44
Meta Evaluation of 6 Hivos Biofuel Projects Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions, Comparisons and Lessons Learned Written by: Sona Prakash (Environment & Development Consultancy)

Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions ... · Meta Evaluation of 6 Hivos Biofuel Projects Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions, Comparisons and Lessons

  • Upload
    vongoc

  • View
    214

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions ... · Meta Evaluation of 6 Hivos Biofuel Projects Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions, Comparisons and Lessons

   

Meta Evaluation of 6 Hivos Biofuel Projects   

  

Chapter 8  

Overview of Jatropha Production Conclusions, Comparisons and Lessons Learned 

  

                        

 

 

Written by: 

Sona Prakash (Environment & Development Consultancy) 

 

Page 2: Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions ... · Meta Evaluation of 6 Hivos Biofuel Projects Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions, Comparisons and Lessons

  1 Chapter 8:  Overview                                  (Evaluation report for Hivos by Sona Prakash)  

TABLE OF CONTENTS  I. SUMMARY OF EVALUATION RESULTS  2  II.  AGRICULTURE: YIELD, LABOUR & INCOME  8    II.1    INCOME FROM SEED PRODUCTION  7   II.1.1   Seed Price  9 

II.1.2   Seed Production Rate  9 II.1.3   Competition for Labour  11 

II.2    FOOD SECURITY  12 II.3    IMPROVED AGRICULTURAL MANAGEMENT  12 II.3.1   The Process  12 II.3.2   Experience & State of Knowledge on Jatropha Management  13        

III.   PROCESSING: TECHNOLOGY & VALUE ADDITION    23  

III.1   PPO PRODUCTION COST    23 III.2   OIL EXTRACTION    24 III.3   FUEL STANDARDS    25 III.4   ENGINE ADAPTATION    26 III.5   INNOVATIVE USE & APPROPRIATE TECHNOLOGY    28 III.6   OTHER PRODUCTS & USES    29 III.6.1   Soap    29 III.6.2   Bio‐pesticide    31 III.6.3   Lanterns & Stoves    32 III.6.4   By‐products: Seedcake, Shells & Husks    32 

III.7   BIODIESEL    34      

IV.   PROFIT SHARING & MARKETING    34  V.   CREDIT ACCESS & RISK SHARING    37  VI.   GENDER    38  CONCLUSIONS & LESSONS LEARNED    40   

 

 

 

 

 

Page 3: Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions ... · Meta Evaluation of 6 Hivos Biofuel Projects Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions, Comparisons and Lessons

  2 Chapter 8:  Overview                                  (Evaluation report for Hivos by Sona Prakash)  

I.  SUMMARY OF EVALUATION RESULTS  

Jatropha  is  not  a  wonder  crop1.  In  the  last  couple  of  years,  producers  and Jatropha‐based projects around the world have all come to this conclusion.   The high expectations raised at the height of the Jatropha hype have had to be scaled down  over  the  last  four  years  or  so‐‐roughly  the  period  over  which  the  six projects evaluated here have been operational. While some of its properties (see Chapter  1)  enable  Jatropha  to  survive  on marginal  and  degraded  land without irrigation or other  inputs,  the  returns are  too  low under  these  conditions  to be viable  in  terms of  labour  input  and  volumes  required  for  PPO production.  Like any  crop,  it  needs  favourable  climatic  conditions,  input  supplements  and maintenance  in  order  to  give  sufficient  returns.  The  labour  requirements  for Jatropha  production  are  substantial,  and  lead  to  competition  for  labour  with other crops. This has been experienced  in all  the six projects evaluated here. At least  in  the  initial  years  Jatropha  seems  to  need  more  investment  in  terms  of labour to income ratio than other crops. In particular the harvesting, weeding and shelling stages were  reported by producers as overly  time‐consuming.  Jatropha also has a long gestation period of up to seven or eight years after planting before it  reaches  optimal  yields.  And  the  yields  attainable,  even  under  favourable conditions have been lower than the estimates made at the height of the Jatropha hype when most of these projects were initiated. Finally, Jatropha production for oilseed  was  a  completely  new  venture  in  most  places,  and  involved  many uncertainties  relating  to  crop  production  and  processing.    Some  of  these  have been  resolved  while  others  have  been  identified  for  further  research.  Some  of these realities were being realised soon after most of  these projects began, and many  had  to  readjust  their  expectations.  In  short,  the  last  few  years  have constituted a learning period for all Jatropha projects.  While expectations regarding the crop and its potential benefits for smallholders need  to  be  reset,  reactions  to  the  other  extreme  that  completely  reject  the potential  of  Jatropha  for  providing  alternative  incomes  for  smallholders  and access to energy in remote off‐grid areas are also overblown. There is still a niche for  smallholder  Jatropha  production  within  a  larger  diversified  production system‐‐consisting of other crops as well as value adding activities derived from Jatropha itself. Whether this potential  for generating significant  income benefits from Jatropha is realised will depend on a number of factors. Many of these have been  identified  and  discussed  in  the  context  of  individual  projects  in  the concluding  section  (III.2)  of  each  of  the  Chapters  2  to  7,  and will  be  discussed further in this chapter. In general these concern improved crop management and agricultural extension, better prices for seed from more efficient PPO production (and higher fossil fuel prices), improved production technology including shelling and  oil  extraction,  involvement  of  producers  in  value  adding  activities,  and business  models  that  enable  profit  sharing  by  producers  and  offer  long‐term credit  and  risk  sharing  benefits  on  flexible  terms.  In  the  absence  of  these measures,  it  may  be  better  not  to  engage  any  more  producers  in  Jatropha cultivation until  the  sector  has  taken off—and better  crop management,  higher 

                                                        1 P. Kant and S. Wu, The Extraordinary Collapse of Jatropha as a Global Biofuel, Environmental Science and Technology, July 2011. 

Page 4: Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions ... · Meta Evaluation of 6 Hivos Biofuel Projects Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions, Comparisons and Lessons

  3 Chapter 8:  Overview                                  (Evaluation report for Hivos by Sona Prakash)  

diesel prices and better processing efficiency can result in demonstrable income benefits for smallholders.  The  six  projects  covered  different  aspects,  and  had  a  different  focus,  so  taken together  they  cover  close  to  the  entire  range  of  issues  involved  in  smallholder Jatropha  production.  However,  one  common  foundation  of  all  projects was  the prospect of using Jatropha seed to produce PPO (either within the project or by an  external  buyer  of  seed)  for  energy  generation:  as  fuel  in  engines  (replacing diesel)  or  in  lamps  and  stoves  (replacing  kerosene  and/or  firewood).  PPO production for use as fuel in engines is not yet viable in any of the projects. For it to be viable, the production cost has to be lower than the local price of diesel. In turn,  the seed price  that would enable PPO production at  such a  low cost gives very poor returns for labour to farmers for seed production. Thus the situation is a bit of a double bind. In all six projects at the moment, the price paid to farmers for seed for processing is on the one hand too low to provide adequate returns for labour and on the other hand too high to enable a profit from PPO production for use  as  fuel.  However,  this  situation  can  change  with  a  rise  in  oil  prices,  more efficient  oil  extraction  and  quality  control,  and  an  improvement  in  returns  for labour from seed production via yield improvement, genetic breeding and the use of  shelling  machines.  These  factors  will  be  discussed  further  in  the  following sections,  along  with  the  potential  for  PPO  use  in  stoves  and  lamps—which depends mostly on the development and cost‐effective production of stoves and lamps that can compensate for the high viscosity of Jatropha PPO.  While none of the six projects under evaluation here can be said to have attained all of their stated objectives, in many cases the objectives were overly ambitious, having been set at a time when the hype surrounding Jatropha was at its pinnacle. The projects have coped in different ways to this setback to achieving the central goal of seed production for processing into PPO to be used as fuel. In that respect the  flexibility  of  the  Jatropha  system  offers  a  diverse  range  of  alternatives  in terms of products and uses, and some projects have taken advantage of this while others  have  not—or  producers  have  resorted  instead  to  diversified  crop production  for  supplementing  their  incomes.  The  following  paragraphs summarise the six projects and describe their evolution over the last few years in this context.  The Gota Verde (or ‘Green Drop’) project in Honduras (2007‐2010) was set up to demonstrate  the  economic  and  technical  feasibility  of  small‐scale  biofuel production  for  local  use  in  Yoro  province.  Under  this  project  around  330 producers planted a total of around 350 ha of Jatropha (as intercrop, monocrop and  on  slopes)  to  provide  Jatropha  seed  to  the  project.  The  producers  were distributed  over  4  zones,  each  headed  by  a  technical  officer  for  agricultural extension  work.  Its  original  focus  was  on  PPO  production  for  use  as  fuel  in adapted engines of  local  vehicles. However,  large‐scale PPO production has not been viable so far, and vehicle engine adaptation may be too expensive for local users.  In  the  meantime  the  project  showed  a  good  degree  of  flexibility  by branching out into developing other products like biodiesel from waste vegetable oil,  soap,  degreaser  and  shelling machines.  Biodiesel  production  from  Jatropha PPO  is  one  of  the  eventual  goals,  but  is  currently  not  viable.  It  is  expected  to 

Page 5: Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions ... · Meta Evaluation of 6 Hivos Biofuel Projects Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions, Comparisons and Lessons

  4 Chapter 8:  Overview                                  (Evaluation report for Hivos by Sona Prakash)  

become  viable  in  the  near  future  as  the  price  of  mineral  diesel  rises,  Jatropha production volumes increase, and more efficient expellers can be procured. Some preliminary trials have also been done on biogas generation. The processing and marketing enterprise BYSA (Biocombustibles de Yoro Sociedad Anonima) set up by  the project provides  a unique business model,  offering producers a  share of the ownership and ultimately also of  the profits  from value‐adding activities. At the time of the evaluation, a total of around 185 producers were BYSA members. However, all profits will have to be re‐invested in the enterprise for 3 to 4 years, and can be shared only thereafter. BYSA has just started (in 2010‐2011) to make a  net  profit  but  past  losses  still  need  to  be made  up.  So  far  project  beneficiary producers have only been  involved as sellers of  Jatropha seed  to  the project.  In the meantime BYSA  is  supporting producers by accessing  special  Jatropha seed markets paying high prices (for seed for planting), but only over short periods. It has also provided marketing  support  for a  few  food crops. The project  also did very  well  by  providing  credit  for  inputs  as  well  as  insurance  possibilities  to participating producers on flexible terms. It also provided credit and support for the installation of a few irrigation systems. The later phase of the project was co‐funded  by  Technoserve2  that  helped  support  credit  provision.  The  Gota  Verde project is managed by FUNDER3, which provides business and marketing advice to BYSA via  its Centro de Negocios, administrates the credit scheme via its Gota Verde Investment Fund, and undertakes research  in the agricultural area via  its Gota Verde Centre. The project has also  introduced a special currency, Peces,  in order  to  optimise  the  benefits  of  Jatropha  production  for  the  local  economy. Various follow‐up proposals were in the pipeline in 2011 for funding aspects like biogas generation and stove development.  The  TaTEDO  project  in  Tanzania  (2008‐2012)  aimed  to  improve  access  to integrated modern energy services for poverty reduction in a total of 100 villages spread out across the country. They planned to achieve this using a combination of Multi‐Functional  Platforms  (MFPs)  powered  by  engines  running  on  Jatropha oil  and  Productive  Use  Containers  (PUCs)  powered  by  solar  photovoltaic  cells. Fifty  of  the  100  villages  would  be  equipped  with  an  MFP  consisting  of  an  oil expeller,  engine,  and  other  elements  to  enable  energy  generation  for  powering grain mills  and other  applications,  and  eventually  also  for  providing household electricity. However there were delays in procurement of equipment, which only started  arriving  in  2011.  In  the  meantime,  the  agricultural  component  of  the project was not developed and little support or training was provided to Jatropha farmers,  which  raises  concerns  as  to  whether  there  will  be  enough  Jatropha production  volume  to  run  the  MFPs,  and  enough  engagement  on  the  part  of farmers. Farmers were not recruited to produce for the project, but a survey was done to establish the numbers of farmers already growing Jatropha in the areas targeted  for  MFP  installation.  A  few  were  trained  directly,  though  training  of farmers  and  extension  work  were  delegated  to  government  departments  and other  organisations,  depending  on  the  area.  The project was based on  farmers’ pre‐existing  Jatropha  hedges,  though  some  farmers  supplemented  these  with more trees after the project began. Two pilot MFPs (from before the project) had                                                         2 Technoserve specialises in business solutions and providing support for production 3 FUNDER is a private non‐profit organization that stimulates participative processes of management development 

Page 6: Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions ... · Meta Evaluation of 6 Hivos Biofuel Projects Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions, Comparisons and Lessons

  5 Chapter 8:  Overview                                  (Evaluation report for Hivos by Sona Prakash)  

been established but were beset by problems ranging  from bad management to lack of profitability,  lack of demand  for  the services, and engine breakdown. All these  aspects  need  to  be  addressed  to  make  the  project  work.  Benefits  for Jatropha  farmers  will  depend  on  the  type  of  contracts  established  with  MFP owners enabling sale of seed and usage of facilities like oil extraction. Benefits for the wider local community can depend on the selection criteria for ownership of MFPs.  Soap production  could  be  a  spin‐off  but  is  not  directly  supported by  the project. The project’s eventual goals are ambitious, and especially  the provision of  household  electricity  can  facilitate  transformational  development.  But additional  funding  is  needed  (and  is  being  sought)  for  this  last  goal,  since  the mini‐grids needed to enable it were not covered by the project. The MFPs are not yet operational.  The FACT/ADPP project in Mozambique (2007‐2010) aimed to test the feasibility of  enhancing  rural  development  by  using  locally  produced  Jatropha  oil  to  run (adapted) diesel engines, as well as for the local production of soap and lamp oil. Under  this  project,  around  1850  producers  in  five  districts  of  Cabo  Delgado province  (probably  one  of  the  poorest  corners  of  the world)  planted  a  total  of around  600,000  Jatropha  trees  as  hedges  between  2008  and  2010.  They were organised in 36 Farmer’s Clubs (FCs), most of which had their own nurseries for producing  seedlings.  Training  and  support  on  construction  of  wells  and  hand pumps  as  part  of  the  project  enabled  access  to  basic  irrigation  for  nurseries, which was a great benefit especially given the impoverished soils characteristic of the  area.  The  project  was  based  at  the  teacher  training  college  EPF‐Bilibiza4 within Quirimbas National Park. A few diesel engines were adapted—one vehicle engine  and  two  stationery  engines  based  at  the  BBC  (Bilibiza  Biofuel  Centre), which  was  set  up  by  the  project.  Of  the  latter,  one  was  for  powering  the processing workshop and providing a backup for the training college. The other was for driving the maize mill of the EPF. However, Jatropha PPO production has not been viable so far for use as fuel, and these engines are running on sunflower oil, which has to be bought externally. The project benefited from a high level of international expertise on agricultural crop management and on processing and technology. Workshops and trainings and alliances with Mozambican universities helped  disseminate  knowledge,  although  trained  personnel  usually  did  not remain in the area thereafter. Producers have so far only been involved as sellers of  seed  to  the project.  Traditional  cultivation patterns have  involved  ‘slash  and burn’ subsistence agriculture, with producers moving on to clear new land when the  soil  is  exhausted,  though  the project  and other projects  in  the  area may be changing  this  pattern  a  bit,  and  preventing  further  deforestation.  Inputs (fertiliser, pesticide etc.) are not used or provided by the project, and producers are not involved in value addition. However a little soap was produced during a workshop,  and profit margins  as well  as  local  demand  for  soap  appear  to  offer promising  income benefits  for producers. Lanterns running on  Jatropha are not yet  viable,  and  PPO‐based  stoves  may  not  be  an  attractive  option  for  farmers given  the  local  overabundance  of  firewood.  In  the meantime,  support  for  food crop production from a parallel ADPP project has supplemented farmer incomes and  improved  food  security while  facilitating  the  production  of  cash  crops  like 

                                                        4 Established and run by ADPP and the Ministry of Education of the Government of Mozambique 

Page 7: Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions ... · Meta Evaluation of 6 Hivos Biofuel Projects Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions, Comparisons and Lessons

