30433

طراحي پايدار و تاب‌آور زنجيره تأمين انرژي زيستي تحت شرايط عدم‌قطعيت در چارچوب رابطه متقابل آب و انرژي

كارشناسي ارشد

مهندسي صنايع- سيستم‌هاي كلان

1399

1402/6/29

هادي صاحبي

عمران محمدي

مهندسي صنايع

كاهش وابستگي به سوخت‌هاي فسيلي و اثرات زيست‌محيطي مربوط به آنها مهم‌ترين دلايل توجه و استفاده از منابع انرژي تجديدپذير است كه در اين ميان استفاده از زيست‌توده به دليل تنوع زياد در اين منابع بسيار جذاب است. به‌كارگيري و جايگزين‌كردن سوخت زيستي به‌جاي ساير سوخت‌هاي مورداستفاده نيازمند درنظرگرفتن ملاحظات زيست‌محيطي و همچنين رابطه متقابل آب و انرژي است. رابطه متقابل آب و انرژي به بررسي اين مفهوم مي‌پردازد كه در مراحل مختلف تأمين انرژي، آب مورد مصرف قرار مي‌گيرد. همچنين در مراحل مختلف تأمين آب نيز، انرژي مصرف مي‌گردد. بعد ديگري كه در شبكه تأمين شبكه انرژي زيستي حائز اهميت است، تاب‌آوري شبكه تأمين انرژي زيستي در مواجهه با اختلال‌هاي احتمالي است. يكي از اختلال‌هايي كه يك شبكه تأمين انرژي ممكن است با آن مواجه باشد، خشكسالي و بحران دسترسي به آب است. تاب‌آوري شبكه تأمين انرژي زيستي در مقابل بحران كم‌آبي در پژوهش‌هاي صورت‌گرفته تابه‌حال كمتر موردتوجه بوده است. اين پژوهش به دنبال مدل‌سازي شبكه تأمين انرژي زيستي يكپارچه كه نحوه تأمين آب نيز در آن اهميت دارد، است. دو نوع زيست‌توده جاتروفا و ريزجلبك به‌عنوان زيست‌توده‌هاي مورداستفاده براي تأمين انرژي لازم در نظر گرفته شده‌اند. مطالعه موردي اين پژوهش، ايجاد شبكه تأمين انرژي در كشور ايران است. از آن جايي كه كشور ايران، در طي ساليان اخير با بحران خشكسالي روبرو بوده است سناريوهاي مختلف دررابطه‌ با ميزان شدت خشكسالي بررسي گردد. به همين منظور در پژوهش حاضر، اين سناريوها بررسي و با استفاده از نظر خبرگان احتمال رخداد هريك بررسي شده است. سپس با استفاده از تئوري گواه نظر خبرگان با هم تركيب و براي هر سناريو، احتمال بروز آن به دست آمده است. در نهايت با استفاده از برنامه‌ريزي تصادفي دومرحله‌اي، نحوه تأمين آب (ميزان بارش، ميزان آب تأمين شده از فاضلاب و ميزان آب تأمين شده از آب دريا) تحليل گرديده‌است. پس از تحليل نتايج بهينه مشخص شد، از دو جنبه كاهش هزينه و مصرف آب بهتر است ميزان بيشتري از انرژي زيستي موردنياز، از طريق جاتروفا تأمين گردد. بديهي است كه به دليل حفظ تاب‌آوري شبكه، ضروري است كه بخشي از انرژي زيستي با استفاده از ريزجلبك تأمين گردد. علاوه بر اين، پس از پيش‌بيني ميزان شدت خشكسالي در سال‌هاي آتي، لازم است ميزان 73.7 درصد از آب موردنياز شبكه تأمين انرژي از طريق شيرين‌كردن آب‌شور دريا تأمين گردد.

1402/11/15

Sustainable and resilient design of the bioenergy supply chain under uncertain conditions in the framework of the Water-Energy Nexus

9/19/2024 12:00:00 AM

Reducing dependency on fossil fuels and their related environmental effects are the most important reasons for considering and using renewable energy sources, among which the use of biomass is very attractive due to the wide variety of sources. Using and replacing biofuel instead of other used fuels requires considering environmental considerations as well as the water-energy nexus. The water-energy nexus examines the concept that water is used in different stages of energy supply. Also, energy is consumed in different stages of water supply. Another dimension that is important in the bioenergy supply network is the resilience of the bioenergy supply network in the face of possible disruptions. One of the disturbances that an energy supply network may face is drought and water access crisis. The resilience of the bioenergy supply network against the water shortage crisis has been paid less attention in research so far. This research seeks to model the integrated bioenergy supply network in which the way of water supply is also important. Two types of biomass, jatropha, and microalgae, have been considered as biomass used to provide the necessary energy. The case study of this research is the creation of an energy supply network in Iran. Since Iran has been facing a drought crisis in recent years, different scenarios regarding the severity of the drought should be investigated. For this purpose, in the present research, these scenarios have been examined and the probability of each occurrence has been examined using the opinion of experts. Then, by using the evidence theory, expert opinions are combined and for each scenario, the probability of its occurrence is obtained. Finally, by using two-stage stochastic programming, the water supply method (precipitation rate, amount of water supplied from sewage, and amount of water supplied from seawater) is analyzed.

همبست آب و انرژي , شبكه تامين انرژي زيستي , تاب آوري , تئوري گواه , برنامه ريزي تصادفي

Water-energy nexus , Bioenergy Supply Network , resilience , Evidence theory , Stochastic programming

Vahid Naseri

Dr. Sahebi