा वर्णित एक विधि का इस्तेमाल किया है. ईंटों को क्रेयॉन के साथ चिह्नित किया जाता है, एल्यूमीनियम पन्नी में लपेटा जाता है, और उत्पादन के दौरान भट्ठे में विभिन्न स्थानों पर रखा जाता है। हमने कई बार इस पद्धति का उपयोग किया और निर्धारित किया कि भट्ठा का तापमान 650 डिग्री सेल्सियस से अधिक हो गया है, क्योंकि क्रेयॉन के निशान पूरी तरह से पिघल गए थे। जहां आवश्यक हो, उत्पादन तापमान की पुष्टि करने के लिए यह एक उपयोगी तरीका होगा; हालांकि, मुख्य सत्यापन बिंदु पूरे लौ की उपस्थिति का दस्तावेजीकरण करेगा।

कम तकनीक वाली लौ कार्बोनाइजिंग विधियों द्वारा बनाई गई बायोचार की विशेषताओं पर बहुत अधिक प्रकाशित डेटा नहीं है। हालांकि, कई भट्ठा प्रकारों में लौ कार्बोनाइजिंग विधियों द्वारा बनाए गए बायोचार नमूनों का विश्लेषण कॉर्नेलिसेन एट अल द्वारा किया गया था और बायोचार के लिए यूरोपीय बायोचार सर्टिफिकेट (ईबीसी) मानकों को पूरा करने के लिए पाया गया था, जिसमें कम पीएएच सामग्री और उच्च बायोचार स्थिरता शामिल है। इसके अलावा, वुडी और शाकाहारी फीडस्टॉक्स दोनों से उत्पादित बायोचार में औसत कार्बन सामग्री 76 प्रतिशत11 थी। यूएस फॉरेस्ट सर्विस रॉकी माउंटेन रिसर्च स्टेशन16 ने 2022 में कैलिफोर्निया में एक फील्ड डे में बने फ्लेम कैप भट्टों और बर्न पाइल्स से पांच बायोचार नमूनों का विश्लेषण किया। नमूनों की औसत कार्बन सामग्री 85 प्रतिशत थी। इन परिणामों को देखते हुए, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि यह संभावना है कि लौ टोपी भट्टों में लकड़ी के अवशेषों से बना बायोचार सत्यापित कार्बन हटाने के लिए बुनियादी आवश्यकताओं को पूरा करेगा: उच्च कार्बन सामग्री और उच्च बायोचार स्थिरता।

कम-तकनीक, स्थान-आधारित बायोचार उत्पादन के लिए दो कार्बन हटाने के प्रोटोकॉल अब वेरा17 और यूरोपीय बायोचार कंसोर्टियम ग्लोबल आर्टिसन सी-सिंक प्रोटोकॉल18 द्वारा जारी किए गए हैं। ये नव विकसित प्रोटोकॉल आशाजनक हैं; हालांकि, सूखे और जंगल की आग से खतरे के तहत जंगलों, वुडलैंड और अन्य परिदृश्यों पर लागू होने पर उनकी कुछ सीमाएं हैं। तदनुसार, यह पत्र एडी टेक 002 से एक नई पद्धति, कार्यप्रणाली CM1.0V19 का वर्णन करेगा, जिसे विशेष रूप से वनस्पति प्रबंधन और ईंधन लोड में कमी गतिविधियों के हिस्से के रूप में लकड़ी के मलबे के लौ कार्बोनाइजेशन के लिए विकसित किया जा रहा है। जीवन चक्र विश्लेषण पुष्टि करता है कि लौ टोपी भट्टों में वुडी बायोमास से ऑनसाइट बायोचार उत्पादन का उपयोग करके बायोचार कार्बन अनुक्रम एक शुद्ध कार्बन हटाने लाभ20 का उत्पादन करता है। कार्बन हटाने के प्रोटोकॉल के सफल कार्यान्वयन से आर्थिक रूप से महत्वपूर्ण ईंधन में कमी के काम का समर्थन करने में मदद मिल सकती है जो समुदायों और पारिस्थितिक तंत्र को जंगल की आग और पारिस्थितिकी तंत्र के क्षरण से बचाने के लिए आवश्यक है। कार्बन हटाने के भुगतान, क्षेत्र माप और डिजिटल निगरानी, रिपोर्टिंग और सत्यापन (डी-एमआरवी) विधियों को यहां वर्णित बायोचार उत्पादन पद्धति में नियमित प्रथाओं के रूप में शामिल किया गया है। मंच के विवरण पर पूरक जानकारी (पूरक फ़ाइल 1) में चर्चा की गई है।