  6 Chapter 8:  Overview                                  (Evaluation report for Hivos by Sona Prakash)  

sesame. There was a period of  inactivity at  the BBC after project  termination  in 2010,  but  the  acceptance  of  new  proposals  on  biogas  and  renewable  energy would have enabled the rejuvenation of activities. In general the project centre at Bilibiza  is  very  isolated,  which  hampers  regular  monitoring  as  well  as  the retention of trained technical personnel.  The CEDISA project in Peru (2009‐2011) aimed to increase the income of small‐scale cultivators on the slopes of San Martin via sustainable management of agro‐forestry systems with Jatropha Curcas. Under this project 100 ha of agro‐forestry systems were installed on the slopes of San Martin by 100 producer households (1 ha each), with Jatropha as a component intercropped with food crops and fast producing  tree  species  (for  wood).  While  income  benefits  from  Jatropha  seed production  have  not  yet  materialised,  the  integrated  agro‐forestry  system  had started  reaping net  income benefits  already  in  its  second  year  from  the  sale  of other crops  like beans and peanuts and wood species.  It also has other benefits like  soil  conservation  and  prevention  of  soil  erosion  in  sloped  areas  with degraded  soils.  The  agroforestry  systems  are  located  on  poor  soils,  and  most producers  are  also  cultivating  a  diversified  range  of  more  lucrative  crops  like plantains  and  sacha‐inchi  outside  of  these  systems.  Producers’  role  in  the Jatropha production system was however restricted to the sale of seed to external buyers,  and markets  for  seed  for processing have not been  lucrative. CEDISA  is trying to negotiate better deals with potential buyers. In general there are many initiatives  on  Jatropha  production  in  the  area,  and  the  local  government department DRASAM has been  supporting  it,  as well  as  using  Jatropha PPO  for running its own vehicles. DRASAM was also supporting the CEDISA project (with inputs  and  extension  work),  but  withdrew  its  support  in  2010  due  to  funding cutbacks, with the result that the second batch of CEDISA producers (who started in  2010)  has  no  access  to  inputs.  The  project  also  maintains  contacts  with  a leading  local agricultural  institute  INIA and other members of  the Mesa Técnica de Biocombustibles that can enable more optimal crop management and access to markets. Producer  involvement  in processing activities was  relegated  to  a  later stage.  The BiOEx project in Zambia (2008‐2010) aimed to improve the household food security  situation  of  ‘small  but  viable’  Jatropha  outgrowers  in  selected  areas  of North‐Western  Province  on  a  sustainable  basis.  It  was  the  only  project  in  this series  where  the  implementing  partner  was  a  private  company,  NWBP  (North Western  Bio  Power).  The  project  was  run  on  the  outgrower  model,  with  over 8000  farmers  recruited  between  2008  and  2010  to  produce  Jatropha  seed  for processing by the company. They formed liability groups of five or more to sign contracts with NWBP. The contracts oblige them to sell all their Jatropha seed to NWBP at 8% of the diesel price5. However most farmers reported net losses as a result of an excessively high labour to  income ratio for Jatropha cultivation that reduced their  income from other crops without providing  income benefits  from Jatropha.  Extension  workers  were  too  few  (10  to  12  for  8000  farmers)  and, though  their work was  to be  supported by government extension workers,  this support  did  not  materialise.  Zone  leaders  who  were  trained  and  supposed  to 

                                                        5 With seed in kg and diesel in litres 

Page 8: Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions ... · Meta Evaluation of 6 Hivos Biofuel Projects Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions, Comparisons and Lessons

  7 Chapter 8:  Overview                                  (Evaluation report for Hivos by Sona Prakash)  

train  other  farmers were  often  not  able  to  due  to  lack  of mobility—only  a  few could be provided with bicycles due to funding shortages, and distances are large in Zambia, even within zones. In an independent spin‐off initiative, producers of one cooperative are starting  to produce soap  for  local use. However,  since  they were obliged  to  sell  all  their  seed  to NWBP,  they were buying  it  externally at a considerably higher price. More recently they started buying back Jatropha PPO from  NWBP  in  an  ‘oil  for  seed’  barter  system.  Coordination  between  project partners was sub‐optimal in this project, with only NWBP and SNV participating in  the end, while BAZ, Hivos Zambia and MACO6 were not  involved much. With the termination of the project,  the farmers’ association NOWEGA7 will be taking over extension work  from NWBP, and will be representing  the 8000 odd BiOEx producers  (all producers will be NOWEGA members). There may then be scope (at association level) for renegotiating contracts with NWBP. NOWEGA may also help  strengthen  farmers’  negotiation  power  on  seed  prices  as well  as  facilitate their engagement in value adding activities.  The  Environment  Africa  project  in  Zimbabwe  (2008‐2010)  aimed  to  increase access to modern energy services  in Mudzi district  in Zimbabwe while reducing poverty in an environmentally friendly manner via the use of renewable energy, specifically biofuel and solar. Work on  this project was disrupted  in 2008‐2009 due to political disturbances in the area, compounded by a cholera epidemic. The Jatropha  farmer  community  was  remobilised  into  new  EAGs  (Environmental Action Groups)  in 2009. A total of 18 EAGs were formed in  five wards of Mudzi district, with a membership of between 20 and 60 members per EAG, and a total of  around  750  farmers,  80%  of which  are women.  Though  originally  a  total  of 2950 farmers were reported in early 2011, the dropout rate seems to have been very high.  For several reasons (including the withdrawal of a prospective foreign partner from the project due to political instability in Zimbabwe), the project also had  to  move  its  focus  from  improving  energy  access  to  facilitating  small‐scale PPO  and  soap  production  from  Jatropha  seed  for  local  use.  The  EAGs  are  now producing soap and a few other products from Jatropha PPO, which they extract using hand presses (each EAG has one). Soap has been in high local demand, but the use of oil for lanterns is still not viable due to inadequately designed lanterns. Profit  margins  are  very  low,  and  most  EAGs  are  still  incurring  net  losses. However some are starting to make a profit. Each EAG has its own autonomous decision‐making  process,  and  each  has  decided  to  use  the  income  from processing  in  a  different  way.  Some  have  decided  to  distribute  it  over  all members, others to invest in social welfare (education, pensions) while yet others have  invested  in  community  enterprise  (bakeries  and  so  on).  While  income benefits remain marginal, a viable structure  is  in place for benefit sharing  if  the labour  to  income  ratio  can  be  reduced  through  partial  mechanisation  of processing, access  to  inputs   and better crop management. Extension work was relegated to government extension (AGRITEX) officers who were not trained on Jatropha,  and  little  attention  was  paid  to  good  Jatropha  cultivation  practices. However, in a follow‐up project funded by the EC (2011‐2015) EAfrica is working 

                                                        6 Ministry for Agriculture and Cooperatives, Zambia 7 North Western Growers Association  

Page 9: Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions ... · Meta Evaluation of 6 Hivos Biofuel Projects Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions, Comparisons and Lessons

  8 Chapter 8:  Overview                                  (Evaluation report for Hivos by Sona Prakash)  

with  WWF  and  the  University  of  Zimbabwe  on  developing  better  cultivation practices and optimising community utilisation of Jatropha‐based products.  In general a  lot of knowledge has been acquired on  Jatropha crop management and processing  the world over  in  the  last  few years. Remaining open questions and mutually contradictory observations from different corners of the world still need to be addressed. While an increasingly wide database is becoming available, effective mechanisms for exchange of first‐hand knowledge are still  lacking. The experiences  of  these  six  projects  can  make  a  significant  contribution  in  this regard.  It  is  hoped  that  this  overview  (supplemented  by  earlier  chapters  on specific  projects)  will  contribute  to  the  dissemination  and  exchange  of information on the various issues affecting Jatropha production by smallholders.  In the following sections the information gleaned from the experiences of the six projects and their working environments (local partners, research institutes) has been  organised  as  follows:  Section  II  deals  with  the  entire  agricultural component.  It  is  further  divided  into  section  II.1  (dealing  with  the  factors responsible  for  a  lack  of  viable  income  generation  for  producers),  section  II.2 (food  security),  and  section  II.3  (agricultural management:  the  process  and  the current state of knowledge on Jatropha management—both at research level and at  the  level of  farmers’ own experiences). Section  III deals with processing  (the factors  responsible  for  the  current  lack  of  viability  of  Jatropha  PPO  as  fuel  for replacing  diesel,  as  well  as  the  other  value  adding  alternatives  offered  by  the Jatropha system for providing  income benefits  in  the meantime and also on the long  term).  Section  IV  deals  with  marketing  (including  the  various  business models adopted by  the projects and  the potential  they offer  for equitable profit sharing), Section V with credit access and risk sharing, and Section VI with gender (i.e. how the six projects fared in terms of reducing gender‐based disparity).  II     AGRICULTURE: YIELD, LABOUR AND INCOME  II.1   INCOME FROM SEED PRODUCTION  In  all  the  projects  under  evaluation,  low  prices  and  low  production  rate  have prevented  producers  from  benefiting  from  seed  production.  In  the  case  of  the Gota  Verde  project,  a  short‐term  solution  has  been  found  by  selling quality/certified seed for propagation (planting) purposes to external markets at much  higher  prices.  Seed  production  for  processing  purposes  is  not  a  viable activity  for producers  in any of the projects. However,  in some cases, additional value‐adding opportunities for producers are starting to improve overall returns for  labour  from  Jatropha  production.  Soap  production  by  EAGs  as  part  of  the Environment Africa project in Zimbabwe is an example. In other projects there is potential  for  small‐scale  value‐adding  activities  that  has  not  yet  been  exploited (to be discussed further in section III). 

 Table 1: Daily income from seed production vs. Daily minimum wage for agricultural labour 

 

Project  Country  Seed Price per kg (USD equivalent) 

Income (USD equivalent) 

Minimum Wage (USD equivalent) 

Gota Verde (for processing) 

Honduras  0.16  2.9  9.0 to 11.0 

Page 10: Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions ... · Meta Evaluation of 6 Hivos Biofuel Projects Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions, Comparisons and Lessons

  9 Chapter 8:  Overview                                  (Evaluation report for Hivos by Sona Prakash)  

Gota Verde (for propagation) 

Honduras  2.00  26.0  9.0 to 11.0 

CEDISA  Peru  

0.26  3.2  7.0 to 9.0 

TaTEDO  Tanzania  

0.18  1.5  2.5 

FACT/ADPP  Mozambique  

0.18  2.2  3.0 

BiOEx  Zambia  

0.12  0.4 to 0.5  2.0 

EAfrica  Zimbabwe  

0.10  0.8 to 1.6  2.3 

 II.1.1      Seed price Volatile oil prices affect the viability of Jatropha production for use as fuel, i.e. as a substitute  for  mineral  diesel.  The  price  of  biodiesel  needs  to  stay  competitive with the market price of mineral diesel, and the price of PPO needs to stay well below  it  (PPO  is  an  input  for  biodiesel  production,  and  furthermore  the  use  of PPO in diesel engines usually involves expensive adaptation technology). This has not  been  possible  in  any  of  the  projects,  with  Jatropha  PPO  production  costs generally remaining too high locally to be competitive as fuel.   On  the other hand,  the prices paid  to producers  for seed have been  too  low  for seed  production  to  be  viable  in  terms  of  returns  for  labour  (see  Table  1).  An exception  to  this  is  the  case  of  the  limited  and  short‐term market  for  seed  for planting (at a high price that is relatively decoupled from fossil fuel prices) in the case of the Gota Verde project. In order to keep Jatropha production sustainable until fossil fuel prices rise further and the production efficiency of seed and PPO improves,  farmers  need  some  kind  of  guaranteed  price  to  enable  returns  for labour that are at least comparable to the minimum wage.   II.1.2    Seed Production Rate The main setback faced by all these projects, and by Jatropha projects in general the world over, is that the yields being achieved (and indeed possible under local conditions) are substantially lower than originally envisaged when Jatropha was identified as a ‘wonder’ crop for biofuel production. The yields currently attained by producers under the six projects are estimated to vary between 0.2kg and 2.0 kg  of  dry  shelled  seed  per  plant,  in  comparison  to  claims  at  the  height  of  the Jatropha hype, of a potential of 15 to 20kg per plant. In addition the time taken to attain  the  optimal  yield  possible  is—at  seven  to  eight  years—longer  than envisaged.   Yield  improvement  is  generally  considered  the  primary  goal  of  good  crop management. However, returns for labour and therefore production rate (kg seed produced  per  hour),  and  not  yield  (kg  seed  per  hectare)  are  the  crucial  factor determining the viability of crop production in all six projects evaluated here. In these  projects,  and  in  many  areas  where  Jatropha  is  planted,  it  is  not  the availability  of  land  but  the  labour  input  required  that  constitutes  the  major constraint to viable production. Improved yield can improve returns for labour to a limited extent. Better crop management will be crucial for improving yield, but also for soil conservation and ensuring that Jatropha production can be combined 

Page 11: Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions ... · Meta Evaluation of 6 Hivos Biofuel Projects Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions, Comparisons and Lessons

  10 Chapter 8:  Overview                                  (Evaluation report for Hivos by Sona Prakash)  

with  that  of  other  (food)  crops  so  as  to  optimise  the  gains  from  both. Most  of these  projects  involve  production  on  sub‐optimal  soils,  where  food  production efficiency  also  needs  improvement,  so  this  element  is  important.  Crop management issues are discussed in section II.3.  Returns  for  labour  from  Jatropha  seed production depend on  the price  and  the production  rate  of  the  shelled  seed.  The  production  rate  is  approximately determined by the picking rate and the shelling rate, since time spent on planting and crop management contributes comparatively  little per kg of seed produced. As discussed in Chapters 2 to 7, and shown in Table 2 below, the greatest impact on  the  production  rate  of  dry  shelled  seed  (and  thus  the  daily  income) will  be made  by  increasing  both  picking  and  shelling  rates.  The  picking  rate  can  be increased  to  some extent via  improved yields,  in  the  sense  that  it will  take  less time to harvest the same amount of fruit from a smaller number of trees. Higher seed weight (possible by breeding new accessions, see section II.3.2) will have a greater  impact  on  the  picking  rate;  doubling  the  seed weight will more  or  less double the picking rate (in kg per hour).  

Table 2 

 Returns for Labour: Potential Multiplicative Impact of Increased Picking and Shelling Rates  

(Picking rate increases with both yield and seed weight) 

Assuming daily income of one unit at current yield and seed weight with manual shelling 

Shelling Technique vs. Yield 

Seed  Weight 

Manual  Shelling 

Hand‐Operated  Machine 

Motorised  Machine 

x  1.0  1.8  1.9 Yield y   2x  1.3  3.2  3.7 

x  1.3  3.0  3.4 Yield 3y   2x  1.5  5.1  6.3 

x  1.4  4.1  4.9 Yield 12y   2x  1.6  5.6  7.1 

Source: Own calculation  The  shelling  rate  can  be  improved  by  the  introduction  of  shelling  machines. Manual shelling rates reported by producers over the six projects showed a wide variation, ranging from 15 minutes per kg (Gota Verde, Honduras) to two hours 

per  kg  (BiOEx,  Zambia).  This huge difference may be due to a difference  in seed weight or other  characteristics  of  the Jatropha  accessions  being used,  with  in  general  faster shelling  rates  reported  from Latin  America  than  from Africa. The stage at which  the fruit  is  picked  and  its consequent  level  of  moisture may  also  be  a  factor.  Gota Verde producers reported that  

Manual Shelling Machine, Gota Verde Project (Source: Gota Verde Project) 

Page 12: Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions ... · Meta Evaluation of 6 Hivos Biofuel Projects Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions, Comparisons and Lessons

  11 Chapter 8:  Overview                                  (Evaluation report for Hivos by Sona Prakash)  

shelling was more  efficient when  carried out  on  seed  that was  still  a  bit moist. Shelling by stamping the fruit underfoot was found to be easier and quicker, but this often damaged the seed, making it inadequate for sale for propagation. At the EAfrica project in Zimbabwe, producers were shelling seed by putting it in a sack, which they beat with a stick—this removed most of the shells and the remaining ones were removed manually.   In any case, a hand‐operated shelling machine (of the kind produced by the Gota Verde project) can improve the shelling rate to 2 minutes per kg (30 kg per hour) which, when combined with an improved picking rate (either via improved yield or via  increased seed weight)  can make a  significant difference  to  returns  from labour,  as  is  evident  from  the  lower  part  of  the  fourth  column  in  Table  2.  A motorised shelling machine can improve the shelling rate further to around 100 kg per hour, but the overall improvement in returns for labour are not that much better  than with  the  hand‐operated machine,  and may  not  be worth  the much higher cost8.   II.1.3    Competition for Labour Another  constraint  that  has  exacerbated poor  returns  for  labour  from  Jatropha seed production is the competition for  labour with other crops. Producers in all the  projects  reported  that  the  period  of  Jatropha  harvest  overlapped  with  the harvest of their major food crops, thus creating a labour shortage. In some cases producers had to hire external labour (Honduras, Peru, Zambia) as a result, often leading  to  a  decrease  in  net  annual  income.  Certainly  in  the  case  of  BiOEx producers  in  Zambia,  a  decrease  in  net  income was  consistently  reported  as  a result of  the  introduction of  Jatropha.  In other  cases  (Zimbabwe, Mozambique), producers  often  left  the  Jatropha  fruit  on  the  trees  or  let  it  fall  to  the  ground during  the  peak  harvest  season  for  other  crops. While  this was  earlier  thought not  to constitute a problem,  it  is now believed that  the oil produced from dried out brown‐black  seed may have  a high  acid  content9  and  therefore may not be adequate  for  use  in  engines.  However  this  finding  from  Peru  has  not  yet  been universally  accepted,  since  there  are  some  contrary  findings  from Africa10  (see section III.3).  In  principle  there  are  three ways  to  overcome  the  problem  of  competition  for labour between Jatropha and crops: one is of course by hiring extra labour, which is not tenable for most smallholders. The second is by tuning the harvest seasons of various crops with irrigation so that they don’t overlap, which is not viable in most areas where Jatropha is being produced. The third—as suggested at FHIA11‐‐is  by  adjusting  the  pruning  cycle  of  Jatropha  so  as  to  change  the  flowering period, and thus the fruiting period. This last suggestion needs investigation, and might indeed offer a way out. 

