مدل سازمان توسعه صنعتی ملل متحد[1] برای آنالیز عرضه و تقاضای انرژی
سازمان توسعه صنعتی ملل متحد (یونیدو) در راستای وظایف خود در زمینه کاهش وابستگی به سوخت های فسیلی مدلی برای تحلیل عرضه و تقاضای انرژی در سطح ملی ارائه کرده است. این مدل شامل سه فاز است:
1- آنالیز در سطح متراکم از ماتریس های انرژی ملی حال و آینده
2- آنالیز از دیدگاه های کاهش شدت انرژی سیستم ها و بخش های صنعتی کم بازده
3- تحلیل از دیدگاه افزایش عرضه و بازده اقتصادی پایدار[2] منابع انرژی تجدیدپذیر
شکل1 شماتیکی از این مدل را نشان می دهد.
همان طور که از شکل 1 مشخص است، در این مدل دو سیکل وجود دارد، سیکل C، برای آنالیز از دیدگاه کاهش شدت انرژی سیستم های انرژی غیر مؤثر یا بخش های صنعتی است، این چارچوب برای سیستم های انرژی یا بخش های صنعتی منفرد به کار برده می شود. سیکل D، برای آنالیز از دیدگاه افزایش تأمین و بازده اقتصادی منابع انرژی قابل نگهداری است، این سیکل نیز برای سیستم های تأمین انرژی منفرد به کار برده می شود. هر سیکل شامل 4 فاز مشابه است، که عبارتند از:
1- تشخیص یا ارزیابی وضعیت تقاضای انرژی در مهم ترین سیستم های مصرف کننده انرژی یا بخش های صنعتی و سیستم های تأمین انرژی در کشور، با تأکید بر منابع انرژی تجدیدپذیر
2- ارزیابی اطلاعات تکنیکی و مدیریتی نیازمند بهینه سازی تأمین و مصرف انرژی و همچنین بهبود هزینه سیستم های انرژی شناسایی شده در فاز 1، که با پیاده سازی یک برنامه آزمایشی جذب و یا توسعه اطلاعات مورد نیاز، دنبال می شود.
3- فاز فرمولاسیون سیاسی برای تشخیص محدودیت ها در انتشار اطلاعات جذب شده یا توسعه یافته در فاز 2
4- فاز اجرای سیاسی، که موجب تغییرات ساختاری در سطح سیستمی یا بخشی می شود و میزان بهینه سازی انرژی موردنیاز برای کاهش شدت انرژی در مورد سیستم های انرژی کم بازده یا بخش های صنعتی و برای افزایش تأمین منابع انرژی اقتصادی و قابل نگهداری، مثل منابع انرژی تجدیدپذیر، در مقیاس ملی را معرفی می کند.
اگر را به صورت ماتریس عرضه انرژی ملی در سال t و را به صورت ماتریس مصرف انرژی ملی در سال t معرفی کنیم، این ماتریس ها در تمام فازهای آنالیز به صورت زیر ظاهر می شوند.
[Xt=[X1,X2,X33... , Xnt
[Yt=[Y1,Y2,Y3, .. , Ymt
Xit: انرژی در واحدهای فیزیکی، تولید شده توسط منبع انرژی iام در سال t،
Yjt:انرژی در واحدهای فیزیکی، مصرف شده توسط مصرف کننده انرژی jام در سال t،
n: تعداد منابع انرژی
m : تعداد مصرف کننده های انرژی
بر اساس رابطه 1 ماتریس های حال (واقعی) و آینده (تخمین زده شده) به صورت زیر هستند.
Xt0: ماتریس عرضه انرژی حال (واقعی)
Xtk: ماتریس عرضه انرژی آینده (تخمین زده شده) بعد از k سال
Yt0: ماتریس مصرف انرژی حال (واقعی)
Ytk: ماتریس مصرف انرژی آینده (تخمین زده شده) بعد از k سال
در سیکل بهینه سازی مصرف انرژی، کل مصرف انرژی صنعتی در سال t می تواند توسط دو رابطه زیر به ترتیب با توجه به بخش ها و سیستم ها، معرفی شود:
Et=∑e_it
Et=∑c_it
Et: کل مصرف انرژی صنعتی در واحدهای صنعتی در سالt
eit:مصرف انرژی صنعتی در واحدهای فیزیکی، از بخش iام در سال t
cit:مصرف انرژی صنعتی در واحدهای فیزیکی از سیستم iام در سال t
N : تعداد بخش ها
M : تعداد سیستم ها
در سیکل بهینه سازی عرضه انرژی، کل انرژی عرضه شده از انرژی تجدیدپذیر می تواند به صورت مجموع تمام منابع انرژی مورد توجه، معرفی شود.
St=∑s_it
St:کل عرضه انرژی از انرژی تجدید پذیر در واحدهای فیزیکی در سالt
sit: عرضه انرژی در واحدهای فیزیکی از منبع iام در سالt
K : تعداد منابع
ترکیب این سه فاز، با تمرکز بر عرضه منابع انرژی قابل نگهداری و اقتصادی، باعث ارزیابی ساده و عمومی وضعیت انرژی در یک اقتصاد می شود[URL="http://www.www.www.iran-eng.ir/#_ftn4"][4][/URL].
لازم به تذکر است که، به طور مشابه کل انرژی عرضه شده از انرژی پایان پذیر می تواند به صورت مجموع تمام منابع انرژی مورد توجه، معرفی شود.
