Compara've  analysis  of  stove  emission  variability  using  a  large  

global  dataset            C.  Weyant*,  Jin  Dang,  Pengfei  Chen,  Ashma  Vaidya  ,  Ganesh  Ram  Shrestha  

 Chaoliu  Li  ,  R.D.  Edwards,  K.R.  Smith,  T.C.  Bond      

*weyant@uiuc.edu    University  of  Illinois  Urbana-‐Champaign  

In-‐home  tests  of  rural  cooking  in  tradi5onal  stoves.  Cooks  make  whatever  they  would  be  cooking  that  day  for    their  family,  using  whatever  stove  or  fuels  they  want    

Emission  measurements  were  conducted  in  hundreds  of  homes  from  these  global  regions.  

Ethos  2013    Nepal    India    Uganda    Honduras    Tibet  

Each stove measurement included emissions of several parameters.

 •  Gasses    

•  (CO,  CO2),    •  Aerosols  

•  (PM2.5,  organic  &  elemental  carbon),  and    •  Op'cal  proper'es  of  par'cles  (light  absorp'on  and  scaVering)    

•  In  recent  campaigns,  CH4,  VOCs,  and  SO2  were  also  collected.    

 •  Gasses    

•  (CO,  CO2),    •  Aerosols  

•  (PM2.5,  organic  &  elemental  carbon),  and    •  Op5cal  proper5es  of  par5cles  (light  absorp5on  and  scaAering)    

•  In  recent  campaigns,  CH4,  VOCs,  and  SO2  were  also  collected.    

•  Today  we  will  talk  about  only  some  of  these  results.  

Each stove measurement included emissions of several parameters.

How  to  read  these  plots  

This  shape  is  a  representa'on  of  a  set  of  measurements.    In  this  case,      it  is  the  test  of  shrubs  burned  in  tradi'onal  stoves  in  Nepal    

How  to  read  these  plots  

The  center  is  the  average  of  the  measurements  

How  to  read  these  plots  

The  center  is  the  average  of  the  measurements  

How  to  read  these  plots  This  is  the  95%  confidence  interval  

HOW  DO  FUELS,  STOVE  TYPE  AND  LOCATION  AFFECT  EMISSIONS?  

What  maVers  ?  

Measurements  in  Tibet  

Measurements  in  Tibet  

Tier  0  Tier  4  

Tier  0  

Measurements  in  India  

Tier  0  Tier  4  

Tier  0  

Measurements  in  India  Tier  0  Tier  4  

Tier  0  

Tier  4  

Measurements  in  Nepal  Plains  Tier  0  Tier  4  

Tier  0  

Tier  4  

Measurements  in  Nepal  Mid-‐Hills  Tier  0  Tier  4  

Tier  0  

Tier  4  

Measurements  in  Uganda  Tier  0  Tier  4  

Tier  0  

Tier  4  

Measurements  in  Honduras*  Tier  0  Tier  4  

Tier  0  

Tier  4  

*Measured  2004-‐2006  

Combined  fuels,  all  loca'ons  Tier  0  Tier  4  

Tier  0  

Tier  4  

•  Next  we  will  look  Combus5on  Efficiency  𝐶𝑂↓2 /(𝐶𝑂↓2 +𝐶𝑂)       

•  Next  we  will  look  Combus5on  Efficiency  𝐶𝑂↓2 /(𝐶𝑂↓2 +𝐶𝑂)       •  And  Single  ScaAering  Albedo  

𝑆𝑐𝑎𝑡𝑡𝑒𝑟𝑖𝑛𝑔  ( 1/𝑚 )/𝑆𝑐𝑎𝑡𝑡𝑒𝑟𝑖𝑛𝑔  (1/𝑚 )+𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑝𝑡𝑖𝑜𝑛  ( 1/𝑚 )   

SSA  ≈  0.2  

SSA  ≈  1  

Measurements  in  Nepal  Plains  

 More  Black  Carbon        More  Organic  (White)  Carbon    

Measurements  in  Nepal  Plains  

 More  Black  Carbon        More  Organic  (White)  Carbon    

Measurements  in  Tibet  

 More  Black  Carbon        More  Organic  (White)  Carbon    

Measurements  in  Uganda  

 More  Black  Carbon        More  Organic  (White)  Carbon    

Measurements  in  India  

 More  Black  Carbon        More  Organic  (White)  Carbon    

Measurements  in  Nepal  Mid-‐Hills  

 More  Black  Carbon        More  Organic  (White)  Carbon    

Measurements  in  Honduras  

 More  Black  Carbon        More  Organic  (White)  Carbon    

Combined  fuels,  all  loca'ons  

 More  Black  Carbon        More  Organic  (White)  Carbon    

DISCUSSION  

   

Further  tests  are  planned.            

Ethos  2013    Nepal    India    Uganda    Honduras    Tibet  

 Opportuni'es?          

Ethos  2013    Nepal    India    Uganda    Honduras    Tibet  

Dung  (cow  and  buffalo)  

Dung  (cow  and  buffalo)  

Dung  (cow  and  buffalo)  

Ag  waste,  leaves  and  s5cks  

HOW  COULD  WE  HELP  MEET  THESE  USERS  NEEDS?  

ADDITIONAL  SLIDES  

TEST  PICTURES  What  are  these  things  we’re  tes'ng?  

Nepal  Dec  2011  –  Jan  2012  

•  30  stove  tests  •  8  kerosene  lamps  •  2  restaurant  test  •  6  PoVery  kiln  tests  •  1  candy  making  opera'on  •  1  haystack  

30  tradi5onal  stoves  measured  

Nepal  Dec  2011  –  Jan  2012  8  kerosene  lanterns  measured  

Nepal  Dec  2011  –  Jan  2012  

•  30  stove  tests  •  8  kerosene  lamps  •  2  restaurant  test  •  6  PoVery  kiln  tests  •  1  candy  making  opera'on  •  1  haystack  

1  haystack  measured  

Stove    1  candy  making  stove  

1  improved  poAery  kiln  

1  tradi5onal  poAery  kiln  

Stoves  in  Tibet  

Stoves  in  Nepal  Plains  

Stoves  in  Nepal  Plains  

Stoves  in  Nepal  Mid-‐hills  

Stoves  in  Uganda  

Stoves  India  

Stoves  in  Honduras