जबकि फ्लेम कैप भट्टों के कई ओपन-सोर्स डिज़ाइन व्यक्तियों द्वारा अपने स्वयं के उपयोग के लिए निर्मित किए जा रहे हैं21, हमारे ज्ञान के लिए, इस समय, एक क्यूबिक मीटर से अधिक की क्षमता वाला केवल एक फ्लेम कैप भट्ठा है जिसे उत्तरी अमेरिका में बिक्री के लिए बड़े पैमाने पर उत्पादित किया जा रहा है, रिंग ऑफ फायर भट्ठा22, एक हल्का, पोर्टेबल लौ कैप भट्ठा जिसे हाथ के कर्मचारियों का उपयोग करके आसान गतिशीलता के लिए डिज़ाइन किया गया है। भट्ठे में एक आंतरिक रिंग होती है जिसमें हल्के स्टील की छह चादरें होती हैं जो एक साथ सुरक्षित होती हैं। एक बाहरी रिंग जो ब्रैकेट पर लाइटर गेज स्टील बोल्ट से बना होता है जो आंतरिक रिंग को एक साथ रखता है। बाहरी रिंग एक गर्मी ढाल के रूप में कार्य करती है जो बेहतर दक्षता के लिए गर्मी में रखती है। भट्ठे का शीर्ष हवा के लिए खुला है, और यहीं पर लौ टोपी बनती है। मुख्य भट्ठा शरीर और गर्मी ढाल के बीच कुंडलाकार अंतर के माध्यम से बहने वाली हवा भट्ठा को पूर्व-गर्म दहन हवा प्रदान करती है, जिससे दहन दक्षता बढ़ जाती है (चित्र 1)

Figure 1
चित्रा 1: आग भट्ठा की अंगूठी में हवा के प्रवाह, लौ विशेषताओं और चार संचय दिखाने वाला योजनाबद्ध। काउंटर-फ्लो दहन हवा धुएं को गर्म क्षेत्र में खींचती है, जहां यह जल जाता है। मुख्य भट्ठा शरीर और गर्मी ढाल के बीच कुंडलाकार अंतर के माध्यम से बहने वाली हवा भट्ठा को पूर्व-गर्म दहन हवा प्रदान करती है, जिससे दहन दक्षता बढ़ जाती है। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

भट्ठा व्यास 2.35 मीटर है, जो एक सिलेंडर बनाता है जो 4.3 मीटर3 की कुल मात्रा के लिए एक मीटर लंबा है। व्यवहार में, भट्ठा कभी भी पूरी तरह से शीर्ष पर नहीं भरा जाता है, इसलिए एक विशिष्ट उत्पादन बैच भट्ठे को 1/2 से 3/4 के बीच बायोचार की मात्रा के लिए भर देगा जो 2 और 3 घन मीटर के बीच होता है।

क्योंकि रिंग ऑफ फायर भट्ठा एक मानकीकृत डिजाइन है, इसे CM002 घटक पद्धति में उपयोग के लिए पहली प्रमाणित तकनीक के रूप में अपनाया जा रहा है जो ग्रीनहाउस गैस (GHG) लाभों की मात्रा का ठहराव के लिए मानकीकृत प्रक्रियाएं प्रदान करता है। CM002 की आवश्यकताओं को पूरा करने वाले मापन और डेटा संग्रह चरणों को विधि में शामिल किया गया है। पूरी प्रक्रिया में लघु प्रश्नावली का उत्तर देकर और मोबाइल ऐप पर फ़ोटो और वीडियो क्लिप अपलोड करके स्मार्टफोन एप्लिकेशन के माध्यम से रिपोर्टिंग की जाती है।

Protocol

नोट: यह पद्धति इखला स्मार्ट फोन एप्लिकेशन का उपयोग करती है (इसलिए डी-एमआरवी एप्लिकेशन के रूप में संदर्भित; सामग्री की तालिका) कार्बन हटाने के भुगतान, क्षेत्र माप और डिजिटल निगरानी, रिपोर्टिंग और सत्यापन तक पहुंचने के लिए।

1. फीडस्टॉक इकट्ठा करना और उपयुक्तता की पुष्टि करना

  1. फीडस्टॉक आकार का चयन करें और रिपोर्ट करें।
  2. 15 सेमी से कम व्यास वाली वुडी सामग्री का चयन करें। सुनिश्चित करें कि सभी सामग्री आकार में शाखीदार या गैर-समान हैं ताकि यह कसकर पैक न हो और भट्ठे में वायु प्रवाह को बाधित करे।
  3. D-MRV एप्लिकेशन पर, कैमरा खोलने के लिए फीडस्टॉक सेक्शन में टेक ए फोटो बटन पर क्लिक करें। कैमरा खुला होने के साथ, विषय पर निशाना लगाओ (मापने वाली छड़ी के साथ सूखे फीडस्टॉक ढेर), और स्क्रीन पर शटर बटन दबाकर छवि को कैप्चर करें।
  4. फीडस्टॉक प्रजातियों की रिपोर्ट करें: डी-एमआरवी एप्लिकेशन खोलें और प्रत्येक प्रजाति प्रकार की मात्रा की रिपोर्ट करने वाली लघु डिजिटल प्रश्नावली का उत्तर दें। रिपोर्टिंग दृश्य अनुमानों पर आधारित है।
  5. फीडस्टॉक नमी का निर्धारण और रिपोर्ट करें।
    1. एक मानक जलाऊ लकड़ी नमी मीटर का उपयोग करके, प्रत्येक प्रकार के फीडस्टॉक के सबसे बड़े टुकड़े के बीच में पिन डालकर रीडिंग लें।
    2. डी-एमआरवी एप्लिकेशन पर, प्रत्येक नमी मीटर रीडिंग की एक तस्वीर लें। नमी मीटर अनुभाग में एक फोटो लें बटन पर क्लिक करें, और टेक्स्ट फ़ील्ड में नमी मीटर पर प्रदर्शित मान टाइप करें। प्रत्येक नमी मीटर पढ़ने के लिए एक फोटो और पाठ प्रविष्टि जमा करें।