                                                        8 Hand‐operated machines are sold by the Gota Verde project for USD 250 while motorised ones were priced at around USD 1600 in Peru, 9 See Annex 2 in Chapter 4 (CEDISA, Peru) of this meta evaluation 10 Tested by Niels Anso (Dajolka, Denmark) and reported by Jan de Jongh (Arrakis and FACT Foundation); see Chapter 3 (FACT‐ADPP, Mozambique) of this meta evaluation 11 Discussion at FHIA (Fundacion Hondureno para Invetigacion Agricola), Honduras, March 2011.  

Page 13: Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions ... · Meta Evaluation of 6 Hivos Biofuel Projects Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions, Comparisons and Lessons

  12 Chapter 8:  Overview                                  (Evaluation report for Hivos by Sona Prakash)  

II.2     FOOD SECURITY In general,  food security has not been affected  in  terms of  competition  for  land between Jatropha and food crops. If there is any potential effect on food security, it is in terms of competition for labour (as described above), competition for soil nutrients (and maybe light) in the case of intercropping given the impoverished soils, and competition for investment capital. Given its long gestation period, the initial investment needed is high and can occur at the cost of investment in other crops.   However, large production volumes are needed for cost‐efficient oil extraction for fuel and other purposes. It remains to be seen whether Jatropha production at the required  scale  can  be  achieved  by  smallholders  without  interfering  with  the labour and land needs of other crops. Another possible risk is that further delay in adequate Jatropha production and quality control issues hampering its use in engines might  incentivise the use of edible oil  in engines  in  its place  in projects designed for this purpose.  II.3     IMPROVED AGRICULTURAL MANAGEMENT  While  availability  of  land  may  not  be  the  primary  constraint  in  most  of  these projects,  yield  improvement will  also  help  improve  current meagre  returns  for labour—which  is  the  primary  constraint,  as  described  in  section  II.1. Furthermore, most of the Jatropha production in these six projects is being done on  poor  soils, where  soil  conservation  and  the  improvement  of  soil  quality  are important concerns that can be addressed via better agricultural management.   II.3.1   The Process Three  essential  aspects  or  stages  will  be  key  to  improving  agricultural management  for  Jatropha  production.  The  first  has  to  do  with  maintaining contact with local agronomic research on the Jatropha crop. Given the numerous uncertainties  that  still  prevail  regarding  Jatropha  characteristics  and  yield potential under differing local conditions, the projects and farmers need periodic updating on new developments and knowledge. The projects in Honduras, Peru, and Mozambique have been mindful of this aspect from the beginning, while the Zimbabwe  project  has  made  a  start  more  recently.  The  Gota  Verde  project  in Honduras  maintains  regular  contact  in  this  connection  with  the  Honduran Agricultural  Research  Institute  (FHIA),  and  the  (Agricultural)  University  of Zamorano. In particular FHIA was a direct participant in the earlier phase of the project,  and  also  maintained  personnel  in  the  field,  who  followed  up  on  the activities of selected producers. The Peruvian National Institute for Innovation in Agriculture  (INIA) was  involved with  the  CEDISA  project  from  its  early  stages, assisting with capacity building on crop management issues. They maintain direct contact, as well as through the Mesa Técnica de Biocombustibles of the San Martin region, of which both INIA and CEDISA are members. The FACT‐ADPP project in Mozambique  had  an  agricultural  research  component  built  into  it  from  the beginning,  managed  by  Flemming  Nielsen  of  Banana  Hill  Consultants,  and involving  the  Mozambican  Institute  for  Agricultural  Research  (IIAM)  and  the Maputo‐based Eduardo Mondlane University  (UEM),  as well  as  the Agricultural University  of  Wageningen  in  the  Netherlands.  Finally,  the  EAfrica  project  in Zimbabwe is now working with the Department of Soil Science and Agricultural 

Page 14: Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions ... · Meta Evaluation of 6 Hivos Biofuel Projects Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions, Comparisons and Lessons

  13 Chapter 8:  Overview                                  (Evaluation report for Hivos by Sona Prakash)  

Engineering  of  the  University  of  Zimbabwe  on  the  optimisation  of  cultivation practices  and  soil  quality  research.  The  remaining  two  projects,  TaTEDO  in Tanzania  and  BiOEx  in  Zambia,  have  not  involved  contact  with  agronomic research institutes.  The  second crucial  stage  for  improved agricultural management has  to do with the  dissemination  and  implementation  of  this  knowledge  among  producers—directly,  or  via  adequately  trained  extension  workers  and  ‘paratechnicians’. Special  training  on  Jatropha management  is  needed  but  not  always  adequately provided. Some improvement is needed in all the projects in this regard. In some cases  like  at  the EAfrica project  in Zimbabwe,  extension work  is being done by government  (AGRITEX)  extension  staff  who  have  not  been  trained  at  all  on Jatropha.  At  the  TaTEDO  project  in  Tanzania,  again  extension  work  has  been relegated to government departments and DiSEDCs12 who are in general not well informed  on  Jatropha  properties.  In  some  cases  it  is  being  sub‐contracted  to organisations like JPTL but there was little clarity on who is responsible for what. At the CEDISA project in Peru, the three extension workers from the project were supplemented by  two  from  the government department DRASAM; however  the latter  did  not  maintain  adequate  presence  in  the  field.  Similarly,  the supplementary extension support from government (MACO) extension staff that was  planned  into  the BiOEx project  in  Zambia  did  not materialise.  The  ratio  of extension workers to farmers was also low in general for a new crop like Jatropha that involves many uncertainties and in which farmers have little experience. At the higher end were the CEDISA project (3 for 100), and the Gota Verde project (4 for  326);  at  an  impossibly  low  level  the BiOEx project  in  Zambia  (10  or  12  for 8000).   While  in  most  cases  the  work  of  extension  workers  was  to  be  reinforced  by selected  farmers  (the  77  zone  leaders  in  the  case  of  BiOEx  in  Zambia,  or  1 paratechnician per village in some other cases) who received some training and were supposed to train others, such secondary training often did not take place, or was ineffective. In the case of BiOEx for example, some of the zone leaders got bicycles  that  improved  their  mobility  but  others  could  not  due  to  a  funding shortage.  This  brings  us  to  the  third‐‐and  very  crucial  stage‐‐of  ensuring  the effectiveness  of  dissemination  by  periodically monitoring  the  actual  knowledge and awareness levels of farmers. Adequate monitoring was found to be lacking in all the six projects. Though there were a few exceptions (generally farmers who had  been  trained  directly),  the  content  of  trainings  and  knowledge  of  Jatropha management was most often not filtering down adequately to farmers in the field. This was particularly the case where some farmers were trained and left to train others without any monitoring.  II.3.2    Experience & State of Knowledge on Jatropha Management  Planting Apart  from  the  documented  pros  and  cons  of  the  various  planting  methods (direct  sowing,  planting  from  cuttings  and  from  pre‐cultivated  seedlings  from 

                                                        12 District Sustainable Energy and Development Centres; see Chapter 5 of this meta evaluation 

Page 15: Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions ... · Meta Evaluation of 6 Hivos Biofuel Projects Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions, Comparisons and Lessons

  14 Chapter 8:  Overview                                  (Evaluation report for Hivos by Sona Prakash)  

nurseries, see section II.1.3 in Chpater 1) there were mixed reports across the six projects. In general plants grown from seed gave better yield over the long term and have better resilience in dry conditions due to their taproots. However, many farmers  were  attracted  to  the  faster  growth  and  production  characteristics  of cuttings.  Direct  sowing  was  often  characterised  by  low  germination  rates (Zambia, Peru) and loss to insects (Honduras, Peru). In Peru a devastating attack on  young  saplings  by  leaf  cutter  ants  led  to  the  decision  to  transplant  older seedlings  (between  40  days  and  2.5 months  old)  at  the  beginning  of  the  rainy season. On the other hand in Zambia it was reported that seedlings transplanted in  the  rainy  season  were  often  attacked  by  grasshoppers.  Plants  grown  from cuttings were  found  to  be more  susceptible  to  termites.  In  general,  experience seems to point towards the use of seedlings pre‐cultivated from seed in nurseries. In  the  case  of  slopes  this  is  definitely  the  most  viable  alternative  due  to  the taproot  that counters erosion.  In  the case of direct sowing  the germinated seed gets washed away. In most projects farmers had made an informed choice due to project  intervention,  or  seedlings/seed  had  been  distributed  by  the  project, whereas in others (like in Tanzania) where this was not the case, they tended to prefer cuttings for their fast growth.  At  FHIA  in Honduras11  they  emphasized  the  importance  of  soil  preparation  for Jatropha planting. Just making furrows for example makes a lot of difference for plant growth. They used tractors or animals for this purpose in their fields. While producers in most of the projects do not have access to tractors, more attention for soil preparation‐‐manually or using animal traction‐‐might be a factor to keep in mind.  Configuration In  three  of  the  projects  (Tanzania,  Mozambique  and  Zimbabwe),  the  emphasis has been on Jatropha cultivation as hedges. This has been the traditional pattern of  Jatropha  cultivation  in  these  countries  (for  keeping  away  livestock  and wild animals  from  homesteads  and  fields),  and  was  in  general  also  motivated  by concerns of food security at both local and national levels (the fear that Jatropha plantations  would  reduce  land  availability  for  other  crops).  In  Tanzania  and Mozambique,  Jatropha  plantations  are  discouraged  by  the  government  for  this reason,  and  in  the  case of Mozambique  also  for  reasons of nature  conservation (the  project  is  located  within  Quirimbas  National  Park).  In  Zimbabwe  and Tanzania,  this  choice  was  also  dictated  by  the  fact  that  farmers  were  used  to growing  Jatropha  as  hedges  around  their  homesteads.  In Mozambique  farmers chose  to  grow  it  as  hedges  around  their  fields.  While  they  originally  hoped  it would also protect the fields from wild animals, this turned out not to be the case for  the  wild  pigs,  elephants  and  baboons  that  are  the main  threat  in  the  area. Subsequently  it was decided  to concentrate on  improving yield—and a 1‐metre spacing between trees was chosen for this reason. But they find the hedges also useful  for  delineating  property,  since  the  plant  is  easily  distinguishable  from other  plants.  In  Zimbabwe  however,  Jatropha  trees  have  been  planted  at  a  0.3 metre spacing (sometimes even closer) in hedges around the homesteads. While this  is  effective  for  protection  purposes,  farmers  are  now  more  interested  in improving seed yield and may need to reconsider.  

Page 16: Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions ... · Meta Evaluation of 6 Hivos Biofuel Projects Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions, Comparisons and Lessons

  15 Chapter 8:  Overview                                  (Evaluation report for Hivos by Sona Prakash)  

In the other three projects (Honduras, Peru and Zambia), intercropping has been the prevalent mode of cultivation. Though farmers in the Gota Verde project have employed both monocropping and intercropping, as well planting on steep slopes to avoid erosion, most of the farmers interviewed preferred to intercrop Jatropha with common food crops (maize, beans, watermelon)  in order  to reduce risk as well as Jatropha production costs. It was maintained however (including at FHIA) that  yields  were  always  higher  with  mono‐cropping  than  with  intercropping. Farmers in the CEDISA project have planted Jatropha within agroforestry systems with  intercropping.  In  general  the  jury  is  still  out  regarding  the  potential  for intercropping  Jatropha  with  other  crops.  Its  viability  can  be  questioned  for various reasons. Researchers at the University of Zimbabwe13 felt there could be problems in intercropping Jatropha with other crops. The Jatropha plant absorbs a lot of nutrients (nitrogen, phosphorus, etc.) via its root network in the topsoil, which is likely to lead to intense competition for nutrients with other plants. This was  corroborated  by  farmers  (for  example  in  Mudzi,  Zimbabwe  and  in  Cabo Delgado,  Mozambique)  who  observed  that  crops  planted  closer  to  Jatropha hedges tended to wilt. The success of intercropping also depends on which crops are  combined with  Jatropha.  In  the  case of maize,  the  competition  for  light  can make the  Jatropha trees grow vertically without branching—leading to reduced yields.  This  was  observed  by  many  producers  in  Honduras,  Peru  and  Zambia where  intercropping  is  being  practiced.  In  addition  there  were  indications  in Honduras of a disease spreading from maize to Jatropha (see Table 3).  Many producers reported that Jatropha trees benefited from combining with low‐lying  nitrogen  fixing  plants  like  beans  and  peanuts.  However,  as  the  Jatropha trees grow, the shading effects were not beneficial for the other plants. In general farmers  don’t  want  to  combine  crops  with  trees  because  of  competition  and shading  effects.  The  latter  become  significant  in  the  case  of  Jatropha  after  a couple of years, when the canopy closes. If intercropping is practiced, it therefore seems that the spacing between Jatropha trees needs to be wider (4 to 5 metres) than that practiced in many cases (2 to 3 metres) in order to allow light to enter and  enable  a  better  nutrient  sharing.  Otherwise  intercropping  would  only  be possible during the first couple of years, when shading effects from Jatropha are minimal.  On  the  other  hand  wider  spacing  can  cause  the  trees  to  grow  taller, making it harder to harvest and prune.   In  the  end  spacing  decisions  should  be  based  on  the  local  environment,  the competition among trees for water, light and nutrients, soil fertility and nutrient replenishment levels, the nature of other crops being grown around the Jatropha, as  well  as  on  availability  of  labour.  This  underscores  the  importance  of maintaining  links with  local research  institutes  for arriving at optimal solutions for  local  conditions.  Researchers  at  FHIA  in  Honduras  felt  that  Jatropha intercropped  well  with  soybean,  sesame,  sweet  potato,  gourd  (ayote),  papaya, peanuts and beans. Farmers in Zambia also found that soybean and sweet potato combine well with Jatropha.                                                           

13 Interview with Professor Mafongoya (June 2011), University of Zimbabwe (Department of Soil Science and Agricultural Engineering), project partner in continuation of EAfrica project in Zimbabwe.  

Page 17: Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions ... · Meta Evaluation of 6 Hivos Biofuel Projects Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions, Comparisons and Lessons

  16 Chapter 8:  Overview                                  (Evaluation report for Hivos by Sona Prakash)  

Over the longer term however, genetic breeding for plants with smaller canopies might  improve  the  viability  of  intercropping.  In  any  case  it  looks  like  the replenishment of soil nutrients will be necessary to prevent soil exhaustion (this has been discussed further in a following section), and enable viable yields from Jatropha as well as any intercrops.  Weeding and Pruning Weeding around Jatropha has been very labour intensive, and was cited by most producers  as  among  the  most  time‐consuming  stages  of  Jatropha  cultivation, apart  from  harvesting  and  shelling.  In Mozambique,  it  was  found  to  constitute around  35%  of  total  labour  during  the  rainy  season.  In  Zambia,  farmers  were spending a total of eight days per year on weeding. Weeds have been among the foremost  problems  for  Jatropha  cultivators  in  Peru.  While  the  local  soil  and climate are especially prone to the occurrence of weeds, the problem was worse with Jatropha than with other crops. This was partly because Jatropha plants had more open space around them. In addition, a representative of Agrobiofuels  Peru (that has its own plantation) said the root system of weeds interferes more with Jatropha  than with other crops because  the auxiliary root system of  Jatropha  is weak (only the main taproot is strong). Jatropha also lets in more light through its canopy, thus encouraging weeds. However, the last aspect is expected to correct itself within a couple of years, as the Jatropha canopy closes.  Many  farmers  did  not  have  adequate  information  on  pruning,  and  instructions (when  given)  for  pruning  varied with  projects  and  institutes,  as well  as within projects. Sometimes producers from the same project had mutually contradictory information.  The  Honduras,  Peru  and  Mozambique  projects  had  clear  pruning instructions but these did not always filter down to producers. In many cases (for example  in Mozambique)  the  concept was  hard  for  farmers  to  absorb while  in others  there  was  uncertainty  regarding  when  and  how.  In  Mozambique  many farmers started to do it once they observed the effect on plant health and yield. While the literature recommends pruning during the rainy season (because that enables the wounds to heal better), trials at the FACT‐ADPP project indicated that wet  season  pruning  led  to  fungus  growth  and  dry  season  pruning  gave  better results. At FHIA  in Honduras  it was also mentioned that  the  ‘India Salvadorena’ accession does not need pruning. In Zimbabwe and Tanzania most farmers were not pruning at all—or only to keep away snakes or if the tree was giving too much shade  to  other  crops.  They  didn’t  know  about  pruning  to  improve  plant  health and yield.  In many places it was claimed (including by agricultural scientists, for example at FHIA)  that pruning cycles should  follow the phases of  the moon. The reasoning given  was  that  nutrients  accumulate  at  the  bottom  of  the  plant  during  a  new moon, and that is therefore the best time to cut off the tops (in particular for the first pruning).  It might be useful to explore the scientific base of this contention given  the  large numbers  of  people who believe  in  it.  In  general  there were  too many different recommendations on pruning to reproduce here, but they can be looked up in section II.1.4 of the project‐specific Chapters 2 to 7. On the average pruning was recommended once a year, or every time the plant reached a certain height. 

