Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

Household biomass energy transition in sub Saharan Africa


Published on

Household biomass energy transition in sub-Saharan Africa: listening to users

Published in: Environment
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

Household biomass energy transition in sub Saharan Africa

  1. 1. Household biomass energy transition in sub Saharan  Africa (SSA): listening to users  Ruth Mendum, Associate Director,  Gender Initiatives and Assistnt  Professor of Research, Office of  International Programs, College of  Agricultural Sciences, Penn State  University Email: Mary Njenga, Bioenergy Research  Scientist and Visiting Lecturer,  Wangari Maathai Institute for Peace  and Environmental Studies, University  of Nairobi.  Email: Energy and society in transition, Arizona State University, Tempre, 28‐31 May 2019
  2. 2. The work we do • We represent a transdisciplinary (TD)  team of biophysical and social  scientists who study biomass energy  systems in Sub Saharan Africa (SSA) • Household cooking and heating  energy and the needs, preferences  and available resources of users,  primarily women, are our focus.  • Energy poverty – absolute access • The story is one of resilience and the  possibility of a good life in sometimes  challenging circumstances.  
  3. 3. Why woodfuel(charcoal and firewood) in sub Saharan Africa (SSA)? • 2.5 billion people – rely on solid biomass to cook.  • In many households in SSA wood energy comprise 90% of household  cooking energy mix (DIE ,2016) • Kenya 27% and 55% deficit of firewood and charcoal (MoEMNR, GoK 2013) • Globally 50% of wood extracted from forests is used as firewood and   charcoal and 17% is converted into charcoal (FAO, 2017)  • Concerns: Negative health and environmental impacts  Firewood is  predominant  fuel for  cooking and  heating in  rural Sub  Saharan  Africa (SSA) Charcoal is mainly used in  urban areas by over 70%  of households  (dependence by low  income, use by middle  and high income)  In 2030, 50% of  population in Africa will  be urban (WB, 2014).
  4. 4. Indoor environment  Assumptions: • Home pollution damages in SSA are measured  against a mythic and assumed zero pollution  model in modern energy homes in the west. • Home cooks use one variety of cooking device  for all cooking needs. i.e. “stacking” is rare • Cooks make decisions about how and what to  cook based on universal ideas of efficiency  and lowered cost.   • Cooking culture can be ignored.  HOMEChem experiment (House  Observations of  Microbial and  Environmental  Chemistry) study  started in 2018 by over  15 research groups  from 9 universities to  identify the most  important aspects of  the chemistry that  controls the indoor  environment in USA.  https://www.colorado. edu/lab/vance/homech em‐open‐house
  5. 5. Gitau, J., K., Mutune, J., Sundberg, C., Mendum, R., Njenga, M., (forthcoming). Factors influencing the uptake of microgasification cooking system among rural farmers. Energy and Sustainable Development.  Percent households using each of energy mix in peri‐urban Kwale, Kenya 2017 Energy mix/stacking a reality to be considered Wood +CR, 52 Wood+ Char+ CR,  20 Wood+ Char+  Kerosene+CR, 8 Wood+ Char+  LPG+ CR, 6 Wood+ Kero+  CR, 4 Wood+ Char+  LPG+ Biogas+ CR,  2 Wood+ Char+ Sawdust+ Kero+ CR,  2 Char+ Kero, 2 Wood+ Char, 2 Wood only, 2 Key: Char=Charcoal LPG=Liquid  petroleum gas Kero‐Kerosene Wood=firewood
  6. 6. Gitau, J., K., Mutune, J., Sundberg, C., Mendum, R., Njenga, M., (forthcoming). Factors influencing the uptake of microgasification cooking system among rural farmers. Energy and Sustainable Development.  Contribution of each fuel to the households energy mix  in Kwale, Kenya  Key: Char=Charcoal CR=Crop residue LPG=Liquid  petroleum gas Kero‐Kerosene Wood=firewood 0 50 100 Wood+CR (2%) Wood+Char+CR (20%) Wood+Kero+CR (4%) Wood+Char+Sawdust+Kero (2%) Wood+Char+LPG +Biogas+CR (2%) Wood+Char+LPG+CR (6%) Wood only (2%) Wood+Char+Kero+CR (8%) Wood+Char (2%) Char+Kero (52%) Firewood Charcoal Crop Residue Kerosene Biogas LPG Sawdust
