19998

۱۹۹۹۸

طراحي مدل رياضي زنجيره تأمين سوخت زيستي در شرايط عدم قطعيت

كارشناسي ارشد

بهينه سازي سيستم ها

۱۳۹۵-۱۳۹۷

۱۳۹۷/۰۹/۲۸

دكتر محمدسعيد جبل عاملي

دكتر هادي صاحبي

صنايع

نياز روز افزون بشر به سوخت هاي فسيلي و كاهش ذخاير موجود و آلودگي هاي زيست محيطي كه بقاء موجودات روي كره ي زمين را محدود مي كند، محققان و پژوهشگران بسياري را براي يافتن منابع جديد انرژي تجديد پذير ترغيب كرده است. اگر روند استفاده از سوخت هاي فسيلي به همين منوال ادامه پيدا كند با توجه به محدوديت ذخاير موجود، در آينده اي نه چندان دور، كشورها با مشكلات فراواني در رابطه با آلودگي محيط زيست و در نتيجه كمبود عظيمي در مواد اوليه مواجه خواهند بود. با توجه به روند افزايشي مصرف بنزين در سطح كشور، ايران نيز از اين قاعده مستثنا نيست و محققان ايراني نيز به دنبال يافتن جايگزيني مناسب براي سوخت هاي فسيلي هستند. زيست توده به عنوان يكي از بهره ورترين منابع به منظور توليد بيواتانول و سوخت سبز در سال هاي اخير توجهات زيادي را به خود جلب كرده است. با توجه به پتانسيل ايران در بخش كشاورزي و جنگل ها و مراتع آن، مي توان از پسماندهاي كشاورزي و الوارهاي بلااستفاده در جنگل ها و برگ هاي خشك شده به عنوان منابع مهم زيست توده در كشور به منظور توليد سوخت سبز بهره برد. بااينكه انرژي زيست توده از منابع تجديد پذير تلقي مي گردد ولي با ساير منابع تجديد پذير تفاوت هاي بسياري دارد. زيست توده را نمي توان فقط يك منبع تنها ناميد بلكه شامل گروهي تقريباً بيشمار از محصولات مي باشد كه براي شناخت منابع و انجام مطالعات درزمينه آن ها لازم است طبقه بندي مناسبي از اين منابع ارائه شود. مطالعات و ارگان هاي مختلف در جهان دسته بندي هاي گوناگوني از اين منابع ارائه داده اند كه برحسب هدف مطالعه، منابع در دسترس در منطقه موردمطالعه و نسبت موجودي آن ها، منابع زيست توده را دسته بندي نموده اند. اين پژوهش به منظور توسعه چنين سوخت هاي سبز و پاكي در كشورمان با ارائه رويكردي متشكل از طراحي زنجيره تأمين سوخت سبز و مكان يابي محل بهينه جهت كاشت گياه جاتروفا به عنوان نمونه اي از زيست توده قابل تبديل به سوخت، احداث كارخانه هاي جمع آوري و تبديل گياه به روغن و نيروگاه هاي توليد سوخت زيستي واحداث مراكز توزيع در زنجيره و بهينه سازي اين زنجيره تأمين كه بر پايه زيست توده است، مي باشد. اين مطالعه جنبه هاي مختلف اقتصادي و زيست محيطي را تحت عدم قطعيت وقوع اختلال به عنوان يك فاكتور مهم دنياي واقعي دربرمي گيرد. در مرحله اول پتانسيل مناطق مختلف كشور ازنظر مكان مناسب كاشت جاتروفاشناسايي مي شود و در مرحله دوم مكان هاي بالقوه جهت استقرار تسهيلات تشخيص داده مي شوند. سوبسيد دولتي به عنوان فاكتوري براي تشويق كشاورزان و توليدكنندگان براي كاشت و توليد سوخت زيستي در نظر گرفته مي شود و به عنوان درآمدي به مدل تزريق مي شود. تابع هدف زيست محيطي اين مدل نيز با توجه به نرخ انتشار و ميزان حمل و نقل بين تسهيلات انتشار گاز كربن حاصل از سوختن سوخت را كمينه مي كند.نتايج نشان مي دهد كه با استفاده از پسماندهاي كشاورزي به عنوان مواد اوليه جهت توليد بيواتانول در كشور، احداث كارخانه بيواتانول به منظور تركيب آن با بنزين و توليد سوخت سبز داراي توجيه است و با توجه به صرفه هاي زيست محيطي حاصل از جايگزيني سوخت سبز در سيستم حمل ونقل كشور، سوخت سبز توان رقابت با سوخت هاي فسيلي كنوني را خواهد داشت.

1397/11/07

A mathematical model to design biofuel supply chain under uncertainty

12/19/2019 12:00:00 AM

Human increasing demand of fossil fuels and decrease of available resources and enviromental pollution that jeopardises the creatures’ living on the earth, admires many of the reasearchers to find new and reproducible energy resources. According to limitation of available resources, if the usage trend of fossil fuels continus in its current order, many countries will face different enviromental pollution problems and it results a huge shortage in supplying raw materials. Our country, Iran isn’t an exception of these countries due to its increasing use of gasoline, so Iranian researchers strongly incline to find suitable alternative to fossil fuels. Biomass recently attracts a great attention of researchers as one of the most productive resources for bioethanol and green fuel production. According to Iran’s potential in farming and agriculture and its vast area of forests and pastures, this country can use agricultural wastes, useless forest timbers and dried leaves as an important resource of raw materials for green fuel production. Although biomass is one of the reproducible energy resources but it has many differences with other similar resources. Biomass can’t be considered as a single resource because it icludes a wide range of products that must be categorized exactly in order to be recognized. Different researches and organizations across the world have provided different categorization of biomass resources based on each research goal and its available enviromental data. This research’s goal is to expand the use of clean and green fuels with an approach consisting of designing green fuel supply chain and locating optimal areas for the Jatropha plantation as a biomass convertible to fuel, building factories in order to gather and convert this plant to a special oil and biomass production powerhouses, building distribution centers inside the chain and optimizing this supply chain that is based on biomass. This study consists of different economical and enviromental dimentions under the uncertainty condition that is one of the most important factors of the real world. In the first step, the potential of different areas of this country for planting Jatropha will be recognized and in the second step, the potential locations for implementing facilities will be detected. The government subsidy will be considered as a factor that encourages the farmers and producers to work on biomass production and will be injected to the mathematical model as an income factor. This model’s enviromental objective function minimizes the carbon emissions released from fuel burning according to the emission rate and the transportaion amount between the facilities. The results of this research indicate that using agricultural wastes as raw materials for bioethanol production, building bioethanol factory in order to compound it with gasoline for producing green fuel have economic justification in Iran and according to enviromental advantages of green fuel replacement in transportation system, green fuel can be a very good alternative for current fossil fuels.