بررسی تأثیر تغییر کاربری زمین برای تولید بیوانرژی با توجّه به هزینة ارزش افزوده و کیفیّت آب در شرایط تصادفی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه مهندسی صنایع، واحد بناب، دانشگاه آزاد اسلامی، بناب، ایران

2 کارشناسی ارشد، گروه مهندسی صنایع، واحد بناب، دانشگاه آزاد اسلامی، بناب، ایران

چکیده

این مطالعه به بررسی تأثیر تغییر کاربری زمین برای تولید بیوانرژی با در نظر گرفتن هزینة ارزش افزوده و کیفیّت آب در شرایط تصادفی با استفاده از ضایعات و پسماندهای گندم که اقدام به تولید بیوسوخت نموده، پرداخته است. از این رو مدل خطی برای تغییر کاربری زمین با هدف کاهش مجموع هزینه­ها و افزایش راندمان تولید ارائه گردید. در شرایط تصادفی با استفاده از نرم­افزار گمز به حل مدل پرداخته شد و نتایج محاسباتی و مقایسه­ها بیانگر عملکرد مطلوب تأثیر تغییر کاربری زمین برای تولید بیوسوخت مبتنی بر هزینة ارزش افزوده و کیفیّت آب را در سناریوهای مختلف را نشان می­دهد. با انتخاب شهرستان عجب­شیر به عنوان منطقه­ مورد مطالعه و انتخاب 9 محصول مختلف و بررسی محصولات از جنبه­ هزینه­ها و ارزش افزودۀ هر کدام از محصولات این نتیجه حاصل شد که اقدام به کاشت و تولید گندم برای تولید بیوسوخت هم از نظر سودآوری و هم از نظر هزینه مقرون به صرفه بوده و تأثیر کمتری بر آلودگی آب دارد. به علّت نیاز به کوددهی کمتر که منجر به پایین بودن مقدار نیترات موجود در خاک می­شود که آن نیز باعث می­شود درصد آلودگی آب در حین تولید بیوسوخت کمتر شده، آسیب کمتری به محیط زیست وارد شود و هم از لحاظ اقتصادی برای اهالی شهرستان عجب­شیر مقرون بصرفه ­باشد.

کلیدواژه‌ها


[1] U. S. B.-T. Update, Biomass supply for a bioenergy and bioproducts industry, Perlack, RD, Stokes, BJ, Leads, pp. 227, 2011.
[2] A. Owen, K. Scott, and J. Barrett, Identifying critical supply chains and final products: An input-output approach to exploring the energy-water-food nexus,  Applied Energy, Vol. 210, pp. 632–642, 2018.
[3] J. Zhong, T. E. Yu, C. D. Clark, B. C. English, J. A. Larson, and C.-L. Cheng, Effect of land use change for bioenergy production on feedstock cost and water quality, Applied Energy, Vol. 210, pp. 580–590, 2018.
[4] S. Kumar, A. Dwivedi, V. Kumar, M. Q. Ansari, and R. K. Naresh, Effect of precision land levelling and Zinc bioavailability: Water use, productivity and input use efficiency in transition from flooded to aerobic rice (Oryza sativa), International Journal of Chemical Studies, Vol. 5, No. 4, pp. 110–118, 2017.
[5] R. I. Ali, T. H. Awan, M. Ahmad, M. U. Saleem, M. Akhtar, and others, Diversification of rice-based cropping systems to improve soil fertility, sustainable productivity and economics, Journal of Animal and plant sciences, Vol. 22, No. 1, pp. 108–112, 2012.
[6] M. Adl., Development of solar energy in China, Bimonthly Journal of Renewable and New Energy., Vol. 1, No. 2, pp. 29–36, 2014. (in Persian)
[7] A. E. Atabani et al., Non-edible vegetable oils: a critical evaluation of oil extraction, fatty acid compositions, biodiesel production, characteristics, engine performance and emissions production, Renewable and sustainable energy reviews, Vol. 18, pp. 211–245, 2013.
[8] P. W. Gerbens-Leenes, Green, blue and grey bioenergy water footprints, a comparison of feedstocks for bioenergy supply in 2040, Environmental Processes, Vol. 5, No. 1, pp. 167–180, 2018.
[9] A. Mohammadi, H. Yousefi, Water bio-energy footprint from wheat crop in Iran, Bimonthly Journal of Renewable and New Energy, Vol. 7, No. 2, pp. 68–72, 2020. (in Persian)
[10] M. Li, Q. Fu, V. P. Singh, D. Liu, and J. Li, Optimization of sustainable bioenergy production considering energy-food-water-land nexus and livestock manure under uncertainty, Agricultural Systems, Vol. 184, pp. 102900, 2020.
[11] J. Li, F. Xiong, and Z. Chen, An integrated life cycle and water footprint assessment of nonfood crops based bioenergy production, Scientific reports, Vol. 11, No. 1, pp. 1–14, 2021.
[12] M. Abdel-Basset, A. Gamal, R. K. Chakrabortty, and M. Ryan, Development of a hybrid multi-criteria decision-making approach for sustainability evaluation of bioenergy production technologies: A case study. Journal of Cleaner Production, Vol. 290, pp. 125805, 2021.