  7. 7. Intra woodfuel system transition with adaptive technologies ‐Land degradation ‐Unpaid women’s labour in  firewood collection 57kg for 3km ‐Low skill, labour, inputs ‐Accidental burns ‐Air pollution, land degradation ‐Low yield (10t wood = 1t charcoal) ‐Inefficient traditional kiln 6‐9kg CO2  Eq /kg of charcoal (FAO 2017) ‐Informal market ‐Low prices ‐Bribes in transportation ‐Increased tree cover ‐Increased ecosystem services ‐Can eliminate emission from  wood sourcing and even result  into net sequestration ‐Reduce women workload ‐High skill, labour, inputs ‐High yield (3t wood=1t charcoal) ‐High efficient kiln reduce GHG  by 80% (FAO 2017) ‐Regulated market ‐Collection centres, bulking  ‐Associations for better  prices, licenses ‐Reduced fossil fuel use Wood productionWood production Charcoal processingCharcoal processing Transport and trade Transport and trade  UtilizationUtilization ‐Low fuel consumption, ‐Low emissions ‐Expensive ‐Tea industry reduce cost  firewood:briquettes ‐Efficient stove reduce GHG  by 63% (FAO 2017) Farmer managed natural  regeneration (FMNR),  agriculture with trees  (agroforestry), plantations  (charcoal/firewood farming) Improved processesConventional processes ‐Low or no cost ‐Fuel wastage ‐Air pollution ‐Heat space ‐3 stone open fire=multipurpose ‐Potential for improving open  fire and user behaviour  Gender friendly portable kilns,  charcoal co‐production  with  briquettes, biochar, pellets Interventions on charcoal system could reduce  GHG by 86% per MJ end use (FAO, 2017) Cross cutting: gender, capacity development, impact monitoring, communication for change, policy, good governance 
  8. 8. Methodology: Co‐learning and co‐designing for  cleaner inclusive woodfuel systems: Transdisciplinary  processes Saraswati S. M. 2018. Design improvements for TLUD biochar producing gasifier stove in Rural Kenya from the user's perspective. Masters Thesis. Sustainable Development. Uppsala University, Uppsala Sweden. Industry Users Co‐designing, co‐learning Researchers Adaptive technology development increase adoptionAdaptive technology development increase adoption Women friendly portable metal steel rings kiln in Turkana Kenya. Invasive Prosopis juliflora Photo by J. Owino (KEFRI) FAO/KEFRI/ICRAF Transdisciplinary team: • Farmer/women researchers • Bioenergy, Environment,  Social, Gender scientists • Engineering and designers • Government • Funders Kenya Industrial  Research Institute  Reproducing  Biochar producing   GASTOV Preferred tree  production systems Participatory kitchen laboratory Users needs and preferences Understanding  women’s burden 
  9. 9. Key conclusions  • Lighting and cooking energy agendas need to be  considered separately or integrated as necessary • Energy mix is a reality in the transition debate • User choice, needs and preferences matter in  technology development • Woodfuel (charcoal and firewood) is a key in the  energy mix in Sub‐Saharan Africa (SSA) and needs to  be considered as part of the basket of cleaner energy  options • Intra woodfuel transition in critical for improved  livelihoods and climate change mitigation
  10. 10. Further reading • Chesterman S., Neely C., Kimaro A., Njenga, M. (2018). Sustainable Woodfuel (Charcoal and Firewood) Systems in  Coastal Tanzania. Stakeholder Engagement in Context Analysis and Planning Using the SHARED Methodology. Pp47.  ISBN 978‐9966‐108‐23‐4, CTCN, Denmark. https://www.ctc‐‐engagement‐ reportsustainable‐woodfuel‐systems‐coastal‐regions‐tanzania • Gitau, K., K, Mutune, J., Sundberg, C., Mendum, R., Njenga, M (2019). Implications on livelihoods and the  environment of uptake of gasifier cook stoves among Kenya’s rural households. Appl. Sci. 9, 1205‐3417/9/6/1205/pdf • Hollada, J., Williams, K.N., Miele, C. H., Danz, D., Harvey, S. A., Checkley, W., (2017). Perceptions of improved  biomass and liquefied petroleum gas stoves in Puno, Peru: implications for promoting sustained and exclusive  adoption of clean cooking technologies. Int. J. Environ. Res. Public Health. 14, 182‐196  • Mendum R., and Njenga, M. (2018).  Gender and energy and the rationale for resource recovery and reuse (RRR) for  energy. In Mary Njenga and Ruth Mendum. Recovering Bioenergy in Sub‐Saharan Africa: Gender Dimensions,  Lessons and Challenges. Resource Recovery & Reuse Series: Special Volume. International Water Management  Institute (IWMI), Colombo, Sri Lanka. Pp 1‐4.  • Mendum, R. and Njenga M., (2018). Integrating woodfuels into agriculture and food security agendas and research  in sub‐Saharan Africa (SSA). FACETS 3, 1‐11.‐2017‐0032 • Njenga, M., Gitau, J., J., Iiyama, M., Jamnadassa, R., Mahmoud, Y., Karanja, N. (2019). Innovative biomass cooking  approaches for sub‐Saharan Africa. Afr. J. Food Agric. Nutr. Dev. 19(1):14066‐14087. • Roth, C.; Anderson, P.; McLaughlin, H.; Thomlinson, T.; Wilson, K. Micro‐Gasification Cooking with Gas from Dry  Biomass; GIZ: Eschborn, Germany, 2014. • van Noordwijk M, Khasanah N, Garrity DP, Njenga M, Tjeuw J, Widayati A, Iiyama M, Minang P, Öborn I. 2019.  Agroforestry’s role in an energy transformation for human and planetary health: bioenergy and climate change. In:  van Noordwijk M, ed. Sustainable development through trees on farms: agroforestry in its fifth decade. Bogor,  Indonesia: World Agroforestry (ICRAF) Southeast Asia Regional Program. pp 277−298