مدل سازی استفاده همزمان از منابع انرژی تجدیدپذیر و تجدیدناپذیر با رویکرد توسعه پایدار در صنایع مادر

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی صنایع، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران

2 دانشیار، گروه مهندسی صنایع، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران

3 استادیار، گروه مهندسی صنایع، دانشگاه پیام نور، تهران، ایرانsavizasadi

چکیده
یکی از مباحث کلیدی در سیاست‌گذاری انرژی در دهه اخیر، توسعه پایدار انرژی است. با توجه به محدودیت منابع انرژی تجدیدناپذیر و اهمیت روزافزون انرژی‌های تجدیدپذیر، این پژوهش با هدف بهینه‌سازی استفاده همزمان از این منابع در صنایع مادر انجام شده است. اگرچه هزینه‌های اولیه و سرمایه‌گذاری بالا از موانع اصلی استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر در کشور به شمار می‌رود، اما قوانین بالادستی و مشوق‌های اخیر، روند سرمایه‌گذاری در این بخش را تسهیل کرده است .روش تحقیق مقاله از نوع کاربردی و مطالعه موردی بر روی داده های واقعی می باشد. پژوهش شامل مرور مبانی نظری، طراحی مدل ریاضی چندهدفه، و حل آن به روش وزن‌دهی است. مدل ارائه‌شده، اهداف اقتصادی ، زیست‌محیطی و اجتماعی را شامل می‌شود. داده‌های مورد استفاده از یک کارخانه سیمان جمع‌آوری شده و مدل با استفاده از داده‌های واقعی صحت‌سنجی شده است.

نتایج نشان داد که با رویکرد توسعه پایدار، استفاده از نیروگاه خورشیدی نسبت به نیروگاه‌های گازی اولویت دارد. در این حالت، حدود 65 درصد برق مورد نیاز کارخانه باید از انرژی خورشیدی تأمین شود. مدل ریاضی پیشنهادی، به عنوان یک مدل سه هدفه غیرخطی عدد صحیح، ابزار مؤثری برای برنامه‌ریزی انرژی در صنایع مادر فراهم می‌کند و رویکردی نوآورانه برای تلفیق توسعه پایدار در فرآیند تصمیم‌گیری ارائه می‌دهد.این پژوهش می‌تواند چارچوبی کاربردی برای سیاست‌گذاران و مدیران صنایع جهت بهینه‌سازی مصرف انرژی با در نظر گرفتن الزامات اقتصادی، زیست‌محیطی و اجتماعی فراهم آورد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

[1]  M. M. Wagh and V. V Kulkarni, Modeling and optimization of integration of renewable energy resources (RER) for minimum energy cost, minimum CO2 emissions and sustainable development, in recent years: A review, Materials today: proceedings, Vol. 5, No. 1, pp. 11–21, 2018.
[2]  F. Fathipour, M. Saidi-Mehrabad, and H. Shakouri Ganjavi, Sustainable energy planning based on stochastic P-Robust, Journal of industrial engineering research in production systems, Vol. 7, No. 14, pp. 1-11. (in Persian), 2019.
[3]  H. Dehghan, Sustainable modeling of Iran’s electricity industry, Dissertation for receiving a specialized doctorate in industrial engineering. Tehran: Tarbiat Modares University 2021. (in Persian)
[4] M. Nakhaeinejad, M. Abbasi, Y. ZareMehrjerdy, and A. Asadi Zarch, Greenhouse gas emission reduction model: an integrated approach of linear programming and system dynamics The case of Iranian power plants, Research in production and operations management, Vol. 13, No. 1, pp. 51-77, 2022. (in Persian)
[5]Modeling and optimization of integration of renewable energy. https://www.energyinformation.ir/2016-0 4-20-05-26-30/584-2014-10-13-14-49-57.
[6] F. Fathipour, Sustainable energy planning considering the concept of energy security in conditions of uncertainty, Doctoral thesis of Industrial Engineering, University of Science and Technology. (in Persian)
[7] H. Fazlollahtabar, Renewable Energy Supply Chain Planning considering Sustainable Production Value, Journal of Industrial Engineering Research in Production Systems, Vol. 10, No. 21, pp. 135-149, 2023. (in Persian)
[8]  M. Rabe, Y. Bilan, K. Widera, and L. Vasa, Application of the linear programming method in the construction of a mathematical model of optimization distributed energy, Energies, Vol. 15, No. 5, pp. 1–15, 2022.
[9]  K. Pang, J. Zhou, S. Tsianikas, D. W. Coit, and Y. Ma, Long-term microgrid expansion planning with resilience and environmental benefits using deep reinforcement learning, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 191, p. 114068, 2024.
[10] A. Mokhtar and M. Nasooti, A decision support tool for cement industry to select energy efficiency measures, Energy Strategy Reviews, Vol. 28, p. 100458, 2020.
[11] hadi sahebi, N. Mahjoub, and A. Teymouri, Mathematical modelling of second and third generations of biomass networks considering water-energy nexus, Quarterly journal of energy policy and planning research, Vol. 5, No. 2, pp. 7-39, 2019. (in Persian)
[12] Z. Sazour, Feasibility planning model of sustainable supply chain of perishable products with economic, environmental and social goals, Journal of Sharif Industrial Engineering and Management, Vol. 1, No. 2, p, 2016. (in Persian)
[13] M. Alghassab, Quantitative assessment of sustainable renewable energy through soft computing: Fuzzy AHP-TOPSIS method, Energy Reports, Vol. 8, pp. 12139–12152, 2022.
[14] J. D. Fonseca, J. M. Commenge, M. Camargo, L. Falk, and I. D. Gil, Sustainability analysis for the design of distributed energy systems: A multi-objective optimization approach, Applied Energy, Vol. 290, p. 116746, 2021.
[15] N. Khalilpour Tilami, J. Rezaeian, and I. Mahdavi, Multi-objective optimization of schedule to meet the demand for electricity using renewable sources and conventional sources TT, ieijqp, Vol. 7, No. 1, pp. 102-113, 2018. (In Persian)
[16] G. H. Brundtland, Our common future world commission on environment and developement, Oxford University Press, 1987.
[17] A. Tavakoli, Decomposition and Analysis of Driving Forces of GHG Emissions and Emission Reduction Potentials in Iran, Quarterely Energy Economics Review, Vol. 15, No. 60, pp. 77-108, 2019. (in Persian)
[18] H. Sadeghi, M. Noori shirazi, and K. Biabany Khameneh, Electricity generation from renewable sources and environmental emissions in Iran TT, NECjournals, Vol. 17, No. 3, 2014.
 

  • تاریخ دریافت 01 خرداد 1403
  • تاریخ بازنگری 28 اسفند 1403
  • تاریخ پذیرش 10 آبان 1404