Abstract:
امروزه بخش عمدهای از انرژی مورد نیاز از سوختهای فسیلی به دست میآید اما محدودیت این منابع و اثرات مخرب آنها بر محیطزیست موجب روی آوردن جوامع به منابع تجدیدپذیر انرژی شده است. دراین بین انرژی حاصل از زیستتوده (بیوانرژی) باتوجه به گستردگی منابع و سایر مزایا جایگاه ویژهای به خود اختصاص داده است. در این پژوهش مدلی چندهدفه برای طراحی شبکه تأمین بیوانرژی از انواع مختلف زیستتودههای نسل دوم (جاتروفا، پسماند کشاورزی و فضولات حیوانی) و سوم (ریزجلبکها) با درنظرگرفتن مفاهیم رابطه آب- انرژی و انتشار کربن ارائه شده است. بهمنظور یافتن مکانهای مناسب جهت کاشت جاتروفا در کشور ایران و کاهش فضای جواب مدل ریاضی از سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) استفاده شده است. مدل ارائه شده با استفاده از برنامهریزی آرمانی MINMAX برای استانهای کشور ایران بهعنوان مطالعه موردی برای یک افق زمانی دهساله حل شده است. طبق نتایج، تولید انرژی از منابع ریزجلبک و جاتروفا نسبت به پسماند در اولویت است.
Nowadays required energy mostly comes from fossil fuels but the limitation of fossil resources and their environmental effects have encouraged communities to seek alternative renewable energy sources. Meanwhile enery forom biomass (bioenergy) has particular importance due to wide range of resources and other advantages. In this research, a multi-objective model is proposed to design a bioenergy supply network from different types of second-generation biomass (Jatropha, agricultural residue and animal waste) and third generation (microalgae) considering water-energy nexus and carbon emission concepts. Geographic Information System (GIS) is used in order to find proper places for Jatropha cultivation in Iran and reduce the solution space. The proposed model is solved for a 10 years time horizon using MINMAX goal programming method for Iran provinces as a case study. According to the results, energy production from microalgae and Jatropha resources is prior to the waste.
Machine summary:
درنظرگرفتن ترکيبي از انواع مختلف زيست توده از نسل هاي مختلف در يک مدل به عنـوان منبـع توليد انرژي موجب انعطاف پذيري بيشتر مدل ميشود و اين امکان را ايجاد ميکند که متناسب با شرايط جغرافيايي و ساير امکانات بهترين زيست توده براي هر منطقه انتخاب شود در اين پژوهش به طراحـي مـدل شـبکه تـأمين بيـوانرژي از زيسـت تـوده هـاي نسـل دوم شـامل جاتروفـا، پسـماند کشاورزي و فضولات حيواني و زيست توده نسل سوم يعني ريزجلبک پرداخته شده است .
برخي سوالات اين تحقيق عبارت اند از: ١) کدام نواحي ايران پتانسيل توليد سوخت و انرژي از انواع مختلف زيست توده هاي نسل دوم و سوم را دارند؛ ٢) با درنظر گـرفتن اهـدافي هـم چـون ميزان مصرف آب ، هزينه و ملاحظات زيست محيطي کدام يک از انواع مختلف زيست توده هـاي نسل دوم و سوم بهترين گزينه براي توليد بيشترين مقدار انرژي است ؟ ٣) چگونه مـيتـوان رابطـه آب - انرژي را در مدل به خوبي منعکس کرد؟ ٤) آيـا درنظـر گـرفتن ملاحظـات زيسـت محيطـي تأثيري در انتخاب نوع زيست توده جهت توليد انرژي دارد؟ به طورکلي نوآوريهاي اين مقالـه عبـارت انـد از: ١) ارائـه مـدل زنجيـره تـأمين بيـوانرژي از زيست توده نسل دوم و سوم ٢) درنظرگرفتن رابطه آب - انرژي در مدل زنجيره تأمين ٣) اسـتفاده از سيستم اطلاعات جغرافيايي (GIS) براي مکان يابي استان هاي مناسب کاشت جاتروفـا ٤) انجـام مطالعه موردي براي استان هاي کشور ايران .
در اين مقاله ابتدا با استفاده از مدل تحليل پوششي داده ها٢ و با توجه به شرايط اقليمي و فاکتورهاي اجتماعي به رتبه بندي اسـتان هـاي کشـور بـراي تعيـين نقـاط مناسـب کاشت جاتروفا پرداخته و از اين نقاط کانديد به عنوان ورودي يک مدل برنامـه ريـزي رياضـي بـا هدف کمينه سازي هزينه هاي زنجيره اسـتفاده کردنـد (٢٠١٧ ,Babazadeh) همچنـين يـک مـدل رياضي قطعي براي طراحي زنجيره تأمين توليد بيوديزل و گليسيرين از جاتروفا و روغـن آشـپزي استفاده شده ارائه داده است .