2. भट्ठे को इकट्ठा करना, लोड करना और प्रकाश देना

  1. समतल जमीन पर, लगभग 3 मीटर व्यास के एक सर्कल से ज्वलनशील कार्बनिक पदार्थ को साफ करें। कनेक्टर ब्रैकेट का उपयोग करके 6 आंतरिक भट्ठा पैनलों को एक सिलेंडर में इकट्ठा करें,
  2. फावड़ा या इसी तरह के उपकरण का उपयोग करके, सिलेंडर के निचले किनारे को खनिज गंदगी या मिट्टी के एक छोटे बरम के साथ सील करें ताकि हवा नीचे से भट्ठे में प्रवेश न कर सके।
  3. कनेक्टर ब्रैकेट में 6 हीट शील्ड पैनल संलग्न करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि हीट शील्ड के नीचे एक हवा का अंतर छोड़ दिया गया है ताकि हवा आंतरिक और बाहरी सिलेंडरों के बीच कुंडलाकार अंतर से प्रवाहित हो सके। भट्ठा आईडी संलग्न करें tag हीट शील्ड हार्डवेयर का उपयोग करके हीट शील्ड के लिए।
  4. बैच में उपयोग किए जाने वाले भट्टों की पहचान करें। बर्न प्रिपरेशन सेक्शन में, इकट्ठे भट्ठे और आईडी टैग की तस्वीरें लेने के लिए टेक ए फोटो बटन पर क्लिक करें और उन्हें साइट पर प्रत्येक भट्ठे के लिए सबमिट करें।
  5. भट्ठा लोड करें: भट्ठा के प्रारंभिक लोडिंग के लिए छोटे (2-6 सेमी मोटी आदर्श है), सुखाने की सामग्री का उपयोग करें। सामग्री को भट्ठा रिम तक पैक करें, किसी भी गैर-शाखा सामग्री, जैसे कि डंडे की व्यवस्था करें, ताकि यह बहुत कसकर पैक न हो और वायु प्रवाह को प्रतिबंधित करे।
    नोट: लक्ष्य यह सुनिश्चित करना है कि सामग्री एक लौ को बनाए रखने के लिए पर्याप्त कसकर पैक की गई है, लेकिन दहन हवा को ढेर के नीचे तक पहुंचने की अनुमति भी देती है।
  6. भट्ठा जलाएं: भरी हुई भट्ठी के ऊपर छोटी, सूखी किंडलिंग सामग्री डालें। यदि आवश्यक हो तो एक त्वरक का उपयोग करें और एक मैच के साथ प्रकाश करें, या एक प्रोपेन मशाल का उपयोग करें। भट्ठे को शीर्ष पर कई स्थानों पर जलाएं ताकि पूरे भट्ठे पर लौ की एक टोपी जल्दी विकसित हो जाए।
  7. डी-एमआरवी ऐप का उपयोग करके, फ्लेम कैप स्थापित होते ही 30 एस वीडियो क्लिप लें। बर्न स्टार्ट सेक्शन में, टेक वीडियो बटन पर क्लिक करें और फिर सबमिट वीडियो बटन पर क्लिक करें।