Page 18: Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions ... · Meta Evaluation of 6 Hivos Biofuel Projects Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions, Comparisons and Lessons

  17 Chapter 8:  Overview                                  (Evaluation report for Hivos by Sona Prakash)  

 Fertiliser, Pest Control, Organic Farming and Jatropha by­products Since  the  Jatropha  plant  takes  up  a  lot  of  soil  nutrients  (N,  P,  K)14  that  are removed from the system via the fruit, replenishment is needed in order to avoid soil  exhaustion  and  enable  better  yields.  Jatropha  nutrient  requirements  (N, P2O5,  K2O)  have  been  estimated  in  the  Jatropha  Handbook  published  by  the FACT Foundation15,  as well  the  fertiliser  equivalent needed  (both  chemical  and organic) to provide them. On the other hand, soil research done in Mozambique (in connection with the FACT‐ADPP project) by a student from the University of Wageningen16  indicated  that  nitrogen  and  potassium  levels  did  not  influence Jatropha  plant  development,  but  that  higher  phosphorus  levels  led  to  more branching  and  higher  plants.  While  there  is  little  scope  for  manipulating phosphorus  levels  within  the  current  farming  systems  in  Cabo  Delgado‐‐somewhat  unfortunate  for  the  Mozambique  project—this  may  be  something worth verifying in other areas.  Levels of nutrient uptake by  Jatropha and  soil  replenishment  requirements  can be  estimated  via  soil  research  that  compares  plants  and  soils  where  fruit  has been  harvested with  others  where  it  has  not.  Researchers  at  the  University  of Zimbabwe13 are starting to do this. Replenishment can be achieved by returning Jatropha organic waste (seedcake, shells and husks) to the soil or by applying the chemical equivalent of removed nutrients, and to some extent by combining with nitrogen‐fixing species.   

Of the projects covered by this meta evaluation, only producers in the Gota Verde and  CEDISA  projects  were  fertilising  their  Jatropha  plants.  They  had  access  to credit for inputs and were using chemical fertiliser, not Jatropha by‐products or organic  waste.  Gota  Verde  project  staff  reported  good  results  in  Honduras  in terms of speed of growth, ramification, number of branches, number of fruits and seeds  with  62g  to  70g  fertiliser  (a  12‐24‐12  mixture  of  Urea,  Casaele  and Litratocine)  per  plant  per  application  and  with  two  applications  per  year. Fertiliser was found most effective when applied around and not directly at  the plant. The  first batch of producers of  the CEDISA project  (the 60 who  joined  in 2009)  in  Peru  used  chemical  fertiliser  (80  gm  per  plant  of  INKAFER(NPK))  on their  Jatropha plots. This was applied within 4 months of  installation. A second dose  of  fertiliser  was  applied  in  2010  to  the  same  plots,  within  a  year  of planting—this  time  500  gm  per  plant  of  organic  fertiliser  (guano  de  la  isla). However the 40 producers that joined the project in 2010 did not have access to fertiliser because funding was cut off. They also did not use organic fertiliser.  Producers  in  most  of  the  projects  have  not  had  access  to  seedcake,  since  oil extraction is not being done by producers  in most cases.  In the case of the Gota Verde project, a  little extraction  is being done at  the BYSA facility, and the  little seedcake  produced  is  being  used  for  experimenting with  biogas  generation.  At 

                                                        14 Nitrogen, Phosphorus and Potassium. 15 The Jatropha Handbook: From Cultivation to Application; FACT Foundation, April 2010. 16 MSc. thesis Josema Albeniz Larrauri, WUR; see https://sites.google.com/site/mozambiquejatropha/research-program/research-activities/12-soil-biomass-research-1

Page 19: Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions ... · Meta Evaluation of 6 Hivos Biofuel Projects Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions, Comparisons and Lessons

  18 Chapter 8:  Overview                                  (Evaluation report for Hivos by Sona Prakash)  

the  FACT‐ADPP  project,  oil  extraction  is  only  being  done  for  testing  (quality control) purposes. At  the BiOEx project  seed  is  taken away  for oil  extraction  to NWBP’s  facility near Lusaka, quite  far  from NWP where  farmers are based, and seedcake is not brought back.   One exception to the above, where producers have had access to seedcake, is the EAfrica project  in Mudzi, Zimbabwe, where producers have been extracting  the oil  themselves  (for  soap production) using hand presses. They have been using the  seedcake  for  fertilising  their maize  fields,  often  composting  it with manure and leaf mould, and have all observed positive impacts on maize growth. Jatropha leaves on  the other hand are not good  for mulch. The  low CN ratio means  they degrade very fast.  At  the  agronomic  research  facility  of  the  University  of  Zimbabwe13  they  also found  that  the  application  of  Jatropha  seedcake  had  a  huge  positive  effect  on maize yield. However the seedcake needs to be ground finely for faster N release. Otherwise there can be problems with mineralisation13 since nitrogen release is not  fast  in general. Farmers are not mindful of  this aspect,  and  tend  to  just use what’s  left  over  from  extraction.  And while Mudzi  farmers  are  using  Jatropha‐based  organic  fertiliser  on  other  crops  like maize,  they  are  not  fertilising  their Jatropha  trees;  there  is  a  shortage  of  fertiliser,  and  what  is  available  is (understandably) used for food crops.   But  in  other  parts  of  the world  there  are  doubts  regarding  the  effectiveness  of Jatropha  seedcake  as  fertiliser.  Experiments  at  INIA  in  Peru  have  indicated problems with seedcake use for fertiliser17 because it is toxic and kills worms that aerate and fertilise the soil. For this reason the Leoncio Prado cooperative as well as  CEDISA  project  staff  felt  that  seedcake  might  be  more  effectively  used  for briquette  production  (see  III.6.4).  Finally,  from  the  perspective  of  optimal exploitation of  the nutritional  as well  as  the  calorific  content of  the  seedcake15, the most viable way  to use  it  directly would be  for biogas generation;  then  the effluent or residue can be used as more concentrated fertiliser (see III.6.4).  

 Less  is  known  about  the  use  of  Jatropha  shells  and  husks  as  fertiliser.  This  is indeed  a  pity  because  this  is  one  element  of  jatropha  organic  waste  that  all producers have access  to,  since  they all  shell  the  Jatropha seed  themselves. But there was  little knowledge on how to use  them. At most some producers  threw the  shells  into  their  fields where  convenient—but  in most  cases  not  even  that because  the  fields were  often  far  from  the  homesteads where  the  shelling was done, and it was too tedious to take the shells back to the fields.  In particular  it has been noted that composting would be the most effective, enabling storage for use whenever needed. However none of  the projects  had paid  attention  to  this aspect.   In general poor smallholders cannot afford external inputs, but the cultivation of Jatropha, especially on sub‐optimal soils, calls  for regular replenishment.  In this 

                                                        17 Interview with Professor Ronald Echeverria (May 2011), INIA (Instituto Nacional para Innovación Agraria), Ministry of Agriculture, a CEDISA project partner in Peru. 

Page 20: Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions ... · Meta Evaluation of 6 Hivos Biofuel Projects Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions, Comparisons and Lessons

  19 Chapter 8:  Overview                                  (Evaluation report for Hivos by Sona Prakash)  

respect organic  farming  initiatives  can be particularly  interesting.  Jatropha also responds well  to organic  fertiliser  in general. One such experiment was carried out by Professor Thomson Sinkala of the Biofuels Association of Zambia (BAZ), a project partner in the BiOEx project. He has developed an integrated approach to income  generation  from  the  Jatropha  system  that  includes  biological  control. Among  the  elements  used  in  this  system  are  goats  for  weed  control  and fertilisation, honeybees for pollination, poultry for termite control and fertiliser, Jatropha seedcake for fertiliser and the leaves of Tephrosia Vogelii for controlling golden flea beetles and various other pests. Using this system and without other external  inputs,  yields  of  around  10  kg  per  plant  were  obtained  at  Sinkala’s experimental  farm  in  Lusaka.  In  addition,  the  goats,  poultry  and  honeybees contributed  a  substantial  supplementary  income. While  it  is  not  clear  that  the same  results  can  be  obtained  by  small‐scale  farmers  on  poor  soils,  something similar would be worth trying as a pilot experiment.   Biological  control  methods  are  also  being  investigated  as  part  of  Jatropha research  at  INIA  in  Peru.  The  plagues  and  diseases  related  to  Jatropha  in  San Martin (over 20 in total) as well as biological control methods (12 species) for the most  serious  ones  have  been  catalogued  by  INIA18.  Biological  control methods include  natural  predators  and  bio‐pesticides  based  on  extract  of  neem  leaf (against  ‘acaros’  and  ‘cigarritas’;  see  Table  3),  tephrosia  leaves,  and  fungal extracts  (against  beetles).  They  advise  rotation  of  these  methods  to  avoid resistance development.   In general, Jatropha is attacked by a host of different pests and plagues. Some are common  over  countries  and  even  over  continents  (see  picture),  but  in  general each  location had a different set of problems  in  this respect. Pests and diseases 

signalled  by  producers  and  project  staff across the six projects are listed in Table 3.  In  Honduras,  Gota  Verde  producers  were having  serious  problems  with  insect plagues.  Pest  control  was  done  both manually  (removing  insects  by  hand  from the  plants)  and  using  chemical  insecticide. The  project  planned  to  start  trials  in  2011 with bio‐pesticide made from Jatropha oil. In Mozambique,  preliminary  research  was done  on  combating  locally  occurring Jatropha  pests  and  diseases  by  Flemming Nielsen and a student from UEM19 as part of the FACT‐ADPP project. Chemical pesticides 

(containing Chlorpyrifos or Cyphenothrin) were  found  to work well  against  the devastating yellow flea beetle in Manica, but are not a feasible option for the poor small‐scale  farmers  targeted  by  the  project  in  Cabo  Delgado.  However  damage                                                         18 Identificación de plagas, controladores biológicos y enfermedades en el cultivo de Piñón blanco (Jatropha curcas). INIA (Peru), 2010. 19 Implemented by Pomme Christiane Gagnaux (2007‐2009), Superviser Prof. Dr. Luisa Santos, UEM. 

 Red­spotted beetle on Jatropha leaves in Kahama, Tanzania; observed in Africa as well as Latin America         Red­spotted beetle infesting Jatropha leaves in Tanzania       

Page 21: Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions ... · Meta Evaluation of 6 Hivos Biofuel Projects Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions, Comparisons and Lessons

  20 Chapter 8:  Overview                                  (Evaluation report for Hivos by Sona Prakash)  

has been much less in Cabo Delgado than in Manica. At the time of the evaluation, the  main  problem  reported  by  producers  in  Cabo  Delgado  was  a  termite infestation.  Though  no  pesticide  has  been  used  so  far,  a  kind  of  lime  sediment (dichotomous earth) seems to be effective20, and could possibly be brought from nearby coastal areas.  In Peru, the destruction of young Jatropha saplings by leaf‐cutter ants led to the decision to transplant seedlings from nurseries at a later stage. This reduced the damage  but  the  ants  still  eat  the  leaves,  stunt  plant  development  and  lead  to reduced  yields.  A  specific  chemical  pesticide was  used  for  this  (Tifon).  Natural control methods were also used by  cultivators,  but were  less  effective  than  the pesticide.   

Table 3: Jatropha­infesting pests and diseases signalled across the six countries Country  Pest/Disease 

(Local names and description) Damage characteristics 

Honduras  ‘Paloma Blanca’ or ‘Frijolera’ (White bird, not a pigeon or dove) 

Picks and eats seed, even though poisonous (bird doesn’t seem to suffer) 

Honduras Peru 

Tanzania Zimbabwe Zambia 

‘Chinche Punto Rojo’ (Red‐spotted black beetle) 

Sucks the sap (including oil) from the fruit and damages leaves 

Honduras  ‘Chinche Pata de Hoja’ (Leaf‐footed bug) ‘Mosca Blanca’ (White fly) 

Not known 

Honduras  Rats  Eat the sowed seed from the ground 

Honduras  Leaf Spot (Common disease affecting maize that gets transmitted to Jatropha) 

Transmitted by Helminihosporium Tetrameric and  Cescosporas sp. 

Mozambique Zimbabwe 

Termites  Infest plants that are already weak due to dry or water logged soils, can kill plants 

Mozambique  Yellow flea beetle (Aphthona dilutipes)   Reduces plant growth, often killing the plants 

Mozambique  Golden flea beetle  Not known Mozambique  Rainbow shield bug (Calidea dregii)  Not known Mozambique  Green leaf mining caterpillar 

(Stomphastis thraustica) Not known 

Peru  ‘Hormigas cortadoras de hojas’ (Leaf‐cutter ants, Atta cephalotes) 

Attack and destroy young saplings 

Peru  ‘Cigarrita verde’ (Empoasca sp.)   Attacks the leaves (causing them to curl up), retards florification and fructification; reported in extreme dry conditions 

Peru  ‘Ácaro blanco’ or ‘Hialino’ (Polyphagotarsonemus latus)  

Sucks the sap from the leaves and arrests plant development 

                                                        20 Flemming Nielsen (Banana Hill Consultants) and Jan de Jongh (Arrakis), informal communication

Page 22: Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions ... · Meta Evaluation of 6 Hivos Biofuel Projects Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions, Comparisons and Lessons

  21 Chapter 8:  Overview                                  (Evaluation report for Hivos by Sona Prakash)  

Zimbabwe Zambia 

Beetles (brown,blue‐black, yellow‐black, red‐black) 

Attack and damage leaves and fruit 

Zimbabwe  Leaf‐miner  Attack leaf veins and damage leaves 

Zimbabwe  ‘Kind of black beetle’  Makes a ring around the stalk, causing stalk to break and tree often dies as a result 

Zambia  ‘Small yellow insect’  Forms white patches and causes leaves to curl up 

Zambia  Caterpillars  Eat stalks Zambia  Grasshoppers  Attack small plants 

 In general when a species is introduced on a large scale (even though it may have been grown before on a small scale, like Jatropha in this case), it can take a while for  the  pests  to  set  in.  Typically  there  can  be  an  intermediate  period  of susceptibility to pests, after which natural enemies have time to evolve/develop and  pest  infestation  again  recedes.  However,  pest  damage  was  generally  most severe in areas that showed signs of low soil fertility. Thus managing soil fertility could  be  an  important  means  of  controlling  pest  damage.  Finally,  some preliminary  findings  from  Mozambique  indicated  that  the  time  of  planting affected  insect  density  years  after  the  Jatropha  had  been  established.  When planting is done during periods of high pest infestation, the pest pressure is also high in subsequent years.  

