Ein Ofen erleichtert das Leben

Mikrovergaser stellen eine günstige, an lokale Ressourcen anpassbare und umweltschonende Möglichkeit dar, um mit organischen Abfällen Energie bereitzustellen. Wie funktioniert diese Technologie und wo wird sie eingesetzt? Eine Recherche in Tansania. Von Julia Schell

Ein Mikrovergaser, der mit Maiskolben oder Holz befeuert wird
Ein Mikrovergaser, der mit Maiskolben oder Holz befeuert wird

Weltweit wird – vor allem in ländlichen Regionen – noch immer viel über offenem Feuer gekocht, was aufgrund der giftigen im Rauch enthaltenen Gase sowohl der Umwelt als auch der Gesundheit schadet. Dass dabei meist Holz oder Kohle verwendet werden, führt vielerorts zu Entwaldung und damit langfristig zu Bodenerosion, Wasserknappheit und Nahrungsmittelunsicherheit. Außerdem müssen Frauen und Kinder, die in Tansania das Brennholz sammeln, immer längere Wege zurücklegen, um in den verschwindenden Wäldern Feuerholz zu finden. Das kostet täglich enorm viel Zeit und sie riskieren, auf dem langen Weg durch die Wälder vergewaltigt zu werden.

Mikrovergaser, auch verbesserte Kochöfen (Improved Cook Stoves) genannt, verringern diese Nachteile von konventionellen Brennholzöfen, weil sie mit weniger Holz effizienter brennen oder sogar auf ganz andere natürliche Brennstoffe, wie Erntereste, zurückgreifen können.

Die Vorteile von Mikrovergasern

Zunächst können Mikrovergaser mit verschiedenster Biomasse – also kohlenstoffhaltigem Material – befüllt werden. So werden verrottende Fabrikabfälle wie Kaffee- und Erdnussschalen oder Reishülsen zu wertvollem Recyclingmaterial, das Feuerholz ersetzt und damit der Abholzung entgegenwirkt. Jene verbesserten Kochöfen, in denen Holz verbrennt, brauchen nur die Hälfte der üblichen Menge. Auch dies spart Zeit und Geld. Die Verbrennung der Gase ist in den Mikrovergasern außerdem sauberer, die Hitze nach dem Entzünden wird kontinuierlich und gleichmäßig abgegeben. Zudem bildet sich weniger Rauch, was auch weniger Infektionen der Atemwege und Augen bedeutet.

Das Beispiel Tansania

In den ländlichen Regionen Tansanias wird viel auf der Straße gekocht. Auch bei Familien gibt es oft eine fest eingebaute Kochstelle im Haus und eine Feuerstelle außerhalb. Öfen müssen also mobil sein, um transportiert werden zu können. Die Mikrovergaser werden daher aus dünnen Metallblättern gebaut, um möglichst leicht und erschwinglich zu bleiben.

In der Region Kagera gibt es viele Sägewerke, Kaffee- und Erdnussfabriken. Die Kochöfen dort werden daher an die Nutzung von Schalen und Resten der Fabrikproduktion sowie an Sägespäne angepasst. Die Betreiber der lokalen Gastronomie können so die Biomasse nach Bedarf in ihrer nächsten Umgebung sammeln und sparen einen Großteil der Kosten für den Lebensunterhalt ein.

Da vor allem Frauen und Mädchen für das Sammeln von Feuerholz aus den umliegenden Wäldern verantwortlich sind, bedeutet der Einsatz von Mikrovergasern für sie eine erhebliche Verbesserung der Lebensqualität. Zunächst sparen sie viel Zeit, die ansonsten für die Wege anfällt – Zeit, in der die Kinder lernen, zur Schule gehen oder bei anderen Aufgaben helfen können, und in der die Frauen Erwerbstätigkeiten nachgehen oder auch mal eine Pause machen können.

So funktioniert ein Mikrovergaser
So funktioniert ein Mikrovergaser

Wie aus organischem Abfall Energie wird

Bei einer Vergasung wird festes Brennmaterial in gasförmigen Brennstoff umgewandelt. Aus Sägespänne wird so zum Beispiel Kohle und brennbare Gase. Dieser Prozess wird durch Hitzezufuhr beziehungsweise durch Abkühlung geregelt. Zusätzlichlich zum Brennstoff der Gase entsteht somit ein markttaugliches Nebenprodukt, die Kohle, welche also eine doppelte Verwertung des Ausgangsmaterials erlaubt.

Die drei thermochemischen Prozesse, mit denen Biomasse in Energie und Brennstoff umgewandelt wird, sind Verbrennung, Vergasung und Pyrolyse, also thermische Zersetzung. Je nach dem Vorhandensein von Sauerstoff findet der eine oder andere Prozess statt. Dort, wo viel Sauerstoff ist, kommt es zu einer kompletten Verbrennung,wie zum Beispiel in einem offenen Lagerfeuer. Wenn nicht ausreichend Sauerstoff für eine vollständige Verbrennung vorhanden ist, kommt es zur Vergasung; bei der Abwesenheit von Sauerstoff spricht man von Pyrolyse.