3. भट्ठे को खिलाना और उसकी देखभाल करना

  1. ऑपरेशन के पहले चरण के दौरान, हवा को भट्ठे के ऊपर से नीचे तक खींचा जाता है, जबकि प्रारंभिक भार ज्यादातर कोयले की एक परत तक जल जाता है। सुनिश्चित करें कि अधिक सामग्री जोड़ने से पहले पहला भार कोयले का एक अच्छा बिस्तर पैदा करता है। फीडस्टॉक की एक नई परत जोड़ें जब पिछली परत सफेद राख की एक फिल्म दिखाना शुरू कर देती है।
  2. निरंतर लोडिंग के लिए संक्रमण: भट्ठा में स्थिर दर पर नई सामग्री लोड करें। लकड़ी की प्रत्येक परत को समान व्यास रखने की कोशिश करें ताकि चारिंग समान हो।
    1. लोडिंग दर के संकेतक के रूप में लौ का उपयोग करें: लौ को नई सामग्री जोड़ने के लिए मार्गदर्शक होने दें। सुनिश्चित करें कि शीर्ष पर एक अच्छी मजबूत लौ बनी रहे क्योंकि यह चार बनाने के लिए गर्मी का स्रोत है।
    2. यदि ऑपरेटर बहुत अधिक, बहुत तेजी से लोड करता है, तो लौ को बुझा दिया जाएगा। यदि ऐसा होता है, तो रुकें और लौ के वापस ऊपर आने की प्रतीक्षा करें। यदि ऑपरेटर पर्याप्त सामग्री लोड नहीं करता है, तो लौ मर जाएगी, और चार जलकर राख होने लगेगा। यदि ऐसा होना शुरू हो जाता है, तो लौ को चालू रखने के लिए और सामग्री डालें।
  3. स्वच्छ, गर्म दहन के संकेतक के रूप में जलने के दौरान लौ की उपस्थिति को सत्यापित करें जो मीथेन उत्सर्जन को कम करेगा और स्थिर चार गठन को अधिकतम करेगा।
    1. डी-एमआरवी एप्लिकेशन का उपयोग करके, भट्ठा जलाए जाने के लगभग 1 घंटे बाद लौ का 30-s वीडियो लें। बर्न क्वालिटी प्रूफ सेक्शन पर नेविगेट करें और प्रूफ ऑफ बर्न एट फर्स्ट ऑवर बटन पर क्लिक करें।
    2. वीडियो लें बटन पर क्लिक करें, कम से कम 30 सेकंड के लिए रिकॉर्ड दबाएं, और सबमिट वीडियो बटन पर क्लिक करें।
  4. बर्न के मध्य चरणों में सबसे बड़ी सामग्री जोड़ें ताकि इसमें पूरी तरह से चार होने का समय हो। भट्ठा फीडस्टॉक प्रकार, आकार और नमी के आधार पर अलग-अलग दरों पर बायोचार से भर जाएगा।
  5. डी-एमआरवी एप्लिकेशन का उपयोग करके, जलने के दूसरे घंटे के अंत में लौ का 30-s वीडियो लें। प्रूफ ऑफ बर्न एट सेकेंड ऑवर बटन पर क्लिक करें और फिर टेक वीडियो बटन पर क्लिक करें। कम से कम 30 सेकंड के लिए रिकॉर्ड दबाएं और सबमिट वीडियो बटन पर क्लिक करें।
  6. डी-एमआरवी एप्लिकेशन का उपयोग करके, जलने के तीसरे घंटे के अंत में लौ का 30-s वीडियो लें। प्रूफ ऑफ बर्न एट थर्ड ऑवर बटन पर क्लिक करें और फिर टेक वीडियो बटन पर क्लिक करें। कम से कम 30 सेकंड के लिए रिकॉर्ड दबाएं और सबमिट वीडियो बटन पर क्लिक करें।
  7. जैसे ही भट्ठा लाल गर्म चमकते अंगारों से भर जाता है, मध्यम आकार की सामग्री की आखिरी कुछ परतें बनाएं ताकि किसी भी बड़े टुकड़े को चारिंग खत्म करने की अनुमति मिल सके।

4. बायोचार को खत्म करना, बुझाना और मापना

  1. जब संचित बायोचार भट्ठे के शीर्ष रिम के 10-20 सेमी के भीतर होता है, जब फीडस्टॉक का उपयोग किया जाता है, या जब कार्य दिवस समाप्त होता है, तो जला समाप्त करें।
  2. जब कोई आग की लपटें नहीं रह जाती हैं तो चारिंग पूरी हो जाती है। आग की लपटों को मरने के लिए फीडस्टॉक के आखिरी टुकड़े को जोड़ने के बाद 10-15 मिनट तक प्रतीक्षा करें। हमेशा कुछ बड़े टुकड़े होंगे जो पूरी तरह से चार नहीं करते हैं, जो चिंता का विषय नहीं है।
  3. शमन से पहले, भट्ठे में गर्म, चमकते अंगारों को समतल करने के लिए स्टील रेक का उपयोग करें।
    1. भट्ठे की दीवार के खिलाफ भट्ठे में लंबवत एक मापने वाली छड़ी रखें, ताकि एक छोर स्तर के चार को छू ले। D-MRV अनुप्रयोगावर, मोजण्याची स्टिकची एक तस्वीर घ्या जे भट्ठामध्ये वर्ण ची गहराईला भेट शोधून भेट घेऊन बायोचार विभागात नेव्हिगेट करा आणि फोटो घ्या घ्या बटणावर क्लिक करा.
    2. प्रश्न के लिए टेक्स्ट इनपुट फ़ील्ड में बायोचार के ऊपर से भट्ठे के शीर्ष तक रीडिंग क्या है, मापने वाली छड़ी पर मान दर्ज करें।
    3. सबमिट और ऐड अदर फोटो बटन पर क्लिक करके भट्ठे के भीतर अलग-अलग स्थानों पर इस माप और फोटो रिकॉर्डिंग को दो बार दोहराएं।
  4. चार गहराई माप की रिपोर्ट करने के तुरंत बाद, सत्यापन उद्देश्यों के लिए भट्ठा पहचान टैग की एक तस्वीर लें।
  5. चार थोक घनत्व को मापें।
    1. जब बायोचार बैच पूरा हो जाता है, लेकिन शमन से पहले, भट्ठे से फावड़ा गर्म चमकते कोयले के साथ एक धातु की बाल्टी भरें। हैंगिंग स्केल का उपयोग करके तारे का वजन प्राप्त करने के लिए बाल्टी का वजन करें। वजन रिकॉर्ड करने के लिए एक तस्वीर लें।
    2. बाल्टी को गर्म अंगारों से भरें और वजन रिकॉर्ड करने के लिए एक तस्वीर लेते हुए इसे तौलें।
    3. नमूना प्रक्रिया (4.5.1-4.5.2) को दो बार दोहराएं, भट्ठे के विभिन्न हिस्सों से नमूने लें और एक तस्वीर के साथ मूल्य रिकॉर्ड करें।
  6. पानी से बुझाएं।
    1. भट्ठे में कम दबाव पर पानी का छिड़काव शुरू करें जब तक कि गर्मी ढाल छूने के लिए पर्याप्त ठंडा न हो जाए। सभी हीट शील्ड पैनल निकालें और उन्हें रास्ते से हटा दें।
    2. पानी का छिड़काव करते समय, कई भट्ठे के पैनलों को हटा दें और चार को ठंडा करने के लिए एक पतली परत में रेक करें। स्प्रे करना जारी रखें और तब तक रेक करें जब तक कि चार पूरी तरह से ठंडा न हो जाए। बायोचार इतना ठंडा होना चाहिए कि उसमें हाथ डाला जा सके।
  7. बिना जले टुकड़ों को निकालें और रिकॉर्ड करें। किसी भी आंशिक रूप से जले हुए टुकड़ों को हटा दें और उन्हें भट्ठा पैनलों में से एक पर एक परत में व्यवस्थित करें, जिसमें मापने वाली छड़ी रखी जाए। डी-एमआरवी एप्लिकेशन का उपयोग करके, अधूरे जले हुए टुकड़ों की तस्वीर लें।