 Harvesting Harvesting  is  being  done  manually  in  all  the  projects.  Apart  from  the  capital investment  involved  in procuring a mechanical harvester  that makes  it difficult for  smallholders,  mechanised  harvesting  of  Jatropha  is  complicated.  The  fruit don’t ripen together, and have to be harvested in stages over an extended period. The stage of maturity of the fruit is important for oil quality (see III.3).   Though mechanical harvesters have now been developed for Jatropha harvesting and are being used for  large‐scale production by some companies (in particular in  Latin  America,  for  example  the  Honduran  company  AGROIPSA  has  a mechanical  harvester  developed  by  BEI  International  using  the  ‘Jatropha Wave Picking Mechanism’)21,  the  initial  investment  costs  (USD  180,000)  and  farming conditions (lack of space) make them unviable for smallholders.  Some  ‘partially  mechanised’  harvesting  alternatives  may  be  worth  considering where  applicable.  For  example,  the  use  of  a  trailer  driven  by  a  tractor  (with picking still done by hand, and dropped in the trailer) enabled a picking rate of 12 to 20 kg per hour (only picking, no shelling) in Southern Mozambique. This would only be viable for widely spaced Jatropha plantations without intercrops.  Different Accessions of Jatropha Curcas L. Jatropha is indigenous to Central America, and the maximum genetic diversity of Jatropha is observed in Central America and the northern part of South America. However at the Gota Verde project in Honduras, Central America, it was decided                                                         

21 Information source: Martijn Veen, SNV, Peru 

Page 23: Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions ... · Meta Evaluation of 6 Hivos Biofuel Projects Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions, Comparisons and Lessons

  22 Chapter 8:  Overview                                  (Evaluation report for Hivos by Sona Prakash)  

to work with the foreign accessions Cabo Verde and India Salvadorena for their higher yields. But yields obtained by producers have turned out to be much lower than  expected  from  these  accessions.  Moreover,  suboptimal  environmental conditions  and  climatic  events  led  to  considerable  losses.  The  indigenous  wild accessions give lower and unreliable yields (varying from plant to plant) but have other useful properties  like  resistance  to pests and diseases and high  tolerance for  local  soil  conditions.  Research  on  grafting  between  the  high‐yielding  Cabo Verde and wild indigenous varieties  is underway at FHIA, and might offer some scope  for  the  development  of  plants  that  are  more  tolerant  as  well  as  high yielding.  The  Gota  Verde  project  has  plans  for  setting  up  a  seed  bank  for germplasm  research  in  collaboration  with  Zamorano  University,  and  might involve the FACT Foundation as well as the Jatropha network in Latin America.  At  the  time when  the  CEDISA  project  was  set  up  in  Peru,  the  locally  available accession ‘Totorillayco’ was identified17 by INIA as the most suitable material to work  with,  for  its  good  adaptability  to  local  conditions  as  well  as  good productivity (seed production) and oil content per seed, compared to other local material22. Since then, INIA has analysed 95 different accessions (both local and from  elsewhere)22  for  oil  content  and  are  analysing  other  properties  like resistance  to plagues, droughts and other  local  realities.  In  the end  there  is not much  variation  in  oil  content  between  the  various  accessions,  and  the amount/weight  of  fruit  per  tree  as  well  as  resilience  to  local  conditions  are considered more important. So far there are still large variations in fruit yield per tree for a given accession.  INIA  is  also  experimenting  with  grafting  a  different  variety  of  Jatropha  (not Jatropha  Curcas  but  Jatropha  Vocifellia,  also  called  Pinon  Rojo,  which  has  high resistance  against  plagues  and  drought),  onto  a  high‐yielding  Jatropha  Curcas accession  like  Cabo  Verde.  Genetic  breeding  experiments  are  also  ongoing,  for example  between  local  Totorillayco  and  Caballococha  accessions  to  attain  an optimal  combination  of  characteristics.  Furthermore,  accessions  are  being compared  for  their  response  to  various  crop  management  techniques  like pruning, organic vs. chemical fertiliser etc. But it takes at least 3 years cultivation without maintenance techniques to establish a baseline, so it will still take a few years before concrete results can be obtained. In general a lot of genetic material is  being  used  from  the  centre  of  origin  of  Jatropha  Curcas  (Central  America), apart from foreign accessions, in order to have the most diverse genetic base.  

There is very  little genetic variation among accessions of  Jatropha Curcas found in Africa. Since Jatropha was most likely brought to Africa from Central America via Cape Verde (by the Portuguese),  it  is believed that African accessions are all closely  related  to  the  Cabo  Verde  accession.  However  this  has  not  yet  been confirmed  via  research  on  genetic  properties.  One  of  the  problems  is  the substantial  amount  of  variation  in  properties  of  plants  from  a  single  accession. This  could  in  principle  come  from  difference  in  soil  nutrient  levels,  other  soil characteristics,  or  just  management.  Projects  in  Africa  were  in  general  not  in contact with  research  institutes  probing  these  questions, with  the  exception  of Zimbabwe.  At  the  University  of  Zimbabwe13,  they  have  collected  samples  of  8                                                         

22 See Annex 4 in Chapter 4 (CEDISA project, Peru) 

Page 24: Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions ... · Meta Evaluation of 6 Hivos Biofuel Projects Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions, Comparisons and Lessons

  23 Chapter 8:  Overview                                  (Evaluation report for Hivos by Sona Prakash)  

accessions  from  regions with  different  climate  and  soil  types  across  Zimbabwe (including  2  from  the  project  area  of  Mudzi),  and  are  planning  to  collect germplasm from elsewhere as well to assess the yield possible from all accessions under  local  conditions.  They  also  plan  to  do  correlation  studies  to  establish whether  variations  (in  yield  and  other  properties)  come  from  the  soil  or  from genetic  factors. A  lot of  research  is needed, and  they don’t expect a newly bred accession for another ten years.  In  general,  genetic  breeding  for  better  Jatropha  accessions  has  tended  to concentrate on optimising yield and oil content. However in the cases discussed in  this  meta  evaluation,  the  main  factor  limiting  viable  crop  production  is insufficient  returns  for  labour.  While  improved  yield,  can  improve  returns  for labour to some extent, higher seed weight can do so more effectively, and should be  one  of  the  goals  of  further  genetic  research.  For  example  a  Nicaraguan accession  with  larger  seed  has  been  reported  in  the  literature,  and  would  be worth looking into, especially for projects in Central America and the vicinity. The optimisation  of  other  characteristics  like  resistance  to  drought  and  to  locally occurring  pests  and  diseases  will  also  be  of  great  importance  in  improving returns from Jatropha production, especially for smallholders who cannot afford expensive  inputs.  Farmers  in most  of  the  projects  involved  here  have  suffered substantial  Jatropha  losses  to  drought.  Finally,  accessions  with  a  smaller  leaf canopy could enable more efficient intercropping.  III     PROCESSING: TECHNOLOGY AND VALUE ADDITION In general, the production cost of Jatropha PPO is still not viable. If biodiesel from Jatropha  is  to  be  competitive  it  should  be  priced  at most  at  the  same  value  as mineral  diesel.  Jatropha  PPO  (which  is  one  stage  before  biodiesel  in  the production  chain,  and  requires  additional  expenditure  on  adapting  engines) should  therefore be priced significantly below mineral diesel  to be viable. Most projects—and other producers  in  the project areas‐‐are still not able  to do  this. The reason has to do with the economic double bind described in section I: seed price is either too low for adequate returns for agricultural labour or too high for cost‐effective PPO production  that  can  compete with diesel,  or—as  is  currently the case in most projects‐‐both. Oil quality control issues and‐‐in many cases‐‐the lack  of  efficient  oil  expellers,  expensive  engine  adaptation  technology  and insufficient seed production volumes add to this economic double bind, as factors hampering viable PPO production.  III.1    PPO PRODUCTION COST Jatropha PPO production costs remain too high for it to be viable for use as fuel to replace fossil diesel. This has been the case equally for PPO extraction within the project  (as  in  the  Gota  Verde  project  in  Honduras,  the  EAfrica  project  in Zimbabwe, and the FACT‐ADPP project in Mozambique) as for PPO production by buyers of seed from the project (the CEDISA project in Peru and the BiOEx project in  Zambia).  At  the Mozambique  project,  the  production  cost  of  PPO  (including VAT) was around 51 MZN (USD 1.9) per litre whereas diesel was priced locally at around 50 MZN per litre. Still PPO did not pass fuel standards, and quality control would  add  more  costs  to  its  production.  At  the  BiOEx  project  in  Zambia,  the implementing partner NWBP (a private company) buying seed from farmers and 

Page 25: Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions ... · Meta Evaluation of 6 Hivos Biofuel Projects Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions, Comparisons and Lessons

  24 Chapter 8:  Overview                                  (Evaluation report for Hivos by Sona Prakash)  

doing  the  oil  extraction,  is  selling  PPO  at  ZK  7000  per  litre.  The  local  price  of diesel  is  around  ZK  7860  per  litre.  Information  on  quality  control  was  not available. According  to NWBP,  the price  they pay  farmers  for  seed  (ZK 600 per kg)  barely  allows  them  to  break  even  at  this  PPO  price;  however  farmers  are suffering a net loss at this seed price, which is not tenable. At the EAfrica project in Zimbabwe, PPO was being bought and sold at USD 3.0 per litre whereas fossil diesel costs USD 1.32 locally. There was little demand for PPO, and most of it was used  to  make  soap  for  which  there  is  demand,  and  quality  control  is  not necessary  for soap production. The CEDISA project  in Peru was not  involved  in processing, but one of its local partners, the Leoncio Prado cooperative that buys seed  from CEDISA producers,  is  extracting  PPO  and  selling  it  for  use  as  fuel  to DRASAM. Their PPO production cost is 14.4 Peruvian soles per gallon (at a seed price of 1.0 soles per kg, which they pay their own producers) and 10.8 Peruvian soles  per  gallon  (at  a  seed  price  of  0.7  soles  per  kg,  which  they  pay  other producers, like those of CEDISA). The local price of fossil diesel is 12.5 soles per gallon,  which  is  also  the  price  at  which  DRASAM  buys  Jatropha  PPO  for  its vehicles. The LP cooperative  is  thus operating at a net  loss by subsidising  their own producers,  and  the price paid  to CEDISA producers has again  involved net losses from seed production on the part of producers.  The main technical issues involved in improving the viability of using PPO as fuel have been described in sections III.2. to III.4 below. The potential for PPO use as fuel remains a central element in determining the viability of the Jatropha system, but it might take time to address all these issues. In the meantime however, the Jatropha  production  system  offers  the  possibility  for  branching  out  to  other products, as well as other uses of PPO (apart  from in engines). PPO use  in non‐fuel  applications  can  avoid  both  the  issue  of  price  competitiveness with  diesel, and  issues  relating  to  fuel  quality  standards.  Production  of  other  commodities like soap can enable better incomes via further value addition. And when PPO use as  fuel  does  become  viable  and  widespread,  the  oil  that  does  not  meet  fuel standards  can  still  be  used  to  make  soap  and  for  other  purposes.  These possibilities have been discussed in section III.6.  III.2    OIL EXTRACTION A wide range of extraction methods have been employed in the six projects, from basic hand presses used for soap production by the EAGs of EAfrica, Zimbawe to motorised  presses  used  in  Mozambique,  and  those  ordered  in  large  quantities (but not yet operational) by the TaTEDO project in Tanzania. Access to motorised presses seems to have been easier in Africa, possibly because the commonly used Sayari  and Sundhara presses  are manufactured  in Tanzania. At  the FACT‐ADPP project in Mozambique however, they have a Tanzanian Sayari press as well as a Double Elephant press made in China, and have ultimately found the latter to be more reliable. However technical expertise from Dajolka (Denmark) was needed to  get  it  working  smoothly.  Expertise  was  not  available  locally,  and  the remoteness  of  the  project  location  made  it  difficult  to  bring  technicians  from Maputo.  This  underscores  the  importance  of  local  availability  of  technical expertise.  

Page 26: Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions ... · Meta Evaluation of 6 Hivos Biofuel Projects Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions, Comparisons and Lessons

  25 Chapter 8:  Overview                                  (Evaluation report for Hivos by Sona Prakash)  

Two kinds of hand presses used  in  the Zimbabwe project  could extract 1.0 and 2.7 litres of oil per hour respectively, using around 6 kg seed to produce 1 litre of oil. The more efficient one cost USD 50023 and the other cost USD 250. A farmers’ initiative at Kapiri Mposhi in Zambia (a separate initiative supported by SNV, not part of BiOEx) was using a hand press  for  soap production  that  could extract 1 litre from 3 kg seed. The two motorised presses (Sayari and Double Elephant) at the  BBC  (Bilibiza  Biofuel  Centre)  of  the  Mozambique  project  can  both  extract around  12  litres  of  oil  per  hour,  using  around  5  kg  seed  for  1  litre  of  oil.  The newly ordered Sayari presses at the TaTEDO project  in Tanzania can extract 25 litres of oil per hour, using around 4 kg seed for producing 1 litre. On the other hand,  at  the BYSA plant of  the Gota Verde project  they were using a motorised expeller put together locally from used parts. It can extract around 2.2 litres of oil per hour, using between 7 and 9 kg seed to produce a litre. The extraction rate is around  that  of  a  hand  press,  and  the  efficiency  even worse—certainly  a  better alternative should be possible for a centralised processing facility with technical personnel  as  is  the  case  with  BYSA.  In  any  case,  there  seems  to  be  significant variation  in  extraction  capacity  as  well  as  efficiency  in  the  case  of  both  hand presses  and  motorised  ones—and  verification  is  needed  as  to  whether  the extraction  capacities  and  efficiencies  are  indeed  so  different,  or  whether  the different results had to do with difference in extraction conditions and quality of seed. Open sharing of  information on pricing,  sourcing and procurement would also  be  very  helpful,  since many  projects  did  not  have  access  to  the  first‐hand knowledge they needed to make an informed choice.  III.3    FUEL STANDARDS Effective oil quality  control  is  important  if PPO  is  to be used as  fuel  in engines, otherwise  it will  not work  efficiently  and  can damage  the  engine.  In particular, the oil needs  to pass  fuel quality  standards  in  terms of  its FFA  (free  fatty  acid) content, phosphorus content, and particulate matter content. The only project out of  the  six  being  reviewed  here  where  the  levels  of  these  contaminants  were actually measured is the FACT‐ADPP project in Mozambique24, where the oil was found  to be  too acidic  for use  in engines.  In general  the acid  content  should be lower than 2% for  the oil  to pass  fuel quality standards. The  levels of  the other contaminants  (mainly  phosphorus  and  particulate matter)  tend  to  reduce with acidity levels, and often don’t need independent control.  While acid levels can be somewhat reduced via a neutralisation process involving the addition of caustic soda (in the Mozambique project, they managed to reduce it from 17% to 3% this way), this is tedious to do every time and a lot of oil gets lost as sediments  in the process. Quality management along the entire seed and oil  production  chains  will  be  a  much  more  effective  and  sustainable  way  of improving  oil  quality  over  the  long  term.  This  will  require  monitoring  of  all activities  for  their  potential  impact  on  oil  quality:  from  soil  preparation  for planting to training farmers at what stage to pick the seeds, to drying and storage techniques, processing conditions and distribution methods.  In particular,  there are  indications that storage conditions and the stage at which seed is harvested                                                         23 Manufactured in Zimbabwe by Tanroy Engineering 24 See section II.4.2 of Chapter 3 (FACT‐ADPP project, Mozambique) of this meta evaluation for details on quality control. 

