25083

ارائه مدل بهينه سازي طراحي شبكه زنجيره تأمين هيدروژن سبز در بخش حمل ونقل با در نظرگيري عدم قطعيت

كارشناسي ارشد

مهندسي صنايع

1397

تير 1400

دكتر هادي صاحبي

مهندسي صنايع

در عصر حاضر با توجه به ر شد روزافزون تقاضا براي منابع انرژي و همچنين الزامات زي ستمحيطي، چالشهايي در زمينه تأمين انرژي ايجاد شده ا ست. در ميان سي ستم انرژيهاي تجديدپذير 1 سي ستمهاي مبتني بر هيدروژن 2 به دليل عدم توليد گاز گلخانهاي در هنگام سوختن به عنوان يكي از گزينههاي اميدواركننده در م سير حركت به سوي سوخت پاك محسوب ميشود. در اين مطالعه براي بررسي توسعه كاربرد هيدروژن به عنوان سوخت مصرفي بخش حملونقل، اقدام به ارائه مدل طراحي شبكه زنجيره تأمين هيدروژن شده است. مدل ارائه شده در پژوهش از نوع برنامهريزي مختلط عدد صحححي خطي اسححت كه در طي آن و در مرحله اول پيكرهبندي زيرسححاختهاي زنجيره تأمين هيدروژن شححامل سحايتهاي توليد، انبارش، توزيع و سحوخترسحاني از نظر تعداد، فنّاوري و محل تأسحيس متناسحب با پارامتر غيرقطعي تقا ضا هيدروژن با در نظرگيري دو تابع هدف كمينه سازي هزينه و كمينه سازي كربن ساطع شده در طول شبكه تو سعه دادهشده است. براي پاسخگويي بهتر پيكرهبندي شبكه به عدم قطعيت موجود در پارامتر تقاضاي هيدروژن، در مدلسازي از روش برنامهريزي استوار امكاني 3 استفادهشده است. همچنين از روش وزندهي براي مدلسازي چندهدفه استفادهشده ا ست. در مرحله دوم امكان صادرات هيدروژن به ك شورهاي منطقهاي از طريق مازاد ظرفيت توليد موجود در تجهيزات شبكه برر سي شده ا ست. تابع سوم مورد برر سي براي اين مهم، بي شينه سازي سود حاصل از صادرات هيدروژن مورد برر سي قرارگرفته ا ست.نتايج حا صله از مطالعه مورد روي ك شور ايران ن شان ميدهد كه با اعمال ميزان كمي ماليات بر واحد كربن انتشححاريافته، درصححد توليد كربن به مقدار زيادي كاهش مييابد. همچنين فنّاوري بهينه براي توليد هيدروژن "گازي سازي زغالسنگ همراه با تسهيلات ضبط و انتشار كربن" است. توليد هيدروژن با هدف صادرات از محل مازاد ظرفيت توليد هيدروژن به دليل بالا بودن هزينه توليد واحد هيدروژن صرفه اقتصادي نداشته و تنها با كاهش هزينه واحد توليد مقرون به صرفه خواهد بود.

1400/05/22

Optimization model for green hydrogen supply chain network design for consumption in transportation sector with uncertainty consideration

7/22/2022 12:00:00 AM

In the present era, due to the growing demand for energy resources as well as environmental requirements, challenges in the field of energy supply have been created. Among renewable energy systems, hydrogen-based systems are considered as one of the promising options on the path to clean fuel usage due to the lack of greenhouse gas emissions during combustion. In this study, to investigate the development of the use of hydrogen as a fuel used in the transportation sector, a hydrogen supply chain network design model has been proposed. The model presented in this research is a mixed linear integer programming which in the first stage determines the configuration of hydrogen supply chain infrastructure including production, storage, distribution and refueling sites in terms of number, technology and place. The establishment has been developed in accordance with the uncertain parameter of hydrogen demand by considering the two objective functions of cost minimization and carbon minimization emitted along the network. In order to boost responsiveness of the network configuration to the uncertainty in the hydrogen demand parameter, feasibility based Robust possibilistic programming method has been used. Weighting method has also been used for multi-objective modeling. In the second stage, the possibility of exporting hydrogen to regional countries through the excess production capacity of network equipment has been investigated. The third function studied for this important issue is the maximization of profits from hydrogen exports. The results of the case study on Iran show that by imposing a small tax on the emitted carbon unit, the percentage of carbon production is greatly reduced. Optimal technology for hydrogen production is coal gasification with carbon capture and emission facilities. Hydrogen production with the aim of exporting from the surplus of hydrogen production capacity is not economical due to the high cost of hydrogen production unit and will be cost-effective only by reducing the cost hydrogen production unit.