Representative Results

रिंग ऑफ फायर भट्ठा का उपयोग करके एक सुव्यवस्थित और कार्यान्वित बायोचार बैच जलने के समय के 4-5 घंटे में बायोचार के 2-3 मीटर3 का उत्पादन करेगा। CM002 घटक पद्धति का उपयोग करना और D-MRV एप्लिकेशन में बर्न पैरामीटर रिकॉर्ड करना एक प्रमाणित सत्यापनकर्ता को बैच बायोचार उत्पादन मात्रा और बायोचार गुणवत्ता की पुष्टि करने की अनुमति देना है। कार्यप्रणाली के बारे में अधिक जानकारी पूरक जानकारी (पूरक फ़ाइल 1) में प्रदान की जाती है।

रिंग ऑफ फायर भट्ठा में बने बायोचार के एक विशिष्ट बैच के लिए प्रक्रिया सत्यापन बिंदु यहां सूचीबद्ध हैं (चित्र 2)। तालिका 1 क्षेत्र में मापा या सत्यापन द्वारा निर्धारित के रूप में विशिष्ट मान देता है।

1. फीडस्टॉक प्रकार की रिपोर्ट करें।
2. फीडस्टॉक आकार: जगह में एक शासक के साथ फीडस्टॉक ढेर की तस्वीर।
3. फीडस्टॉक नमी: प्रत्येक फीडस्टॉक प्रजातियों के सबसे बड़े टुकड़े से नमी मीटर रीडिंग दिखाने वाली एक तस्वीर।
4. इग्निशन: एक 30-s वीडियो भट्ठा जलने की शुरुआत और शुरू होने का रिकॉर्डिंग समय दिखा रहा है। वीडियो से पता चलता है कि एक मजबूत लौ टोपी विकसित हुई है।
5. लौ उपस्थिति के आधार पर उत्पादन तापमान सत्यापन: तीन 30-s वीडियो जलने के दौरान मजबूत लौ उपस्थिति दिखाते हैं।
6. बायोचार वॉल्यूम: भट्ठे में छड़ी को मापने के तीन चित्र तीन स्थानों पर भट्ठे में स्तर चार की ऊंचाई दिखाने के लिए। भट्ठे के शीर्ष से चार तक की मापी गई दूरी गणना के लिए एक मान तक औसत होती है।
7. थोक घनत्व: बाल्टी के खाली वजन को दिखाने वाले पैमाने की एक तस्वीर। चार और बाल्टी के वजन को दिखाने वाले पैमाने के तीन चित्र। भट्ठे में 3 स्थानों से चार लिया गया। गणना के लिए तीन वजन माप एक मूल्य के लिए औसत हैं

Figure 2
चित्रा 2: इन्फोग्राफिक प्रक्रिया सत्यापन बिंदु दिखा रहा है। रिंग ऑफ फायर भट्ठा में बने बायोचार के एक विशिष्ट बैच के लिए प्रक्रिया सत्यापन अंक। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

डेटा बिंदु #1 डेटा बिंदु #2 डेटा बिंदु #3
फीडस्टॉक प्रजातियां पाइन 50% एफआईआर 50%
नमी मीटर रीडिंग 19% 23%
खाली भट्ठा सिलेंडर की मात्रा 4.3 मीटर3
भट्ठा सिलेंडर की ऊंचाई 1 वर्ग मीटर
भट्ठे में चार स्तर की ऊंचाई 60 सेमी 61 सेमी 59 सेमी
7 लीटर बाल्टी का वजन कम करें 0.6 किलो
चार के साथ बाल्टी का वजन 1.8 किलो 1.9 किलो 2.0 किलो
चार कार्बन सामग्री का डेटाबेस मूल्य 86.8%
कार्बन स्थिरता कारक 0.74

तालिका 1: प्रतिनिधि मान का उपयोग रिंग ऑफ फायर बायोचार भट्ठा में उत्पादित बायोचार के एक विशिष्ट बैच के लिए उत्पादन परिणामों और प्रसंस्करण मापदंडों को सत्यापित करने के लिए किया जाता है।