Page 27: Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions ... · Meta Evaluation of 6 Hivos Biofuel Projects Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions, Comparisons and Lessons

  26 Chapter 8:  Overview                                  (Evaluation report for Hivos by Sona Prakash)  

can  affect  oil  quality.  The  temperature  at which  oil  is  extracted  also  affects  oil quality.  In terms of storage conditions15, high temperatures, temperature variations, and exposure  to  light  and  contact  with  fresh  air  should  be  avoided  as  much  as possible.  High  temperatures  activate  enzymes  in  the  oil  that  promote  auto oxidation and an  increase  in FFA content. Exposure  to  fresh air under unstable storage conditions (like high temperature or  temperature variation) can  lead to the  formation of  peroxides  that  exacerbate  oil  instability.  Storage  in  galvanised tanks can lead to the creation of polymers that can block fuel filters.   Research from different sources indicates that the state of ripeness of fruit when it  is picked (as  indicated by the colour of the shells) can influence the acidity of the oil extracted. However mutually contradictory results have been reported on this from tests carried out in different places. At INIA in Peru it was found9 that oil  from  blackened  and  dried  out  fruit  is  the  most  acidic.  On  the  other  hand, testing10  at  ASG  Labs  (Germany)  of  seed  samples  from Mali  indicated  that  the green plus brown/black are within acceptable acidity levels, but the yellow ones were  too  acidic  and  had  too much  phosphorus.  Information  exchange  on  these aspects will be crucial for identifying the reasons for such different test results. In the absence of conclusive evidence,  it  seems safest  to pick seeds when they are light brown, but not black.   Access to laboratory expertise will thus be crucial for projects involving the use of Jatropha PPO as fuel in adapted engines, at least in the early stages, and may be difficult in the case of remote areas. However, remote areas have been identified as the most appropriate for energy generation via PPO use in diesel engines, since they  are  the  least  likely  to  be  connected  to  national  grids.  This  is  therefore  an issue  that  needs  some  forethought.  Once  factors  determining  quality  are identified and addressed successfully, less frequent testing would be necessary to ensure sustained quality—in which case testing facilities don’t need to be on‐site, if it is convenient to send samples elsewhere for periodic analysis.   In the case of the Mozambique project, samples were being sent to Germany for testing but now some possibilities within Mozambique24 have been identified in this regard. At the Gota Verde project, contact has recently been established with a laboratory in El Salvador to estimate the costs of oil quality control. While the CEDISA  project  is  not  producing  PPO  itself,  quality  control  of  Jatropha  PPO produced  in  the  region  (and used  in vehicles) has been possible  at  INIA, which has  been  a  project  partner.  One  project  for  which  this  issue  needs  urgent addressing is the TaTEDO project in Tanzania, where 50 MFPs are being installed in  remote villages,  each with  a diesel  engine  that  is  to be powered by  Jatropha PPO. Possibilities of quality control had not yet been addressed, and need serious attention  in  terms  of  access  to  laboratory  expertise  for  each  of  the  50 installations.  III.4   ENGINE ADAPTATION The  original  focus  of  the  Gota  Verde  project  (in  terms  of  PPO  use) was  to  run adapted vehicle engines on Jatropha PPO. A number of engines were adapted at 

Page 28: Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions ... · Meta Evaluation of 6 Hivos Biofuel Projects Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions, Comparisons and Lessons

  27 Chapter 8:  Overview                                  (Evaluation report for Hivos by Sona Prakash)  

CEVER25 using single‐tank technology because kits were available from Denmark (via  Niels  Anso  of  Dajolka).  However  these  vehicles  are  currently  running  on diesel or biodiesel because PPO production volumes have not been sufficient, and quality control issues have not yet been addressed. Furthermore, at USD 900, the engine  conversion  kits  are  not  affordable  for most  people  in  the  area.  For  this reason it was concluded that PPO use may not be viable for the transport sector. However they are still interested in exploring its use in other engines (i.e. to drive grain  driers,  milling  machines,  irrigation  pumps  etc.)  for  which  simpler  and cheaper adaptation technology should be adequate. For the transport sector the project  decided  to  focus  on  biodiesel  production.  Biodiesel  is  currently  being produced  at  the  BYSA  plant  from waste  vegetable  oil.  The  plan  is  to  later  also produce  biodiesel  from  Jatropha  PPO,  when  greater  production  volumes  are possible, more efficient expellers available, and mineral diesel prices high enough to make it viable (see next section).  At  the  FACT‐ADPP  project  in  Mozambique,  two  Chinese  Feidong  (Lister‐type) engines were adapted to run on PPO using two‐tank technology. One was used to supply power to the workshop (water pump, oil expellers etc.) and as a backup for the  school  centre.  The  two‐tank  engine  and  stabiliser  cost  about  USD13,000  all together. The other Feidong engine functions as the drive engine of the maize mill of  the  EPF  school.  There  is  also  a  plan  to  use  such  engines/generators  for powering  electric  fences  against  elephants  and  other  animals  that  are  a  major threat  to  crops  in  the  area.  The modifications  included  the  addition  of  an  extra tank for PPO and was carried by Niels Anso (of Dajolka) using imported parts from Denmark,  at  a  total  cost  of  around  €  200  (USD  264).  Contrary  to  claims  in  the literature  that  Lister‐type  engines  can  be  run  on  both  diesel  and  PPO  without modification  (except  for  adding  an  extra  filter),  it  was  found  that modifications were  necessary  for  dealing  with  the  high  viscosity  of  the  Jatropha  PPO.  An independent  study  of  the  Engaruka  MFP  in  Tanzania  also26  concluded  that adaptation  (a  second  tank)  was  needed  even  for  Lister  engines.  The  principle employed at the FACT‐ADPP project was to use the diesel tank for starting up the engines  (since  Jatropha PPO  is  too viscous  in a cold state), and  thereafter  to use the water  circulating  in  the pipes  (used  for  cooling  the  engines)  to pre‐heat  the Jatropha PPO to reduce its viscosity. In addition, one vehicle (a Nissan 4Wd) was adapted  using  single‐tank  technology  (also  by  N.  Anso  of  Dajolka)  at  a  cost  of around € 700 (USD 925).  However, none of  these modified engines  is currently running on  Jatropha PPO. Production costs (see III.1), quality control issues (see III.3) and lack of sufficient production volume have prevented Jatropha PPO use in engines. All the engines have  been  running  since  last  year  on  edible  (sunflower)  oil  bought  externally. Before last year, fossil diesel was being used. Sunflower oil is being bought to run the engines at 45 MZN/litre. Diesel costs 50 MZN/litre locally, possibly a bit more in remote areas due to transport costs.                                                          

25 Processing and technology‐related activities of BYSA and the project were originally taking place at CEVER, a technical training institute in Yoro town. BYSA now has its own facility. 

26 Jatropha oil for rural electrification in Tanzania; a case of Engaruka; MSc. Thesis Inge Wijgerse (TU Eindhoven, 2007) 

Page 29: Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions ... · Meta Evaluation of 6 Hivos Biofuel Projects Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions, Comparisons and Lessons

  28 Chapter 8:  Overview                                  (Evaluation report for Hivos by Sona Prakash)  

In Peru, the CEDISA project has not been involved in processing and technology aspects. However, Jatropha PPO produced by a few local partners like the Leoncio Prado (LP) Cooperative and Grupo Tello (and some also by Agrobiofuels Peru) is being used in a few vehicles (two pick‐up trucks belonging to DRASAM27 and one transport  truck belonging  to  the Leoncio Prado Cooperative). The engines have 

been  adapted  for  the  purpose using  single‐tank  technology with  imported  kits  from Elsbett,  Germany  that  cost between  USD  1200  and  1500. While  the  cost  is  again  not tenable  for  repetition  on  a regular  basis,  local  technical experts  (from  Grupo  Tello  for instance)  felt  the  adaptation was  actually  quite  simple  and could  be  done  locally  for around  500  Peruvian  soles (USD 185). Apart from charging a  lot  more,  companies  like 

Elsbett do not share  the adaptation  technology (the adaptations are carried out by  their  own  experts),  so  their  interventions  are  not  beneficial  for  the  local economy.  III.5    INNOVATIVE USE  & APPROPRIATE TECHNOLOGY From  the  perspective  of  enabling  appropriate  technology  for  sustainable development, two important categories of PPO use as fuel can be identified that can  engender  multiplicative  benefits  for  producers,  and  that  should  be prioritised: 

1. Innovative  self‐enhancing  production:  PPO  use  as  fuel  for  powering applications  that  feed  back  into  the  production  system  and  increase  its efficiency.  Some  examples  are:  tractors,  motorised  oil  expellers,  irrigation pumps, grain driers and grain mills. Another example that may be useful  in Mozambique is for powering electric fences to keep wild animals away from crops.  Such  applications  serve  the  dual  purpose  of  boosting  production  (of Jatropha and PPO itself, or of other crops) while enhancing demand for PPO and enabling a self‐contained production system. 2. Spurring  transformational  development:  PPO  use  as  fuel  in  applications that improve access to household electricity, especially in areas not covered by  national  grids  or  where  grid  electricity  is  either  too  expensive  or unreliable.  While  there  are  several  benefits,  just  the  single  one  of  light provision  for  reading and education purposes  is  enough  to  justify  the need for this type of application. This has also been identified as their top priority by almost all beneficiaries of all the projects. 

 

                                                        27 The agricultural organ of the regional government of San Martin, where the CEDISA project is based 

 DRASAM vehicle running on Jatropha PPO 

 (San Martin, Peru) 

Page 30: Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions ... · Meta Evaluation of 6 Hivos Biofuel Projects Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions, Comparisons and Lessons

  29 Chapter 8:  Overview                                  (Evaluation report for Hivos by Sona Prakash)  

While  the  circumstances  already  discussed  have  prevented  the  use  of  Jatropha PPO in such applications in any of the six projects, adapted engines at the FACT‐ADPP project  in Mozambique  are  powering  a  grain mill,  oil  expeller  and water pump,  and  serving  as  a  backup  for  the  school  centre.  They  are  currently  not running  on  Jatropha  PPO  but  can  do  so  when  enough  is  available  and  quality control issues have been addressed. The MFPs in the TaTEDO project in Tanzania are also geared towards providing some of these services, but have not yet been installed—and  have  not  yet  looked  into  engine  adaptation  and  quality  control issues. The objective of improving household electricity access can also not yet be achieved because there was not enough money for mini‐grid installation.  Finally, at  the  Gota  Verde  project,  they  are  using  irrigation  pumps  already  and  might explore the potential of running these on Jatropha PPO once this is viable, as well as of using PPO to power a motorised expeller—and possibly a motorised shelling machine, since they are manufacturing shelling machines themselves.  III.6    OTHER PRODUCTS AND USES  In  principle  there  are  several  other  possible  uses  for  Jatropha  PPO  apart  from replacing  diesel  as  fuel  in  engines. While  its  use  as  fuel  is  currently  not  viable because of the various reasons discussed above, its other uses for (among other things)  soap  production,  bio‐pesticide,  biodiesel,  and  in  lanterns  and  stoves should  be  developed  further.  There  are  also  several  uses  for  its  by‐products (seedcake, shells and husks) as fuel and fertiliser. 

 III.6.1   Soap Soap  production  in  principle  offers  substantial  income  benefits  to  producers compared  to  mere  seed  production  for  sale,  as  described  in  section  II.4.5  in Chapters 2 to 7, and the associated tables. When oil is viable for use as fuel, the oil that does not meet fuel standards can still be used for soap. However, only two of the  six  projects  have  actually  engaged  in  soap  production:  Gota  Verde  in Honduras, and the Environment Africa project in Mudzi, Zimbabwe.   At  Gota  Verde,  the  soap  was  produced  at  the  BYSA  plant  by  technical  staff. Producers  were  not  involved.  The  soap  is  of  high  quality  (and  relatively  high price) and therefore more geared towards wider national markets; local demand for it has been low. Some soap was sold in 2010 in bars of 100g for around USD 1.05 (production cost USD 0.50).  At  the  EAfrica  project  in Mudzi,  Zimbabwe,  the  situation was more  or  less  the polar  opposite.  Producers  in Mudzi  are  extracting  their  own  Jatropha  oil  using hand  presses  and making  soap, which  is  in  high  local  demand.  It  is  being  sold locally  for  USD  1.0  per  750g  bar  as  opposed  to  the  other  soap  on  the market, which costs USD 2.0 per kg. Many shops in Mudzi are stocking the Jatropha soap. But the profit margin for producers has been low. Returns for labour are around USD 3.0 per day,  considerably better  than  from seed  sale  at USD 0.8  to 1.6 per day. However, when  compared  to  the minimum wage  for  agricultural  labour of USD  2.3  per  day,  this  is  not  a  very  favourable  income  generation  rate  for  an activity that  is quite advanced along the production chain, and should therefore benefit  a  lot  more  from  value  addition.  The  paradox  is  that  oil  production generates  around  USD  6.0  per  day.  There  is  thus  a  distortion  in  the  Jatropha 

Page 31: Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions ... · Meta Evaluation of 6 Hivos Biofuel Projects Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions, Comparisons and Lessons

  30 Chapter 8:  Overview                                  (Evaluation report for Hivos by Sona Prakash)  

micro‐economy. The profit margin is negative for producers who buy seed or oil for  making  soap.  Normally  this  would  mean  that  the  chain  should  stop  at  oil 

extraction—but  there  is  demand  for soap,  and  not  for  PPO.  A  number  of other  factors  (apart  from  high demand for soap vs.  low demand for oil)  also  contribute,  including  the disproportionately  inflated  price  set for  PPO  locally  ($3  per  litre  while diesel costs $1.32 and paraffin $2 per litre), and the high price of chemicals like  caustic  soda  in  Zimbabwe (between  USD  5.0  and  6.0  per  kg, slightly  cheaper  if  bought  in  bulk), and  inefficient  seed  and  oil production  rates.  Improved  seed production  efficiency  (from improved  yield  and  mechanised 

shelling)  combined  with  more  efficient  oil  extraction  (motorised  presses)  will reduce the labour input in PPO production. The price of PPO can then be reduced, and profit margins from soap production increased. 

 However  there  is  scope  for  expansion  incorporating  these  two  opposite experiences. At the Gota Verde project, soap production can be an opportunity for directly  involving  producers  in  value  adding  activities.  Oil  extraction  could  be carried out within the communities to make cheaper soap that can be sold locally. On the other hand BYSA could market its quality soap at higher prices in national markets for better profit margins. In the communities oil could be extracted with hand presses, or by using a mobile oil extractor  (mounted on a  truck), possibly facilitated by BYSA. Alternatively,  oil  could be bought  from BYSA via  an  ‘oil  for seed’ barter arrangement for making soap in the villages.  The CEDISA project in Peru might also consider such a model for a follow‐up to the project, in order to enable producers (especially women) to supplement their incomes. At the EAfrica project  on  the  other  hand  they  could  explore  the  potential  for  production  of better  quality  soap  (possibly  incorporating  natural  and  indigenous  aromas)  to enable better profit margins for producers. This could be sold  in wider national markets for health and nature products. Cheaper soap production could continue for  local markets.  Among  other  aspects,  testing  at  FHIA  in  Honduras11  showed that  the  white  inner  kernel  of  the  seed  was  better  for  (quality)  soap  than  the whole  brown  seed.  For  PPO  and  biodiesel  production  there  was  no  difference between the two. 

 Estimates  have  also  been made  during  the  evaluation  of  the  potential  for  soap production as part of the other projects in Mozambique, Tanzania and Zambia. In general  in  these  three  countries  producers  could  earn between 8  and 14  times what they would earn from selling seed. This has been shown in section II.4.5 and Table 4 of Chapter 3, section and II.4.5 and Table 2 of Chapter 5, and section II.4 of  Chapter  6,  though  these  estimates  don’t  take  into  account  initial  costs  of equipment and of equipment depreciation with use. At the FACT‐ADPP  project in 

 Fadzanai EAG members with box of soap, one bar placed on top (EAfrica project, Zimbabwe) 

Page 32: Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions ... · Meta Evaluation of 6 Hivos Biofuel Projects Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions, Comparisons and Lessons

  31 Chapter 8:  Overview                                  (Evaluation report for Hivos by Sona Prakash)  

Mozambique,  some  trials  were  done  and  some  soap  sold  locally  for  100  MZN (USD 3.7). Even  though  this  is not cheap,  there appeared  to be enough demand for  it  in Cabo Delgado  for  its  special properties and better appearance  than  the cheapest  brown  soap.  In  Zambia,  the  BiOEx  project  only  buys  seed  from producers. However, some producers of Kasempa cooperative in NWP took their own initiative and starting making soap using a hand press for oil extraction. As out‐growers  they were contracted  to sell all  their  seed  to NWBP,  so had  to buy seed externally at a higher price (they sell at ZK 600 per kg and buy at ZK 850 to 1000 per kg, as part of  this strange construction). Now they are starting to buy PPO back from NWBP in an‘oil for seed’ barter arrangement (involving seed at ZK 600 per kg for oil at ZK 7000 per litre) for making soap. There is a SNV‐supported precedent in Kapiri Mposhi in Zambia where producers make and sell 100g bars for  ZK  2500  (USD  0.48).  Again  this  is more  expensive  than  other  soaps  on  the market,  but  people  buy  it  for  its  special  properties.  Finally,  in  Tanzania,  two TaTEDO partners (JPTL and Kakute) have been making and selling Jatropha soap for  TZS  500  per  100g  bar,  and  significant  benefits  for  producers  could  be facilitated via soap production while PPO is not yet used as  fuel  in MFPs. When MFPs are operational, local soap production would augment demand for MFP oil extraction  services,  as well  as  provide  a market  for  oil  that  does  not meet  fuel quality standards.  III.6.2    Bio­pesticide At  the Gota Verde project  they have  started  to  explore  the effectiveness of bio‐pesticide made from Jatropha PPO. They used a formula obtained from Brazil that was reputed to work well against many pests that infest Jatropha plants (among others). Trials would begin with the first occurrences of infestation in 2011. The Honduran  agricultural  institute  FHIA  has  also  been  involved  in  investigating whether it can be effective against other crops—in which case the market would be substantially larger.   While  no  oil  extraction  is  taking  place  under  the  CEDISA  project  in  Peru,  the Leoncio Prado Cooperative  (set up by DED), which  is a  local CEDISA partner  in San Martin (and buyer of seed from CEDISA producers) has been selling Jatropha PPO for use as bio‐pesticide at a profitable price of 18.0 Peruvian soles per gallon, compared to the price of 12.5 Peruvian soles per gallon (equal to the local diesel price) that they get for PPO that is used for diesel replacement in adapted vehicle engines.  There  are  thus  indications of  a burgeoning market  for bio‐pesticide production from  Jatropha  PPO  in  Latin  America.  In  the African  projects  on  the  other  hand there  was  little  knowledge  of  this  possibility.  It  was  mentioned  however  that some  of  the  trials  involving  bio‐pesticide  by  project  partner  UEM  of  the FACT/ADPP  project  in  Cabo  Delgado,  Mozambique,  had  included  Jatropha soap/PPO.  But  they  had  thereafter  discontinued  their  collaboration  and  the results of the trials were not available. None of the other 3 projects in Africa—or their  local partners in the area—were considering this potential use of Jatropha PPO. However  it appears that an organisation  in Tanzania had done some trials some years ago and found it to be effective on cotton. It would be useful to carry 