Mikrovergaser bezeichnen nun Vergasereinheiten, die so klein sind, dass sie unter einen Kochtopf passen und somit in jedem Haushalt genutzt werden können. Die Schwierigkeit bei ihrer Konstruktion liegt darin, auf einem solch kleinen Raum die drei Vorgänge Verbrennung, Vergasung und Pyrolyse zu kontrollieren. Die Hitzezufuhr ist durch das Design so reguliert, dass der Ort, an dem brennbare Gase durch die Erhitzung der Biomasse entstehen, von dem Ort getrennt ist, an dem diese Gase schließlich verbrennen. Durch die geregelte Sauerstoffzufuhr werden diese Gase zusätzlich besser mit Sauerstoff gemischt, was zu einer effizienteren Verbrennung führt. Im Ergebnis entstehen dadurch deutlich weniger Kohlenstoffmonoxid und -dioxid (CO und CO2), andere Giftgase und Feinstaub. Dies bedeutet eine geringere Belastung der Umwelt und Atmosphäre sowie eine Verbesserung der Atemluft in der Kochumgebung.

Adelard Ndibalema, Kochherd-Techniker bei der Organisation CHEMA in Kayanga, mit Bauteilen eines Mikrovergasers
Adelard Ndibalema, Kochherd-Techniker bei der Organisation CHEMA in Kayanga, mit Bauteilen eines Mikrovergasers

Design einer universalen Low-Tech-Lösung

Das erste erfolgreiche Design für einen solchen Mikrovergaser stammt von Thomas B. Reed aus dem Jahre 1985 und heißt Top-Lit Up-Draft (TLUD). Die Bezeichnung verrät, dass die Biomasse im Ofen oben angezündet wird und dann nach unten abbrennt, während der Luftzug die Gase nach oben zieht, damit die Flamme schließlich dort entsteht, wo der Kochtopf sitzt.

Erreicht wird das Ganze durch zwei Zylinder, die ineinander gestapelt sind und zwei unabhängige Luftströme bedingen. Im inneren Zylinder wird die Biomasse dicht gestopft und oben angezündet. Die Oberfläche verbrennt so zunächst ganz konventionell und vollkommen, glimmt und hinterlässt schwarze Kohle. Die dabei entstehenden Gase vermischen sich mit dem sogenannten sekundären Luftstrom, der oben in den äußeren Zylinder einströmt; sie verbrennen und produzieren dadurch die bläuliche Gasflamme beziehungsweise die Hitze, auf der im Topf gekocht wird.

Der Glimmprozess setzt sich jedoch abwärts fort, wenn die oberste Schichte verbrannt ist, und verbraucht dabei die minimale Sauerstoffzufuhr des sogenannten primären Luftstroms im inneren Zylinder. Dadurch wird Schicht für Schicht eine Abfolge von Prozessen in Gang gesetzt, die mit Hitze, aber unter Ausschluss von Sauerstoff stattfindet: Trocknung, Zersetzung, Entzündung und Pyrolyse. Die Glut wird am Leben gehalten, sodass sie die Biomasse erhitzen kann; zugleich aber verbraucht sie den Sauerstoff, sodass die Bedingungen für Pyrolyse gegeben sind. Die hierbei entstehenden heißen Gase steigen auf und nähren die brennende Flamme.

Herausforderungen für die Zukunft

Die Verbreitung der Technologie geschieht langsam und es ist viel Grundlagenforschung nötig, da Mikrovergaser immer an die jeweils vorhandene Biomasse angepasst werden müssen. Die verbesserten Kochöfen hingegen haben sich bewährt und werden an vielen Orten in Tansania unabhängig produziert und eingesetzt. Allerdings gibt es keine Standards, und so schwanken auch die Qualität und der Preis hier noch stark. Doch langfristig bieten diese Öfen die beste Alternative zum traditionellen Kochen über offenem Feuer oder zur Abhängigkeit von importierten Lösungen, die nicht zur nachhaltigen Entwicklung der Gemeinden beitragen.

Dieser Artikel ist Teil des Dossiers „Angepasste Technologien in Tansania“. Alle Artikel des Dossiers finden Sie hier.


Die Recherche-Reise der Autorin wurde von der Heidehof Stiftung im Rahmen einer Reportage über nachhaltige Entwicklung und Energie gefördert. Das Projekt wurde vom CRISP e.V. in Berlin koordiniert.


Die Bildrechte liegen bei L. Andres Hernandez (Infografik) und Jan Schunk.


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