为清洁烹饪开发定制化解决方案

在世界许多家庭，做饭仍意味着每天与炊烟作战、花数小时拾柴。但我们相信另一种未来是可能的：厨房没有浓烟、孩子呼吸清洁空气、森林得以恢复、天空保持湛蓝。然而，改善清洁炊事的可及性就像拼装拼图：技术、可获取性、用户需求这些正确的碎片都已摆在桌上，图景却仍不完整。这一挑战如此重大，以至于可持续发展目标中的目标7（SDG 7）专门致力于确保人人获得可负担、可靠和现代的能源，其中包括清洁炊事解决方案。推广清洁炊事的努力不仅助力SDG 7，还对其他多项可持续发展目标产生深远影响：目标1（无贫困）、目标2（零饥饿）、目标3（良好健康与福祉）、目标4（优质教育）、目标5（性别平等）、目标8（体面工作与经济增长）、目标11（可持续城市与社区）、目标13（气候行动）和目标15（陆地生物）。
图1. 与清洁炊事可及性相关的可持续发展目标（SDG）
在德国生物质研究中心（DBFZ – Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH）热化学转化部，为清洁炊事开发定制化解决方案是核心重点之一。我们设计、测试并生产以本地可得生物质为燃料的炉灶，始终考虑目标区域的具体需求。我们还运营一间技术性试验厨房，在那里由人烹制本地菜肴、在真实烹饪条件下测试原型，提前识别并解决潜在问题。我们从事清洁炊事解决方案的工作可追溯到2019年LabTogo[1]项目的启动。在多哥，80%以上的能源需求由生物质满足，森林砍伐率高得惊人。受此形势驱动，并在西非区域代表和当地社区意见的指导下，我们开发了一款先进的连续加料、强制通风式生物质炉灶，命名为「APELI」（在当地语言中意为「守护家庭与环境的炉灶」），见图2。它由三大部分组成：陶瓷出料口、回收罐制成的进料口和一个小风扇。APELI炉灶按修订后的ISO协议（ISO 19867-1:2018）进行了测试，在使用木颗粒、冷启动和长停机工况下，于1116瓦输出功率时达到44.1%的热效率；高负荷时每兆焦输出热量仅排放0.272克一氧化碳和17.2毫克细颗粒物（PM2.5），是更清洁、更高效的替代选择[2]。
图2. DBFZ开发的「APELI」炉灶（左，图片版权归Dennis Krüger博士所有；该名称在当地语言中意为守护家庭与环境的炉灶），以及一位妇女在多哥德维梅村试点村用APELI做饭（右，图片版权归Wiebke Wedekind所有）
位于多哥首都地区的德维梅村被选为研究场地，共向40户家庭发放了40台含备件的炉灶。该炉灶于2022年7月首次引入，并根据用户反馈不断改进。最终版本至今仍在德维梅使用，并持续收获好评：高效、清洁、燃料适应性强、实用——既可在户外使用，雨天也能在室内使用。最初使用木颗粒，以便开展有意义且可比较的实地测试。在第二轮测试中，当地人试验了棕榈壳、竹子等多种生物质残余物，以评估燃料灵活性。LabTogo项目成功实施后，后续项目HeRoTogo[3]已启动。该项目的两大主要目标是：为APELI建立稳定、优化的制造工艺，并支持其本地化生产与维护。预计本地生产将于2025年秋季启动，届时将与我们的多哥伙伴密切合作。
为评估APELI炉灶的环境影响，我们围绕「如果用APELI替代现状技术——传统柴灶与炭灶——能节省多少木材和二氧化碳排放？」这一问题开展了对比分析。为此我们设置了两个情景[4]。第一个称为「基准情景」，呈现农村地区当前使用柴火、城市使用炭灶的现状；第二个称为「政策情景」，展示如果以使用本地生物质残余物的APELI炉灶替代这些传统炉灶将会怎样。这一对比帮助我们估算可节省的木材和二氧化碳量。计算表明，即便仅以棕榈壳等生物质残余物替代5%的传统燃料，也能带来可观的环境效益。用图3来直观呈现这一规模：该情景下节省的木材可以把一个足球场堆到14米高（替代柴火情形）或24米高（替代木炭情形）；相应的二氧化碳减排量相当于400万至800万棵树一年吸收的量（图3）。替代炭灶的减排效果最大，但在所有情形下，采用APELI这类清洁炉灶都有助于减少空气污染、遏制森林砍伐、改善公共健康与生活质量。有鉴于此，我们致力于安全、可负担且实用的清洁炊事解决方案——因为每一台新炉灶不仅减少空气污染，还赋权女性、保护森林、支持本地生计。清洁炊事不只是技术问题，它还是可持续发展的强大推动力，是实现可持续发展目标、改善民生的关键一步。
图3. APELI的环境影响——回答「如果用APELI替代现状技术——传统柴灶与炭灶——能节省多少木材和二氧化碳排放？」这一问题
德国生物质研究中心公益有限责任公司（DBFZ – Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH，德国）
热化学转化部 // 生物炭应用工作组
德国生物质研究中心公益有限责任公司（DBFZ – Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH，德国）
热化学转化部 // 生物炭应用工作组
[1] LabTogo——多哥生物质潜利用的技术开发能力建设与示范项目，由德国联邦研究、技术与航天部（BMFTR）资助 https://www.dbfz.de/en/projects/labtogo
[2] Krüger D.、Mutlu Ö.《APELI：一款经济可负担、低排放、燃料适应性强的4级先进生物质炉灶》，载《能源》（Energies）第16卷第7期3278号，2023年4月。DOI: 10.3390/en16073278 https://www.mdpi.com/1996-1073-16-7-3278
[3] HeRoTogo——多哥可持续生物质供热路线图制定及全利用链条选定技术示范项目，由德国联邦教育与研究部（BMBF）资助 https://www.dbfz.de/en/herotogo/the-project
[4] Mutlu Ö、Krüger D.、Kokou Fontodji J.《面向多哥清洁炊事的低成本、燃料适应性生物质燃烧器开发：环境与气候影响分析》，第30届欧洲生物质大会暨展览会（EUBCE），2022年5月9日至12日，线上举行