Page 33: Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions ... · Meta Evaluation of 6 Hivos Biofuel Projects Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions, Comparisons and Lessons

  32 Chapter 8:  Overview                                  (Evaluation report for Hivos by Sona Prakash)  

out some trials and explore the potential for a wider market in Africa, as well as to share experiences.  III.6.3    Lanterns and Stoves While access to electricity for better quality household lighting must remain the most important goal (in line with education, health and development priorities), portable  lanterns  will  remain  indispensable  for  many  other  purposes. Replacement  of  kerosene  by  Jatropha  PPO  in  lanterns  can  result  in  substantial long‐term  savings  (especially  if  running  on  self‐produced  Jatropha  PPO)  and health benefits. Kerosene is expensive; kerosene lanterns also consume twice as much  fuel  and  are  known  to  cause  respiratory  illness.  TaTEDO project  partner JPTL in Tanzania claim to have surmounted the problem of high viscosity with a simple  wick  lantern  that  runs  on  Jatropha  PPO  and  is  constructed  from  spare parts that are easily available even in rural Tanzania. The main element here is a central copper rod that enables fast heating and thinning out of the PPO so it can rise  easily  in  the wick.  The  lantern  has  a  glass  cover  locally  used  for  kerosene lanterns that is held in place with used bicycle spokes. Its base is made from an old  coffee  container  that  is  filled with  oil.  It  can  run  for  80  hours  on  1  litre  of Jatropha  PPO.  The  cost  of  the  lamp  was  estimated  at  TZS  3500  (USD  2.2).  However  not much  has  been  done  in  terms  of  dissemination  of  this model.  In Zimbabwe the Binga lamp  was devised by Binga Trees to run on Jatropha oil. It was  based  on  a  floating  wick  design,  which  kept  the  wick  at  a  constant  short distance (1 or 2mm) above the oil surface. However, an attempt to reproduce this in Mudzi was not very successful, though it helped when the oil was pre‐heated. Producers ultimately preferred to use paraffin  lamps. Candles made of  Jatropha seed strung together are also being used.  Firewood  is  the  preferred  fuel  in  cooking  stoves  in  the  local  communities involved in all these six projects, and a viable alternative based on Jatropha PPO can offer considerable benefits. The replacement of firewood would help reduce deforestation, create better opportunities for women by eliminating the need for wood  collection,  and  improve  respiratory  health.  A  number  of  projects  have expressed interest in the pressure stove that can run on Jatropha PPO, developed in Germany by  the University  of Hohenheim  (see Chapter  1,  section  II.8.4),  but have  not  been  able  to  procure  one  to  try  it  out.  In  terms  of  local  technology development,  JPTL  and  Kakute  in  Tanzania  have  been  experimenting  with various  stove  models,  including  those  that  can  use  Jatropha  seed  directly (without oil  extraction). At  the moment  these are not very energy‐efficient, but JPTL  are  working  on  improvements.  These  stoves  can  function  for  about  1.5 hours on 700g of  Jatropha  seed.  In  collaboration with  the University of Dar‐es‐Salaam,  JPTL is also working on  improved stoves that can run on Jatropha PPO, whose high viscosity still poses a problem.   In addition there is potential for using briquettes (made from Jatropha seedcake or shells and husks; see next section) in cooking stoves to replace firewood. This is  an  area  that  has  been  comparatively  unexplored,  and  needs  further investigation.  III.6.4   By­products: Seedcake, Shells and Husks 

Page 34: Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions ... · Meta Evaluation of 6 Hivos Biofuel Projects Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions, Comparisons and Lessons

  33 Chapter 8:  Overview                                  (Evaluation report for Hivos by Sona Prakash)  

Jatropha  seedcake  has  both  high  calorific  and  high  nutritional  content.  The calorific value gets wasted by using it solely as fertiliser, whereas the nutritional content  remains  more  or  less  intact  in  the  effluent  or  residue  left  over  after biogas  generation,  or  the  ash  left  from  briquette  burning.  It  would  therefore appear  that  the  primary  optimal  use  of  seedcake  would  be  as  fuel  for  biogas generation or for making briquettes. In the absence of such possibilities, its direct use as fertiliser should be facilitated in order to ensure the replenishment of soil nutrients. While its effectiveness as fertiliser is generally accepted, there appear to be doubts from some quarters based on the fact that its toxicity can reduce soil aeration by killing worms (see section II.3.2), which need verification.   In most of the projects producers have not had access to seedcake since they are not extracting oil themselves. One exception is the EAfrica project in Zimbabwe, where they are extracting oil for soap production using hand presses. They have used  the  seedcake  to  fertilise  their  maize  fields,  and  have  found  it  effective, though they may not be using it optimally (see II.3.2).  As  far  as  biogas  production  is  concerned,  trials  have  been done  at BYSA  in  the Gota  Verde  project  for  using  biogas  (generated  from  Jatropha  seedcake)  to provide electricity for the BYSA processing centre at the outskirts of Yoro town in Honduras. So far there is not enough seedcake for anything more than trials, since very  little  oil  is  being  extracted,  seed  production  volumes  are  low,  and  a  lot  of seed is being sold for planting purposes at higher prices. However the project was planning a follow‐up proposal for funding for its biogas generation facility.   None  of  the  other  projects  have  engaged  in  biogas  generation,  though  the TaTEDO project in Tanzania might consider it once seed production volumes are high enough, and depending on how things go in terms of electricity generation via the MFPs. In case they decide to go into it, there is enough expertise available at  the SEDC28  facility  (see Chapter 5) and with Diligent  in Tanzania. At SEDC at the outskirts of Dar‐es‐Salaam, they have set up three models of biogas digester at  the  SEDC  Centre,  for  research  purposes.  They were  all  operating  on  kitchen waste  (vegetable and  fruit peels, etc.) and animal dung. The plan  is  to  try  them out  with  Jatropha  seedcake  once  enough  is  available.  The  EAfrica  project  also originally had plans  for engaging  in biogas production from seedcake, but these had to be shelved due to the withdrawal of a prospective project partner that was to provide support in this area.  The  government  of  Zimbabwe  is  currently  looking  into  the  potential  for  large‐scale Jatropha seedcake production for use as fodder (after detoxification) for the pig industry—a very important sector nationally, also for export to countries like South Africa.  Briquette  production  from  seedcake  (to  substitute  firewood  in  cooking  stoves) has  not  been  tried  by  any  of  the  projects.  The  energy  (calorific)  content  of 

                                                        28 Sustainable Energy and Development Centre  

Page 35: Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions ... · Meta Evaluation of 6 Hivos Biofuel Projects Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions, Comparisons and Lessons

  34 Chapter 8:  Overview                                  (Evaluation report for Hivos by Sona Prakash)  

briquettes  is very high, but a  lot of  smoke  is emitted when  they burn. They are therefore not recommended for indoor use.  Projects  like  the  EAfrica  project  might  want  to  try  to  encourage  briquette production by  the EAGs, since producers have easy access  to seedcake. The ash left over from briquette burning is still usable as fertiliser, but concrete results on its efficacy were not available.   Briquette  production  is  also  possible  from  Jatropha  shells  and  husks.  However very little knowledge was available on this. This is one area that could be useful for all projects to develop (if viable) since all producers have access to shells and husks.  Since  they  tend  to  do  the  shelling  near  their  homesteads,  briquette production may be more viable than direct use of shells as fertiliser, which many producers don’t exploit because their fields are often far from their homesteads. The ash left over after briquette burning would be also more compact and easier to transport to the fields.  III.7   BIODIESEL None of the projects is producing biodiesel from Jatropha PPO. This does not look viable at  the moment, since even PPO production  is not viable  in most cases.  In any case biodiesel production is recommended only when it can be done in large quantities at centralised facilities by technically qualified personnel. At the Gota Verde  project  where  they  do  have  such  a  centralised  processing  facility  at  the BYSA plant, they have been producing biodiesel from waste vegetable oil (WVO) instead.  Methanol  that  evaporates  during  biodiesel  production  is  recuperated with a specially devised methanol recuperator and re‐used; this also prevents its leakage.  Biodiesel  production  from  WVO  has  turned  out  to  be  quite  lucrative since the used oil can be bought very cheap from fast food chains, and it will also enable  continuity  (same  equipment  and  expertise)  when  biodiesel  production from  Jatropha  oil  becomes  viable  in  terms  of  price.  This  is  expected  to  happen when the market price of mineral diesel reaches around L.81 to 85 per gallon; it is currently (in 2011) L.73 per gallon. Biodiesel from WVO is being produced at a cost of L.38 per gallon.   IV     PROFIT SHARING AND MARKETING The six projects evaluated here have employed a wide range of different business and marketing models.  1.  Gota Verde, Honduras: Producers as shareholders in the private processing 

enterprise BYSA, ultimately sharing the profits 2. FACT‐ADPP,  Mozambique:  Producers  as  sellers  of  seed  to  the  project  for 

running  generators  for  EPF  school  and  training  centre,  and  project processing workshop (BBC) 

3. TaTEDO,  Tanzania:  Producers  as  sellers  of  seed  to  MFPs  that  would ultimately provide energy services to the community 

4. CEDISA, Peru: Producers as sellers of seed to local processing enterprises  5. BiOEx,  Zambia:  Producers  as  outgrowers  for  NWBP,  Zambia,  a  private 

company 

Page 36: Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions ... · Meta Evaluation of 6 Hivos Biofuel Projects Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions, Comparisons and Lessons

  35 Chapter 8:  Overview                                  (Evaluation report for Hivos by Sona Prakash)  

6. Environment  Africa,  Zimbabwe:  Producers  organised  in  Environmental Action  Groups  (EAGs)  extracting  oil  from  seed  and making  soap  and  other products 

 Among  these,  two  in  particular  can  be  identified  as  innovative  and  equitable business models that can optimise producers’ share of gains. Though neither has yet  generated  net  income  benefits  for  producers,  the  structure  is  in  place  for equitable benefit sharing once the Jatropha system becomes more profitable:  • BYSA model  (Honduras): With  the  formation  of  BYSA,  an  enterprise  partly 

owned  by  producers  themselves  and  partly  by  FUNDER,  the  Gota  Verde project offers unique possibilities in terms of combining pro‐poor small‐scale biofuel  production  with  efficiency  and  economy  of  scale.  The  model employed,  whereby  BYSA  buys  up  all  seed  produced  and  finds  the  most lucrative markets  and  applications,  (with  producers  ultimately  sharing  the profit) seems the most efficient and equitable in the long term.  

• EAG model  (Zimbabwe): The EAG model  introduced by Environment Africa has  enabled  farmers  to  organise  in  groups  for  collective  processing  (oil extraction and soap production) and income generation activities. Each EAG is autonomous, and has created its own business model within this structure, some choosing to divide the profit, others to spend it on local social welfare like education and pensions for senior women, while yet others have chosen to re‐invest it in community bakeries.  

 The enterprise BYSA at the Gota Verde project has been operating at a net loss so far. While  it started making a net profit  in 2010‐2011,  the profit made over  the next  three  to  four years will have  to be re‐invested  in  the enterprise, especially for  procuring  better  equipment.  Only  after  that  will  it  be  divided  among shareholders. While the structure of the enterprise is very promising in terms of eventual  gains  for  producers,  the  long  gestation  period  of  Jatropha  as  a  crop combined  with  the  short‐term  horizons  of  small‐scale  producers  results  in  an augmented  risk  that  producers  might  lose  interest  in  the  meantime.  However BYSA’s role in the Gota Verde project as an intermediary between producers and eventual  buyers  has  been  an  asset  for  negotiating  prices,  administration  and access  to  technology  for  processing.  For  example,  the  development  and marketing of Jatropha shelling machines and the sale of quality Jatropha seed (for planting/propagation)  at  high  prices  have  been  lucrative  stopgap  measures enabling  income  for  BYSA  during  the  gestation  period  of  the  Jatropha  system. Part of the profit  from selling seed for planting is shared with producers, giving them substantially better returns  for  labour (see Table 1)  than  is possible  from seed  produced  for  processing. However,  this  is  a  short‐lived market,  and more work  (development  and  marketing)  is  needed  to  promote  the  local  use  of Jatropha PPO for soap, bio‐pesticide, and possibly in stoves. Along with the use of PPO as fuel when viable, these will contribute much more to the entrenchment of a  Jatropha‐based micro‐economy.  The  introduction  by  BYSA  of Peces,  a  special local  currency  for  transactions  within  this  micro‐economy  can  enhance  this effect,  and  has  already  created  a  sense  of  ownership within  the  community  of participant small enterprises.  

Page 37: Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions ... · Meta Evaluation of 6 Hivos Biofuel Projects Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions, Comparisons and Lessons

  36 Chapter 8:  Overview                                  (Evaluation report for Hivos by Sona Prakash)  

The EAGs  in  the EAfrica project  in Zimbabwe have also been operating at a net loss, though some are just starting to make a small profit. Profit margins on soap production,  the main  activity,  are  very  low,  but  can  be  improved  substantially with  the  introduction  of  shelling  machines,  motorised  oil  expellers  and  better crop management. Via autonomy in terms of ownership and decision‐making, the model offers long‐term empowerment potential for the community, especially for women,  since  80%  of  the  EAG  members  involved  in  Jatropha  processing  are female.  The  equitability  of  the  business model  of  the  TaTEDO project  in  Tanzania will depend on the type of contract signed between the MFP owners/entrepreneurs and  producers.  It  will  be  important  to  monitor  these  contracts  to  ensure economic benefits and fairness for producers, in particular that: o Farmers  defaulting  (in  case  of  crop  failure  due  to  weather  conditions  or other  uncertainties  related  to  Jatropha production)  on  contracts with  the MFP owner to provide a certain volume of seed are protected and not held liable 

o The price paid  for seed  is upgraded regularly so  that  Jatropha production remains competitive with other farm activities 

o Producers can sell  their excess seed elsewhere or process  it  for their own use  (for  soap,  lanterns  etc.)  or  for  sale  (for  instance  for  bio‐pesticide production or other potentially lucrative uses) 

 At the BiOEx project in Zambia producers formed liability groups of five or more to sign a contract with NWBP. The contract obliges them to sell all their seed to NWBP for eight years at a price that is 8% the price of diesel. Currently farmers are being paid ZK 600 per kg for seed, and have incurred net losses by cultivating Jatropha. Those who want to make their own soap have to buy seed externally at higher  prices  because  all  their  own  seed  goes  to  NWBP.  However,  with  the termination of the project, the farmers’ association NOWEGA7 will be taking over extension work from NWBP, and all producers will be NOWEGA members. There may  be  scope  (at  association  level)  for  renegotiating  contracts  on  the  grounds that  farmers  had  no  support  in  analysing  the  consequences  of  the  original contracts. NOWEGA may also help strengthen farmers’ negotiation power on seed prices and the possibility of engaging in value adding activities.  At  the FACT‐ADPP project producers  sell  seed  to  the project processing  facility BBC  (Bilibiza  Biofuel  Centre).  However  farmers  have  sold  outside  the  project since external buyers do come round and offer higher prices, especially for seed for planting, and this could be a potential hurdle  for  the project since there has been  some  loss of  trust between  the project  and producers. Alternative models for distribution and marketing of seed might alleviate this problem, like the BYSA model whereby the sale of seed and other products would be the responsibility of a  central  cooperative  enterprise  that  could  decide  to  take  advantage  of  such lucrative  short‐lived  markets,  with  profits  shared  by  member  producers.  The cooperative could double as a centre for marketing other crucial cash crops like sesame, eliminating the profits pocketed by middlemen.   

