I Afrika, träkol är allestädes närvarande som energikälla för matlagning, även i tätorter där el och gas finns tillgängligt. Men när Catherine Nabukalu gick kurser om energi som en del av sin examen i programmet Master of Environmental Studies på Penn, hon märkte att träkol ofta utelämnades från samtalet om energikällor och deras bidrag till globala koldioxidutsläpp.

"Vi skulle systematiskt gå igenom kol, sedan kärnvapen, sedan vattenkraft, sedan geotermisk, sol, etc., "säger Nabukalu, nu projektkoordinator vid District of Columbia Sustainable Energy Utility. "Du blir medveten om att något saknas. Bara för att du inte har el, betyder inte att du inte har energi. "

Reto Gieré, professor vid institutionen för geo- och miljövetenskap, uppmuntrade henne att forska på träkol som energikälla för sitt slutarbete i sin kurs, Energi, Avfall, och miljön. Han hjälpte henne sedan att få finansiering för att resa till sitt hemland Uganda för att fortsätta att driva ämnet som ett oberoende projekt som de utformade tillsammans. Nabukalu och Gieré delade resultaten i en artikel publicerad i tidningen Resurser .

"Jag är afrikan, och jag har använt träkol personligen, "säger Nabukalu." Det är inte kul att använda, matlagning är ofta inte en hälsosam eller trevlig upplevelse, men det är en stor del av energimixen. Det är inte den enda källan, men det är en av dem."

Som ett steg mot att bättre förstå kolets hela livscykel, från skapande till konsumtion, Nabukalu tillbringade tid på ett antal platser i Uganda där träkol skapas, handlade, såld, och konsumeras. Hon observerade och intervjuade deltagare i vart och ett av dessa stadier och gick igenom litteraturen om produktion och användning av träkol över hela världen. Gieré och Nabukalu delade några av nyckelresultaten från denna forskning med Penn Today som kastade ljus över en förbisedd energikälla.

Att producera träkol stöder en nomadisk livsstil

På de platser som Nabukalu besökte, människor producerade kol genom att fälla träd, staplar sina stammar, och täcker dem med grenar och löv. Ett sista lager av fuktig jord tjänar till att hålla så mycket syre som möjligt ute när högen tänds. På det här sättet, träet genomgår pyrolys istället för förbränning, lämnar efter sig koltätt träkol.

Dessa ugnsinstallationer skapas och används endast en gång. "I vissa fall, detta kräver att människorna som använder dem är nomader, " konstaterar Gieré.

Verkligen, några intervjuade arbetare hade flyttat till norra Uganda från centralregionen speciellt för möjligheten att producera kol. "En del var företagare som flyttade på egen hand för att de trodde att träden höll på att försvinna i de sydligare områdena, " säger Nabukalu. "Men andra kontrakterades av entreprenörer som hade informella företag för att göra det här arbetet."

Kolproduktionen tar en allvarlig miljöpåverkan och är svår att reglera

Trots ansträngningar från den ugandiska regeringen för att reglera produktionen av träkol, det utspelar sig i stort sett på privata marker och är därför nästan omöjligt att undertrycka. "Delvis, det beror på att regeringen har begränsad makt på privat mark, men det finns också en stark efterfrågan på produkten, " Nabukalu säger. Grannlandet Tanzania försökte ett förbud som varade bara ett par veckor, hon hittade, eftersom priserna på kol steg på en snabbt etablerad svart marknad.

För markägare, att tillåta kolproduktion på deras fastighet kan vara en vinn-vinn. De kanske vill röja mark för jordbruk och kan bjuda in träkolsproducenter till sin mark, ta emot en del av intäkterna från produktens slutliga försäljning. För producenterna, det ger dem en inkomstkälla utan att behöva äga mark.

Även om denna typ av småskalig träkolsproduktion inte involverar kalhuggning, det leder fortfarande till skogsförstöring eftersom det är osannolikt att de avverkade träden kommer att ersättas. Varje år, Afrika producerar 24,5 miljoner ton träkol, nästan 60 % av världens utbud. Dessutom, mycket av leveranskedjan är informell, utan någon tillsyn. Med handlare som säljer träkol långt ifrån där det köps, det är svårt att spåra eller kvantifiera hur mycket som faktiskt produceras.

"Jag tror att många rapporter kraftigt underskattar hur mycket träkol som produceras och används, " säger Nabukalu.

Tillgång till alternativa energikällor eliminerar inte användningen av kol

Nabukalu visste av egen erfarenhet att tillgång till elektricitet inte förhindrade användning av träkol. "Det är en fråga om hemkunskap, "säger hon." När du lagar mat, antingen kommer du att använda träkol som du redan har betalat för, eller så ska du slå på gasen eller elen, men du vet inte hur hög räkningen blir. "

I sin forskning fann hon att Egypten, ett land med en diversifierad blandning av moderna energikällor, var fortfarande en toppproducent och importör av kol.

Det är sant inte bara i Afrika utan runt om i världen.

"Ta en titt på Europa:Att ha bred och pålitlig tillgång till el har inte stoppat användningen där, " hon säger, noterar att Tyskland är världens främsta träkolimportör. "Du kan fråga, " säger Gieré, "behöver folk i Tyskland verkligen använda det? Där är det för en söndagsgrillning som fritidsbränsle, medan det i Uganda används för daglig matlagning. "

Att laga mat med kol kan vara farligt

Nabukalu och Gieré noterar hälsoeffekterna av att laga mat med kol, särskilt när det görs utan ordentlig ventilation.

"Att bränna biomassa av alla slag, oavsett om det är ved eller kol, i ett begränsat utrymme utsätter de i närheten för ångor som innehåller gaser och partiklar, " säger Gieré. "På liknande sätt, producerar träkol genererar ångor under pyrolysprocessen, inklusive kolmonoxid, koldioxid, och metan, som alla försämrar luftkvaliteten i området kring ugnarna."

I uppföljningsarbetet, Hoppas Elliott, en student i Penns Master of Science in Applied Geology-programmet, arbetar också med Gieré, analyserar prover av träkolet som Nabukalu samlat in. I sin forskning, Elliot bestämmer kolets kemiska sammansättning och, i förlängningen, de potentiella hälsoeffekterna av att bränna den.