नियंत्रण के इन बिंदुओं का उपयोग करते हुए, सत्यापनकर्ता यह निर्धारित करता है कि बायोचार को उपयुक्त फीडस्टॉक्स के साथ और दीर्घकालिक स्थिरता के लिए CM600 घटक पद्धति की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए 002 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर बनाया गया है। यह 0.74 साल के स्थायित्व के लिए 100 के कार्बन स्थिरता कारक को बायोचार बैच पर लागू करने की अनुमति देता है। बायोचार बैच की मात्रा निर्धारित करने के लिए, सत्यापनकर्ता भट्ठा आईडी टैग (4.3 मीटर3) और भट्ठा में चार स्तर की ऊंचाई (1 मीटर - 0.4 मीटर = 0.6 मीटर) द्वारा सत्यापित खाली भट्ठा की मात्रा का उपयोग करता है। चूँकि भट्ठा 60% भरा हुआ है, अतः चार का आयतन 0.6 x 4.3 m3 = 2.6 m3 है। सत्यापनकर्ता तब बाल्टी माप के आधार पर बायोचार के थोक घनत्व की गणना करता है। प्रत्येक माप से 0.6 किलो बाल्टी वजन घटाने से 1.2 किलोग्राम, 1.3 किलोग्राम और 1.4 किलोग्राम का मान मिलता है जो औसतन 1.3 किग्रा/7 एल होता है। यह 185.7 kg/m3 के बराबर है। इसलिए, उत्पादित बायोचार का सूखा वजन (185.7 किग्रा/मी3) x (2.6 मीटर3) = 483 किलोग्राम है।

सत्यापनकर्ता बायोचार की कार्बन सामग्री को डेटाबेस से, या इस मामले में, एक साधारण प्रयोगशाला परीक्षण से ले सकता है, जिसने 86.8 में कैलिफोर्निया के सोनोमा काउंटी में रिंग ऑफ फायर भट्ठा में उत्पादित मिश्रित सॉफ्टवुड के एक बैच से 2021% की कार्बन सामग्री की पुष्टि की। परीक्षण वाटसनविले, सीए23 के नियंत्रण प्रयोगशालाओं द्वारा किया गया था। 0.74 का कार्बन स्थिरता कारक लागू किया जाता है। इसलिए, बायोचार के लिए सूखे वजन के आधार पर स्थिर कार्बनिक कार्बन सामग्री बायोचार के द्रव्यमान, इसकी कार्बनिक कार्बन सामग्री और (483) x (0.868) x (0.74) = 310.2 किलोग्राम स्थिर कार्बन के अंतिम मूल्य के लिए 100 साल के स्थिरता कारक से ली गई है। कार्बन हटाने के अंतिम मूल्य पर पहुंचने के लिए, परियोजना रिसाव घटाया जाता है, और ठोस कार्बन से कार्बन डाइऑक्साइड में रूपांतरण कारक के साथ उपयुक्त सुरक्षा मार्जिन लागू किया जाता है, जैसा कि पूरक फ़ाइल 1 में वर्णित है। बायोचार का प्रमाणित बायोचार हटाने का मूल्य अंतिम सत्यापन पर निर्भर करता है कि बायोचार को मिट्टी या खाद पर लागू किया गया है और इसे जलाया नहीं गया है या अन्यथा ऑक्सीकरण नहीं किया गया है।

अनुपूरक फ़ाइल 1: कार्यप्रणाली और गणना के बारे में विस्तृत जानकारी। कृपया इस फ़ाइल को डाउनलोड करने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Discussion

विभिन्न बायोमास प्रजातियां बायोमास24 की मौलिक संरचना के कारण, उत्पादन तापमान की परवाह किए बिना, कार्बन और राख के अलग-अलग अंशों के साथ बायोचार का उत्पादन करेंगी। क्योंकि विभिन्न फीडस्टॉक्स के लिए बायोचार विशेषताओं के मौजूदा डेटाबेस पूर्ण नहीं हैं, परियोजनाओं को बायोचार की कार्बनिक कार्बन सामग्री को सत्यापित करने के लिए प्रयोगशाला विश्लेषण के लिए नमूने प्रस्तुत करने की आवश्यकता हो सकती है। परियोजना की लागत को कम रखने के लिए, हम एक सरल प्रयोगशाला प्रक्रिया की सलाह देते हैं जो हाई स्कूल या सामुदायिक कॉलेजस्तर 25 पर स्कूल प्रयोगशालाओं में छात्रों द्वारा कम लागत पर की जा सकती है। समय के साथ, जैसे-जैसे अधिक परियोजनाएं जमीन पर लागू होती हैं, विभिन्न फीडस्टॉक प्रकारों के लिए बायोचार कार्बन सामग्री मूल्यों का डेटाबेस बढ़ेगा और अधिक उपयोगी हो जाएगा।

कई डी-एमआरवी मापों का उद्देश्य यह सत्यापित करना है कि उत्पादन की स्थिति बायोचार के उत्पादन के लिए इष्टतम है जो डेटाबेस मूल्यों से निकटता से मेल खाती है। ये प्रमुख माप फीडस्टॉक नमी और ज्वलंत दहन की गुणवत्ता का दस्तावेजीकरण करने वाली वीडियो श्रृंखला हैं, जो उत्पादन के तापमान और बायोचार में कार्बन की परिणामी स्थिरता को निर्धारित करती है।

