برنامه ریزی بلند مدت انرژی در شهرک های صنعتی جهت استقرار پروژه هایCHP (مطالعه موردی شهرک صنعتی لیا)

محورهای موضوعی : آلودگی هوا

محمدسعید محمدی ¹ , سید مصطفی خضری ² , علیرضا وفائی نژاد ³

1 - دانشجوی دکتری تخصصی گروه مدیریت محیط زیست، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.
2 - استاد گروه مهندسی محیط زیست، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران. *(مسوول مکاتبات)
3 - دانشکده مهندسی عمران ، آب و محیط زیست ، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران.

تاریخ دریافت : 1401/08/23 تاریخ پذیرش : 1402/03/24 تاریخ انتشار : 1402/06/01

کلید واژه: دی‌اکسید کربن, صنایع کشور, انتشار گازهای گلخانه‌ای, سوخت های فسیلی, فناوری های CHP, مدل Leap,

چکیده مقاله :

زمینه و هدف: ارتقای استانداردهای زندگی در جوامع در حال توسعه، در دهه‌های اخیر باعث افزایش تقاضای حامل‌های انرژی (گاز و برق) در جهت دسترسی به امکانات و رفاه بیشتر را به دنبال داشته است. این مطالعه با هدف برنامه ریزی بلند مدت انرژی در شهرک های صنعتی جهت استقرار پروژه هایCHP، کاهش مصرف انرژی، استفاده از گرمای حاصل از مصرف انرژی در قسمتهای مختلف تولید و تاثیر سیاست‌های مختلف به منظور کاهش دی اکسید کربن انجام گرفته است روش بررسی: در راستای اجرای مطالعه، ابتدا مقادیر ورودی سوختهای مختلف در صنایع بررسی و عوامل موثر در مصرف و نیاز حرارت در صنایع بر اساس سناریو مرجع شناسائی، پس از آن برنامه های صنایع و سیاست‌های دولت جهت کاهش مصرف سوخت و استفاده از حرارت تولید شده مورد بررسی قرار گرفته درراستای این هدف، میزان سوخت مصرفی در یک سناریوی پایه4(BAU) در صنایع موجود در شهرک صنعتی لیا (استان قزوین) در طی سال‌های 1396 الی 1399 مورد بررسی قرار گرفت. یافته ها: تولیدات فعلی و آینده در صنایع کشور و بررسی مصرف انرژی و ایجاد حرارت قابل مصرف در هنگام استفاده از سوخت در صنایع کشور توسط مدل 5LEAP در سناریوی پایه تعیین گردید. سپس روشهای جایگزین صرفه‌جوئی انرژی و استفاده از حرارت تولید شده وبهره گیری از فناوری های6 CHP برای یک دوره 15 ساله مورد بررسی قرار گرفته که در 15 سال آینده، استفاده از سیستم های CHP جایگزین سیستم های گرمایشی قدیمی شده و به گونه ای انجام شد که در سال 1414 حدود 30 درصد برق و حرارت مصرفی، توسط CHP تامین می شود. با توجه به جایگزینی سیستم هایCHP، میزان مصرف گاز طبیعی در بخش صنعت 3 درصد افزایش می یابد و نرخ نفت خام و فرآورده های نفتی مصرفی کاهش خواهد یافت. بحث و نتیجه گیری: نتیجه شبیه سازی در بهره برداری از سناریو استفاده از منابع سیستم CHP برای15 سال آینده (1414)، توسط نرم افزار LEAP نشان می دهد که کل حامل های انرژی اولیه در شهرک صنعتی لیا به حالت مرجع خواهد رسید و در سال 1414 با کاهش حدودا 30 درصدی داخلی مصرف برق از شبکه برق عمومی و تولید آن توسط سیستم های CHPخواهد بود.

