Elk jaar, branden woeden in Noord-India, terwijl boeren hun ongewenste stro verbranden. De impact is enorm. Van oktober tot november, enorme rookwolken trekken over Punjab en aangrenzende staten, door de heersende winden in de richting van Delhi geblazen.

Elk jaar, ministers eisen actie – in 2016 ze werden vergezeld door het Hooggerechtshof van India. En elk jaar, NASA publiceert nieuwe satellietfoto's waarop de omvang van de verbranding te zien is. Mensen sterven op de weg omdat de rook het zicht beperkt, terwijl hart- en longproblemen verergeren.

De vruchtbare velden van Punjab produceren ongeveer 20% van de Indiase rijst en 40% van de tarwe. Rijst wordt verbouwd van mei tot oktober, gevolgd in dezelfde velden door tarwe van november tot maart. De ommekeer tussen de rijstoogst en het planten van tarwe moet snel zijn, aangezien elke vertraging de tarweopbrengsten ernstig beïnvloedt.

De 11 miljoen ton rijst die in Punjab wordt verbouwd, laat ongeveer 21 miljoen ton stro achter - het oneetbare deel van de plant. Boeren hebben doorgaans slechts 20 dagen om het op te ruimen voordat het tarweseizoen begint. Het stro wordt meestal openlijk verbrand op dezelfde velden waar het werd verbouwd, ondanks regelgeving en kennis van milieu- en menselijke schade.

Dit maakt al tientallen jaren deel uit van de Punjabi-cultuur (het naburige Haryana en West-Uttar-Pradesh volgen dezelfde gewascyclus in vergelijkbare hoeveelheden). India is niet uniek - de staat Californië heeft in de jaren tachtig nog resten verbrand en de verbranding van stro gaat vandaag de dag door in veel delen van Zuidoost-Azië en Afrika.

Verbranden is dubbel verspillend omdat het stro verloren gaat aan de vlammen. Elk jaar, de bodem verliest meer koolstof, stikstof en andere voedingsstoffen. Elke hectare padie levert ongeveer 2,5 ton stro op. Bij het verbranden van dat stro komt ongeveer een ton organische koolstof de atmosfeer in (in de vorm van gassen zoals CO ₂ , CO en andere) samen met andere voedingsstoffen zoals stikstof, fosfor en kalium.

De vuren blussen

Er zijn veel alternatieven voor branden, maar ze hebben allemaal hun problemen. Padiestro is niet voedzaam genoeg om goed veevoer te maken, en de hoge concentraties silica kunnen traditionele landbouwmachines beschadigen.

Omdat rijst meestal op kleine velden wordt verbouwd, het is ook niet altijd mogelijk (of betaalbaar) om de krachtige machines te gebruiken die nodig zijn om het stro diep in de grond te bewerken voordat tarwe wordt geplant. Andere oplossingen, zoals het gebruik van stro voor biomassa-energie of om papier te maken, vereisen allemaal veel nieuwe infrastructuur.

Stro wordt vandaag al verzameld en in balen verpakt in een paar van Punjab's grote boerderijen, en andere gebieden in de buurt van biomassacentrales. Maar stro in balen is moeilijk te hanteren, en omvangrijk om te vervoeren en op te slaan. Dure energiecentrales staan ​​vaak wekenlang stil, omgeven door velden met vochtig stro die pas droog kunnen worden gebruikt.

Het verbranden van stro is illegaal, maar aangezien de alternatieven onpraktisch of duur zijn, de meeste boeren doen het nog steeds. Ze nemen een rationele beslissing. Daarom, ongeacht het overheidsbeleid en bredere milieuoverwegingen, elke oplossing moet de boeren zelf een goede stimulans geven om niet te verbranden.

Om een ​​aantal van deze problemen op te lossen, we hebben EnergyHarvest ontwikkeld. Eerst, paddystro wordt samengeperst tot kleine korrels met behulp van technologie die normaal gesproken wordt gebruikt om diervoeder te produceren. Een zuurstofvrij verwarmingsproces dat pyrolyse wordt genoemd, zet deze pellets vervolgens om in energie-output:warmte en "bio-char", een vorm van houtskool.

Deze pellets transformeren paddystro in iets nuttigs. Elke korrel bevat veel energie voor zijn grootte en gewicht. Ze zijn gemakkelijk te hanteren en op te bergen, en goedkoper in transport dan grote strobalen.

Koeling en houtskool

De bio-char waarin de pellets worden omgezet na pyrolyse, vangt de meeste koolstof en voedingsstoffen op die aanwezig zijn in het oorspronkelijke rietje. Bij terugkomst in de grond maakt het de bodem gezonder en houdt het meer water vast.

Ondertussen kan de warmte die vrijkomt tijdens pyrolyse worden opgevangen en gebruikt om warm water te produceren, of mechanische of elektrische energie. Het kan ook worden omgezet in koeling voor voedsel tegen de helft van de prijs van conventionele elektrische koeling. Het is belangrijk dat deze korrels op veel verschillende manieren kunnen worden gebruikt, omdat verschillende landbouwgebieden unieke vereisten en kansen met zich meebrengen.

We hebben een demonstratie van de EnergyHarvest-technologie opgezet aan de Punjab Agricultural University (PAU) en er loopt een reeks gerandomiseerde veldproeven van drie jaar. De koeling is geïntegreerd met de koeldemonstratiesystemen van de food science-afdeling van PAU.

Ons werk om stro om te zetten in korrels, en het verwerken van deze korrels tot bruikbare producten, zal niet van de ene op de andere dag de branden in het open veld – of de luchtvervuiling van Delhi – oplossen. Maar het betekent wel dat kleinschalige boeren, de meerderheid van de boeren in Punjab, kunnen nu iets nuttigs doen met hun restjes.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees het originele artikel.