जबकि भट्ठे में उत्पादित बायोचार की मात्रा को मापना सीधा है, उत्पादित बायोचार के शुष्क द्रव्यमान का निर्धारण करना आसान नहीं है। बायोचार के साथ काम करना चुनौतीपूर्ण है क्योंकि सामग्री का जटिल कण घनत्व थोक घनत्व माप को26 निर्धारित करना मुश्किल बनाता है। एक बार बायोचार बुझ जाने के बाद, क्षेत्र में बायोचार की एक निश्चित मात्रा का सूखा वजन प्राप्त करना संभव नहीं है। हालांकि, बायोचार के शुष्क थोक घनत्व को गर्म कोयले के साथ ज्ञात मात्रा की धातु की बाल्टी भरकर और इसका वजन करके क्षेत्र में मापा जा सकता है। यह प्रक्रिया हमें बायोचार के शुष्क द्रव्यमान का एक अच्छा सन्निकटन दे सकती है।

इस पद्धति का एक महत्वपूर्ण दोष क्षेत्र संचालन की अंतर्निहित परिवर्तनशीलता है, जिसमें फीडस्टॉक परिवर्तनशीलता और ऑपरेटर का कौशल स्तर शामिल है। ऑपरेटर को फीडस्टॉक लोडिंग दर निर्धारित करनी चाहिए और भट्ठे में एक मजबूत लौ बनाए रखने के लिए काम करना चाहिए। ओवर-लोडिंग द्वारा लौ को बनाए रखने में विफलता चार गठन के तापमान को प्रभावित करेगी और इसलिए, चार स्थिरता। यह ऑपरेटरों के लिए एक प्रभावी प्रशिक्षण कार्यक्रम द्वारा सबसे अच्छा संबोधित किया जाता है। कार्यकर्ता प्रशिक्षण और सुरक्षा प्रोटोकॉल ऑनसाइट बायोचार उत्पादन की सफलता के लिए महत्वपूर्ण हैं। श्रम आवश्यकताओं को देखते हुए, प्रशिक्षण कार्यक्रमों को अच्छी तरह से संगठित करने और व्यापक रूप से उपलब्ध कराने की आवश्यकता होगी27.

कार्यप्रणाली की एक और सीमा डी-एमआरवी माप को लागू करने में परिवर्तनशीलता है। फीडस्टॉक नमी किसी दिए गए बैच के भीतर काफी परिवर्तनशील हो सकती है, भले ही सभी फीडस्टॉक अन्यथा एक समान हों। प्रक्रिया के दौरान लौ के तीन स्नैपशॉट वीडियो लेने की विधि यह सत्यापित करने के लिए कि उचित तापमान तक पहुंच गया है, जला की गतिशील प्रकृति द्वारा सीमित है। तीन स्नैपशॉट वीडियो पूरी प्रक्रिया का प्रतिनिधि नहीं हो सकते हैं। इस माप के लिए एक व्यवहार्य क्रॉस-चेक बस यह जानना है कि जला कितना समय लगा और कितना बायोचार का उत्पादन किया गया क्योंकि गैर-इष्टतम तापमान की स्थिति के परिणामस्वरूप उत्पादन की मात्रा कम होगी। थोक घनत्व और मात्रा के क्षेत्र डी-एमआरवी माप उनकी सटीकता में सीमित हैं; हालांकि, यह सुनिश्चित करने के लिए सुरक्षा मार्जिन का उपयोग करके मुआवजा दिया जाता है कि अंतिम मूल्य रूढ़िवादी हैं और कार्बन हटाने को अधिक महत्व नहीं देते हैं।

परिचालन रसद भी बायोचार उत्पादन मापदंडों की परिवर्तनशीलता और परियोजनाओं की सफलता में योगदान करती है। परिचालन रसद को मौसम, इलाके, पहुंच, कार्यकर्ता सुरक्षा, प्रशिक्षण, उपकरण और उपकरण, और पानी की उपलब्धता जैसे कारकों पर विचार करना चाहिए। बायोचार बनाने के लिए आवश्यक अधिकांश उपकरण और आपूर्ति अग्निशामकों और वानिकी कर्मचारियों को प्रदान किए जाने वाले मानक उपकरण हैं। रिंग ऑफ फायर बायोचार भट्ठा के साथ डी-एमआरवी को लागू करने के लिए आवश्यक विशिष्ट उपकरण सामग्री फ़ाइल की तालिका में सूचीबद्ध हैं।

अपशिष्ट बायोमास से क्षेत्र में बायोचार बनाने को खुले जलने या भस्मीकरण के विकल्प के साथ प्रतिस्पर्धा करनी चाहिए, जिसमें बहुत कम लागत का लाभ होता है। बायोचार बनाम ओपन बर्निंग बनाने की सीमांत लागत ज्यादातर बढ़ी हुई श्रम आवश्यकताओं के साथ होती है, क्योंकि साधारण लौ कैप भट्टों की पूंजी लागत कम27 है। आज तक, भस्मीकरण पर बायोचार उत्पादन की वास्तविक सीमांत लागत को इंगित करने के लिए मजबूत डेटा संग्रह के साथ पर्याप्त बड़े पैमाने पर परियोजनाएं नहीं हैं। हालांकि, एक उदाहरण अंतर को भरने के लिए कार्बन वित्त की क्षमता दिखा सकता है।