Page 38: Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions ... · Meta Evaluation of 6 Hivos Biofuel Projects Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions, Comparisons and Lessons

  37 Chapter 8:  Overview                                  (Evaluation report for Hivos by Sona Prakash)  

While  CEDISA producers  in  Peru have  benefited  from other  components  of  the agro‐forestry system, the net income from Jatropha has been negative. Producers’ involvement in Jatropha is restricted to the sale of seed. The project is looking for viable  markets  among  the  various  local  Jatropha  processing  initiatives,  but income  benefits  for  producers  were  minimal  in  prospective  agreements,  and terms  often  involved  unfavourable  terms  like  the  use  of  producers’  land  as collateral in mortgage arrangement with banks providing credit (a risky business given  the  losses  that  are  being  incurred  by  climatic  events  and  plagues  that jeopardise producers’ ability to pay back) and commitments to sell all their seed to the company at a fixed price for a long period of time (while prices are likely to increase considerably in the coming years). The project might want to expand to processing activities itself to avoid getting into such deals.  V    CREDIT ACCESS AND RISK SHARING (INSURANCE) Access  to  long‐term  credit  for  inputs  under  flexible  conditions  can  be  a determining factor for the viability of Jatropha production by smallholders, given the long gestation period of the crop and all the associated uncertainties, as well as the short‐term horizon of most smallholders. Only the Gota Verde project has managed to facilitate this, via their Gota Verde Investment Fund. They allow for longer‐term payback of  credit  for  Jatropha under more  flexible  conditions  than for other crops. Payback conditions are based on productivity, and repayment is usually with seeds. The scheme was designed so that producers are not in default if  the  land  is  not  producing  enough.  In  addition  debts  incurred  by  losses  that could not be covered were forgiven. This was the part where non‐payment could be  attributed  to  reasons  like  bad  seed  germination,  loss  of  plantations  to hurricane 16 in 2008,  low yields and losses due to heavy rains, bad selection of terrain  and  low  population  density.  Insurance  against  climatic  events  was introduced in the scheme from 2010 in order to alleviate future adverse impacts on  producers.  Credit was  also  extended  for  the  provision  of  irrigation  systems with support from the project.  While in most countries credit is crop‐based, and available for major food crops from the government, credit unions or banks, this is not yet the case for Jatropha. Also  in many cases  the  conditions  for payback are unfavourable and producers prefer not to apply for  it (for  instance in Peru).  In Zimbabwe Jatropha has been declared a national crop, so may be eligible for credit from the government or the Zimbabwe Farmers Union (ZFU). But again smallholders generally don’t apply for it  because  of  unfavourable  conditions,  For  example,  if  there’s  a  drought,  they cannot pay back on time and their assets can be confiscated. The interest charged is also rather high at 16 to 18%, and inputs are expensive in Zimbabwe.  In terms of agricultural insurance again the Gota Verde project is to be lauded as the only one  that provided access  to  it  for producers. Producers did need some support  for  selecting  appropriate  policies  and  for  understanding  terms  and conditions. As a result some had not managed to claim on time. However this was their first year with the policy—and presumably will not happen again too often. Agricultural insurance is generally not available for any crop in any of the other countries,  except  perhaps  for  large  commercial  plantations.  For  Jatropha  it  is even less likely, given that its agronomy is comparatively less understood.  Given 

Page 39: Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions ... · Meta Evaluation of 6 Hivos Biofuel Projects Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions, Comparisons and Lessons

  38 Chapter 8:  Overview                                  (Evaluation report for Hivos by Sona Prakash)  

the  uncertainties  regarding  Jatropha  and  the  losses  producers  have  suffered  to drought and other calamities, the lack of access to risk sharing arrangements is a serious disadvantage.   VI    GENDER Some projects  involved a higher proportion of  female beneficiaries  than others, but in general the proportion of female beneficiaries remained between 5% and 25%, with  the  EAfrica  project  being  an  exception  at  80%  female  participation, probably  due  to  the  soap  production  element.  In  the  case  of  crop  production activities  it  is  not  clear  whether  mere  inclusion  of  women  improves  gender equality  when  other  aspects  like  land  ownership  and  related  decision‐making processes  are  clearly male‐dominated. The African projects  all  operate  in  areas where land ownership is governed by customary law. While formal legal systems have  changed  to  allow  for  female  ownership,  the de facto situation is that ‘traditional’ or ‘customary’ systems of land allocation, universally overseen by men (as chiefs and headmen), favour the allocation of land to men29. Often even widows don’t inherit their husband’s land. Most women work on the land of their spouses for little remuneration. They tend to work more hours on the average than men, participating equally in agriculture while also tending to domestic chores and child rearing. In the two Latin American projects, most producers have land titles now (even in indigenous communities), but male ownership is still the pattern, except in the case of single women and widows. In Peru a recent legislation allowing for collective ownership led to some cases among producers of joint ownership by a couple. However female representation was low in the two projects (5% for the CEDISA project, and 11% for Gota Verde). One reason is that land ownership was a condition for inclusion in the Gota Verde project, so all the 36 women involved own the land they work on. While this condition restricts the entry of most women, it could also have positive knock-on effects of demonstrating the advantages of land ownership by women. In general it was found (in both Honduras and Peru) that the inclusion of women from indigenous communities was sometimes easier due to communal land rights. Their inclusion enabled some indirect intervention and support by the CEDISA project in cases of domestic violence, which is quite high among the Quechua communities of Peru. Involvement in processing activities offer a way out for facilitating female ownership of Jatropha income generation processes and production systems. In that sense there has been more progress in Africa than in Latin America, especially for the production of soap from Jatropha. The Jatropha production system has often  involved more women  than men  in  Africa.  This  has  been  attributed30  to  a  number  of  factors: firstly, because Jatropha‐based products (soap, floor polish, oil for lanterns, etc.) have  household  applications  that  are  interesting  to  women.  Secondly  because benefits  from  Jatropha  production  accrue  over  a  period  of  time  and  the  initial levels of return are low. Women tend to have higher levels of patience and long‐term planning abilities in this regard.                                                         29 Zimbabwe’s Land Reform: Myths and Realities, Scoones et al., James Currey, London, 2010. 30 Women’s Roles in the National Jatropha Growing Project (by Sithabiso Gandure)  

Page 40: Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions ... · Meta Evaluation of 6 Hivos Biofuel Projects Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions, Comparisons and Lessons

  39 Chapter 8:  Overview                                  (Evaluation report for Hivos by Sona Prakash)  

 Among the African projects being reviewed here, the EAfrica project in Zimbabwe is the only one to have realised the potential for female entrepreneurship in remunerative activities. Membership of EAGs is 80% female, often with female presidents. Members of each EAG autonomously select a profit sharing system (see section IV). While income benefits are still low, the engagement of women in prospectively

lucrative activity has often forced  a renegotiation  of  the  traditional division  of  tasks, which  could work towards  women’s  benefit  and empowerment.  For  example  the women of Chimukoko EAG reported that  they  had  made  arrangements with  the  men  for  an  adjustment  of responsibilities  when  they  started out on this project, so  the men now fetch  the  water  and  the  firewood, and  tend  to  the  gardens  while  the women engage in soap production.   In  the  other  three  African  projects there  is  also  a  lot  of  scope  for  such activity.  At  the  FACT‐ADPP  project 

in Mozambique, women of the Bilibiza farmers’ club were trained in soap making at a workshop. They were allowed to take back the soap for  their own use, and are now interested in producing larger amounts for sale, for which there appears to be  considerable potential  (see  III.6.1). They might  soon procure oil  from  the BBC via an ‘oil for seed’ barter system. Soap production initiatives are burgeoning among  the  producers  of  the  BiOEx  project  (independently  of  the  project)  in Zambia, despite the fact that they have to sell all their seed to NWBP and buy seed or  oil  externally,  and  could  do with  some  support.  In Tanzania  there  are many precedents  on  Jatropha  soap  making  (see  III.6.1).  Follow‐up  activities  in  this direction involving women can be set up quite easily.   Small-scale processing activities like soap production by local communities have occurred less frequently in Latin America, which might explain the lower female participation in the Jatropha production system. In principle this model (decentralised oil extraction and soap production, see III.6.1) is something that could be considered by the Gota Verde and CEDISA projects to enable female participation in value addition, including female members of producer families.  The replacement of  firewood as  fuel  for cooking stoves by Jatropha PPO, biogas or fuel briquettes is another element that can improve gender equality by freeing up women’s time for educational and more remunerative activities, as can partial mechanisation  (with  shelling machines  and motorised  expellers)  in  the  case  of seed  production  and  oil  extraction.  In  this  case  parallel  support  might  help women engage in small enterprises (bakeries, soap production, mat‐making etc.) instead of increasing their domestic non‐remunerative activity.  

 Women of Chimukoko EAG (EAfrica Project, Zimbawe) 

Page 41: Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions ... · Meta Evaluation of 6 Hivos Biofuel Projects Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions, Comparisons and Lessons

  40 Chapter 8:  Overview                                  (Evaluation report for Hivos by Sona Prakash)  

Apart from land ownership and participation in (and ownership of) value‐adding activities,  the  presence  of  women  in leadership  positions  (extension  workers, technical  officers,  para‐technicians,  MFP owners)  can  go  a  long  way  in  addressing gender disparity. In this respect, none of the six  projects  did  very well.  Only  one  project (Gota  Verde)  had  a  female  technical  officer (out  of  the  4  technical  officers  for  the project). Female leadership can have knock‐on effects in terms of serving as a role model for other female project beneficiaries. In the four  African  projects,  it  can  also  play  an additional  role  since  interaction  between men and women is often discouraged in the rural  areas  where  the  projects  are  based, and  extension  workers  and  local  project staff  are  almost  always  male.  As  a  result female producers often don’t have access to first‐hand training and information.  

 CONCLUSIONS AND LESSONS LEARNED 

 Returns for labour from Jatropha seed production for processing are not viable for farmers at present. Returns for labour can be improved over the long term with:  o Higher  Seed  Price:  More  efficient  PPO  production  and  a  rise  in  fossil  fuel prices will facilitate this 

 o Larger seed and higher seed weight: Selection of accessions, hybridisation and genetic breeding will enable this 

 o Better Yield: Better understanding of Jatropha agronomy and improved crop management will be crucial, underscoring the need for regular upgrading via contact with research facilities 

 o Shelling  Machines:  These  are  already  available  and  procurement  is recommended 

 Meanwhile,  producers’  incomes  can  be  supplemented  by  accessing  lucrative markets for seed for planting. While these are short‐lived, the high prices offered can help  tide  over  initial  investment  costs  and  losses  due  to  the  long  gestation period of Jatropha productivity.  These prices will also be less subject to volatility than prices for seed for processing. Such stopgap arrangements can best be made via a central marketing facility  like BYSA that buys up seed from producers and finds the most lucrative markets.  

 Gota Verde Technical Officer 

Noelia Bonilla   

Page 42: Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions ... · Meta Evaluation of 6 Hivos Biofuel Projects Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions, Comparisons and Lessons

  41 Chapter 8:  Overview                                  (Evaluation report for Hivos by Sona Prakash)  

 A better ratio of extension workers to producers will be necessary for Jatropha, a crop with  relatively  uncertain  agronomic  characteristics.  Regular  updating  and monitoring of producers knowledge levels to gauge the need for extra training is also crucial.  Integrated  organic  Jatropha  farming  methods  employing  biological  control, organic fertiliser and bio‐pesticide, animals for weeding and fertilisation and pest control,  and  honeybees  for  pollination  should  be  explored  for  potential improvement in returns for labour  PPO production for use as fuel is still not viable. Its viability will improve with:  o Better  extraction  facilities:  Efficient  oil  expellers  are  already  available,  and information sharing between projects can be helpful   

o Rise  of  fossil  fuel  prices: Expected  over  the  long‐term,  though  there may  be fluctuations,  emphasising  the  need  for  stopgap  measures  to  enable  a sustained income for producers  

 o Quality control: The entire Jatropha production chain (from seed planting to oil distribution) will need to be monitored for impacts on oil quality  

While PPO  is not viable  for use  in engines, other  income benefits possible  from the  Jatropha  system  should  be  facilitated  for  producers.  These  include  soap production  and  PPO  use  as  bio‐pesticide.  PPO  use  in  lanterns  and  stoves  has much potential but will depend on the development of effective and cost‐effective models. Again a central marketing facility as well as information sharing will be important for identifying markets for less developed products like bio‐pesticide, and for assessing markets for adapted stoves and lamps.  The  use  of  Jatropha  by‐products  (as  fertiliser,  for  making  briquettes  and  for biogas  generation)  needs  optimisation,  which  can  be  greatly  facilitated  by information  sharing  on  the  practicalities  of  implementation  in  smallholder communities.  Where  possible,  their  primary  use  as  fuel  (biogas,  briquettes) followed by the use of the residue for fertiliser would be most efficient.  When  PPO  is  viable  for  use  in  engines,  these  other  applications will  provide  a market for oil that does not meet fuel standards. Their parallel development (by the  same  projects)  can  thus  enable  eventual  complimentary  use  instead  of competition for the same raw material.  When  PPO  is  viable  for  use  in  engines,  the  following  applications  should  be prioritised for their knock‐on effects facilitating sustainable development:  o Innovative  technology  for  self­enhancing  production:  Applications  that  boost demand  for  PPO  while  enhancing  production  efficiency  (for  example: irrigation pumps, grain mills, oil expellers)  

Page 43: Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions ... · Meta Evaluation of 6 Hivos Biofuel Projects Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions, Comparisons and Lessons

  42 Chapter 8:  Overview                                  (Evaluation report for Hivos by Sona Prakash)  

o Access to household electricity: Enabling transformational development goals like education for children (and adults) 

 The following aspects will be crucial for reducing gender disparity:  o Female  ownership  of  Jatropha income generation processes and production

systems: while female ownership of crop production systems is hampered by prevailing structures that favour male land ownership, women’s engagement in lucrative Jatropha processing enterprises offers potential for control of income and decision making, as well as a re-negotiation of traditional and non-remunerative tasks  

o Female  Leadership:  More  women  technical  officers,  agricultural  extension officers, trainers and para‐technicians, zone leaders and MFP entrepreneurs to  serve  as  role  models,  and  also  to  enhance  first‐hand  training  of  female producers  

 o Replacement of firewood as fuel: Firewood collection is generally delegated to women, and is time‐consuming, tedious and often dangerous. The us of PPO or fuel briquettes in cooking stoves will free up time for women to engage in more educational or lucrative activities 

 Jatropha  projects  all  over  the  world  face  similar  obstacles,  and  often  devise solutions  that  can be of help  to other  similar projects. However  little  contact  is maintained  between  projects,  especially  when  they  are  located  on  different continents.  More  clarity  and  information  sharing  are  needed  to  address  open questions  and  mutually  contradictory  observations  relating  to  the  Jatropha production  system,  both  among  different  projects  and  between  projects  and research institutions. Open information sharing via a website would be one way to facilitate this. Among these issues are:  o Seedcake use as fertiliser: While most researchers claim seedcake is effective as fertiliser, there are also contradictory reports from leading research institutes  

o Optimal use of shells and husks: More information on this could go a long way, since all producers have access to this material  

 o When to harvest seed for best quality oil: Different sources provide different information  

 o Progress on research in developing new accessions and genetic breeding: The development of Jatropha accessions with higher seed weight and yield, higher resistance to drought and water logging and to locally occurring pests and diseases 

 o Information on biological control methods: Many of the same pests and diseases infest Jatropha in different regions 

 

Page 44: Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions ... · Meta Evaluation of 6 Hivos Biofuel Projects Chapter 8 Overview of Jatropha Production Conclusions, Comparisons and Lessons

  43 Chapter 8:  Overview                                  (Evaluation report for Hivos by Sona Prakash)  

o Engine Adaptation:   

• Lister engines: It is not clear whether all Lister or Lister‐type engines need adaptation to run on Jatropha PPO. The literature says they don’t, whereas practical experience so far has found that they do  

• Open­access technology: Engine adaptation technology is often too expensive (mostly due to copyrights) for use in developing countries. Information sharing for local development of open‐access technology would be very beneficial  

 o Potential for Jatropha crop cycle adjustment: There are reports that this can be done by adjusting pruning cycles, and can be very improtant for reducing competition for labour between Jatropha and other crops 

 o Biodiesel: The literature and many people say diesel engines can run on blends with up to 10 to 20% biodiesel without modification and without problems. However vehicles in Central America have been running with un‐adapted engines on 100% biodiesel 

 o Stoves and Lanterns: Regular updating is needed regarding the development of models of stoves and lanterns that can run on Jatropha PPO 

 o Equipment: Open sharing and updating of information on capacity, costs, sourcing and procurement of shelling machines, oil expellers, engine adaptation technology and other equipment and technology related to the Jatropha system would be very useful. Many projects did not have access to the first‐hand knowledge they needed to make an informed choice. 

 o Alternative markets: Markets for PPO as bio‐pesticide and Jatropha seed for planting that offer better prices than fuel‐related markets are an example