چکیده انگلیسی:

Background and Objective: In recent decades, the improvement of living standards in developing societies has led to an increase in the demand of energy carriers (gas and electricity) in order to access more facilities and welfare. This study has been carried out with the aim of long-term energy planning in industrial cities for the establishment of CHP[1] projects, reducing energy consumption, using the heat resulting from energy consumption in different parts of production and the effect of different policies to reduce carbon dioxide. Material and Methodology: In line with the implementation of the study, firstly, the input values of different fuels in the industries and the effective factors in the consumption and heat demand in the industries were investigated based on the reference scenario, then the plans of the industries and government policies to reduce fuel consumption and the use of production heat. In line with this goal, the amount of fuel consumed in a base scenario (BAU)[2] in the existing industries in Leya industrial town (Qazvin province) was investigated during the years 2016 to 2019.    Findings: The current and future productions in the country's industries and the investigation of energy consumption and usable heat generation during the use of fuel in the country's industries were determined by the LEAP[3] model in the base scenario. Then, the alternative methods of energy saving and the use of produced heat and the use of CHP technologies have been investigated for a period of 15 years. In 1414, about 30% of electricity and heat consumption is provided by CHP. Due to the replacement of CHP systems, the consumption of natural gas in the industrial sector will increase by 3% and the price of crude oil and petroleum products will decrease. Discussion and conclusion: The result of the simulation in the exploitation of the CHP system resource usage scenario for the next 15 years (1414), by LEAP software, shows that all the primary energy carriers in Lea Industrial City will reach the reference state and in the year 1414 with a reduction of about 30% in domestic electricity consumption from the public electricity network and its production by CHP systems     4- Combined Heat and Power 5- Business as Usual 6- Lang – Rang Energy Alternatives Planning System

منابع و مأخذ:

1. Etemad, A. Abdalisousan, M. Aliehyaei, Design and Feasibility Analysis of a HVAC System Based on CCHP, Solar Heating and Ice Thermal Storage for Residential Buildings, Modares Mechanical Engineering, Modares Mechanical Engineering. 2022; 22(02):81-92.


2. Seyed Soroush Sadatifar, Sina Ahmadi, Mohammad Mostafi Ghafooryan and Hamid Niazmand - Estimation of pollution and economic savings of the simultaneous production of heating and cooling electricity system (CCHP) in Ideal and real conditions of the local and international smoke station.


3. Abdoli, 1997. Estimation of greenhouse gas emissions in Iran. The First National Energy Conference of Iran (Strategic Energy Issues) Tehran, pp. 41-55. (In Persian)


4. Environmental Protection Organization, Collection of Laws and Regulations of Environmental Protection of Iran, Text of Kyoto Protocol on United Nations Framework Convention on Climate Change, Legal Office and Parliament Affairs.


5. Energy Efficiency Organization of Iran (Saba), "Evaluation of the needs of technology transfer in order to deal with the effects of climate change", Ministry of Energy - Deputy Energy.


6. Yuanhang Dai, Student Member, IEEE, Lei Chen, Member, IEEE, Yong Min, Pierluigi Mancarella, Senior Member, IEEE, Qun Chen, Member, IEEE, Junhong Hao, Kang Hu and Fei Xu- A General Model for Thermal Energy Storage in Combined Heat and Power Dispatch Considering Heat Transfer Constraints.


7. Ahadi, Mohammad Sadegh, Mohammad Soltanieh, Jalaluddin Shaygan, and Saeed Rezaradpour, 2014, Policymaking of energy resources in the industrial sector with environmental standards, National Climate Change Plan Office, Environmental Protection Organization.


8. Eshraghi, Hadi, Maleki, Abbas and Vakili, Ali (2013), simulation of demand and supply of planning researches, LEAP of energy carriers until 2035 in Iran using modeler. 113- and energy policy making, first year, number 3, pp. 136.


9. International Energy Study Institute, 2013, forecasting the country's energy demand by separating the consuming sectors of energy carriers, Ministry of Petroleum.


10. International Atomic Energy Agency (IAEA), 2001, GHGs Mitigation Analysis Using ENPEP, Argonne National Laboratory, Austria pp1-23.


11. Davodpour, Hamid & Ahadi, M.S., 2006, The potential for greenhouse gases mitigation in household sector of Iran, Energy Policy, No. 34, pp. 40-49.


12. Institute of International Energy Studies, 2013, forecasting the country's energy demand by dividing the consumer sectors of energy carriers, Ministry of Oil.