मिसौला, एमटी में वाटरशेड कंसल्टिंग, 21 में पश्चिमी मोंटाना में 2021 एकड़ मिश्रित शंकुधारी वन से रिंग ऑफ फायर बायोचार भट्टों का उपयोग करके पतला स्लैश का इलाज किया गया बायोचार भट्टों28. कुल परियोजना लागत $ 42,302.00 थी, और कुल बायोचार उपज 112.5 घन गज थी। लौ टोपी भट्टों में बनाई गई बायोचार विशेषताओं के बारे में हमारी अपनी मानक मान्यताओं का उपयोग करते हुए, हम अनुमान लगाते हैं कि परियोजना ने 31.75 मीट्रिक टन सीओ2 को $ 1,332.35 प्रति टन पर अनुक्रमित किया। सामग्री को जमा करने और भस्म करने की लागत $15,750.00 होती, जिससे भस्मीकरण के बजाय बायोचार बनाने के लिए $26,552.00 की सीमांत लागत या उत्पादित बायोचार के प्रति टन $836.28 की सीमांत लागत निकल जाती। उस सीमांत लागत को कम से कम आंशिक रूप से सीओ2 के $ 100 से $ 200 प्रति टन कार्बन हटाने के भुगतान द्वारा मुआवजा दिया जा सकता है, जो डी-एमआरवी प्रक्रिया के महत्व को मान्य करता है। परियोजना की आर्थिक तस्वीर को पूरा करने के लिए, वित्तपोषण अधिकारियों के लिए यह महत्वपूर्ण है कि वे जलने के ढेर के निशान, ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को कम करने, और कण वायु प्रदूषण से मिट्टी के नुकसान से बचने के पारिस्थितिकी तंत्र लाभों को स्वीकार करें, साथ ही नमी प्रतिधारण, पोषक तत्व चक्रण और मिट्टी के स्वास्थ्य के लिए वन मिट्टी में चार लौटाएं।

इस पत्र में वर्णित विस्तृत तरीके आर्थिक रूप से व्यवहार्य बायोमास-टू-बायोचार परियोजनाओं को लागू करने के लिए विदेशी आक्रामक प्रजातियों, सूखा, और जंगल की आग से प्रभावित पारिस्थितिक तंत्र में काम करने वाले व्यक्तियों और समूहों की मदद करेंगे जो ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन से बचने और जलवायु शमन के लिए कार्बन को अनुक्रमित करते हुए मिट्टी और देशी पारिस्थितिक तंत्र में सुधार और बहाल कर सकते हैं। इस व्यावहारिक क्षेत्र पद्धति में माप और सत्यापन बिंदुओं में परिवर्तनशीलता और सटीकता की कमी के बावजूद, हम यह निष्कर्ष निकालते हैं कि यह अभी भी क्षेत्र की स्थितियों में कार्बन को अनुक्रमित करने के लिए एक मूल्यवान दृष्टिकोण है जहां अन्य दृष्टिकोण, जैसे औद्योगिक पायरोलिसिस सुविधा के लिए बायोमास का परिवहन, व्यावहारिक नहीं हैं।

Disclosures

लेखक केल्पी विल्सन रिंग ऑफ फायर बायोचार भट्ठा के आविष्कारक और निर्माता हैं। लेखक विहान बेकर अफ्रीकी डेटा टेक्नोलॉजीज (Pty) लिमिटेड के हिस्से-मालिक हैं, CM002 घटक पद्धति और Ikhala D-MRV रिपोर्टिंग प्लेटफॉर्म के डेवलपर हैं।

Acknowledgments

यूएस बायोचार इनिशिएटिव और यूएसडीए वन सेवा को प्रायोजित करने और समर्थन करने के लिए बहुत धन्यवाद वुड्स नेटवर्क में बायोचार विभिन्न प्रकार के चिकित्सकों के बीच जानकारी साझा करने के लिए जो पर्यावरण प्रबंधन और जलवायु शमन के लिए बायोचार बनाने और उपयोग करने के तरीकों का आविष्कार और शोधन कर रहे हैं।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Digital hanging scale AvaWeigh HSD40 44 pound scale for weighing produce
Ikhala smart phone app AD Tech N/A download from Android or Apple app store
Metal ruler Azbvek ZG0044-New Stainless Steel 100 cm Ruler
Ring of Fire Kiln Wilson Biochar ROF 1.2 Panel style flame cap kiln with heatshield
Smart phone any N/A must use either I-OS or Android operating system
Steel utility pail - 7 liter Behrens 120GS galvanized steel utility bucket
Wood moisture meter General Tools MMD4E Digital moisture meter, pin type with LCD display

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References

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Wilson, K. J., Bekker, W., Feher, S. I. Producing, Characterizing and Quantifying Biochar in the Woods Using Portable Flame Cap Kilns. J. Vis. Exp. (203), e65543, doi:10.3791/65543 (2024).

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