Rt=∑R_it
Rt:کل عرضه انرژی از انرژی پایان پذیر در واحدهای فیزیکی در سال t
Rit: عرضه انرژی در واحدهای فیزیکی از نوع i در سال t
M: تعداد منابع
برای منابع انرژی پایان پذیر محدودیت زیر باید در نظر گرفته شود[5].
R_irt ≤ R_ir0+∑D_irt∑
Rirt: تولید انرژی از نوع i در منطقه r و نقطه زمانی t
Rir0: کل منابع اثبات شده نوع i در منطقه r در نقطه زمانی اولیه
Dirt: منابع کشف شده نوع i در منطقه r و نقطه زمانی t
T: افق زمانی برنامه ریزی
نتیجه این مدل سیاست گذاری انرژی های تجدیدپذیر و پایان پذیر، با استفاده از ماتریس های مصرف و عرضه انرژی حال و آینده می باشد، بدین ترتیب می توان برنامه ریزی کرد که چه مقدار از این تقاضا با انرژی تجدیدپذیر و چه مقدار با انرژی پایان پذیر تأمین شود.
[1]- United Nations Industrial Development Organization (UNIDO)
11 - sustainable
[3] - Sergio,Miranda-da-Cruz,”A model approach for analyzing trends in energy supply and demand at country level: Case study of industrial development in China”,Energy Economics,vol29,2007,Pp:916.
4] -Sergio,Pp:913-933.
14- جزوه درس مدل سازی انرژی، دکتر یدالله سبوحی،1386
سازمان توسعه صنعتی ملل متحد (یونیدو) در راستای وظایف خود در زمینه کاهش وابستگی به سوخت های فسیلی مدلی برای تحلیل عرضه و تقاضای انرژی در سطح ملی ارائه کرده است. این مدل شامل سه فاز است:
1- آنالیز در سطح متراکم از ماتریس های انرژی ملی حال و آینده
2- آنالیز از دیدگاه های کاهش شدت انرژی سیستم ها و بخش های صنعتی کم بازده
3- تحلیل از دیدگاه افزایش عرضه و بازده اقتصادی پایدار[2] منابع انرژی تجدیدپذیر
شکل1 شماتیکی از این مدل را نشان می دهد.
همان طور که از شکل 1 مشخص است، در این مدل دو سیکل وجود دارد، سیکل C، برای آنالیز از دیدگاه کاهش شدت انرژی سیستم های انرژی غیر مؤثر یا بخش های صنعتی است، این چارچوب برای سیستم های انرژی یا بخش های صنعتی منفرد به کار برده می شود. سیکل D، برای آنالیز از دیدگاه افزایش تأمین و بازده اقتصادی منابع انرژی قابل نگهداری است، این سیکل نیز برای سیستم های تأمین انرژی منفرد به کار برده می شود. هر سیکل شامل 4 فاز مشابه است، که عبارتند از:
1- تشخیص یا ارزیابی وضعیت تقاضای انرژی در مهم ترین سیستم های مصرف کننده انرژی یا بخش های صنعتی و سیستم های تأمین انرژی در کشور، با تأکید بر منابع انرژی تجدیدپذیر
2- ارزیابی اطلاعات تکنیکی و مدیریتی نیازمند بهینه سازی تأمین و مصرف انرژی و همچنین بهبود هزینه سیستم های انرژی شناسایی شده در فاز 1، که با پیاده سازی یک برنامه آزمایشی جذب و یا توسعه اطلاعات مورد نیاز، دنبال می شود.
3- فاز فرمولاسیون سیاسی برای تشخیص محدودیت ها در انتشار اطلاعات جذب شده یا توسعه یافته در فاز 2
4- فاز اجرای سیاسی، که موجب تغییرات ساختاری در سطح سیستمی یا بخشی می شود و میزان بهینه سازی انرژی موردنیاز برای کاهش شدت انرژی در مورد سیستم های انرژی کم بازده یا بخش های صنعتی و برای افزایش تأمین منابع انرژی اقتصادی و قابل نگهداری، مثل منابع انرژی تجدیدپذیر، در مقیاس ملی را معرفی می کند.
اگر را به صورت ماتریس عرضه انرژی ملی در سال t و را به صورت ماتریس مصرف انرژی ملی در سال t معرفی کنیم، این ماتریس ها در تمام فازهای آنالیز به صورت زیر ظاهر می شوند.
[Xt=[X1,X2,X33... , Xnt
[Yt=[Y1,Y2,Y3, .. , Ymt
Xit: انرژی در واحدهای فیزیکی، تولید شده توسط منبع انرژی iام در سال t،
Yjt:انرژی در واحدهای فیزیکی، مصرف شده توسط مصرف کننده انرژی jام در سال t،
n: تعداد منابع انرژی
m : تعداد مصرف کننده های انرژی
بر اساس رابطه 1 ماتریس های حال (واقعی) و آینده (تخمین زده شده) به صورت زیر هستند.
Xt0: ماتریس عرضه انرژی حال (واقعی)
Xtk: ماتریس عرضه انرژی آینده (تخمین زده شده) بعد از k سال
Yt0: ماتریس مصرف انرژی حال (واقعی)
Ytk: ماتریس مصرف انرژی آینده (تخمین زده شده) بعد از k سال
در سیکل بهینه سازی مصرف انرژی، کل مصرف انرژی صنعتی در سال t می تواند توسط دو رابطه زیر به ترتیب با توجه به بخش ها و سیستم ها، معرفی شود:
Et=∑e_it
Et=∑c_it
Et: کل مصرف انرژی صنعتی در واحدهای صنعتی در سالt
eit:مصرف انرژی صنعتی در واحدهای فیزیکی، از بخش iام در سال t
cit:مصرف انرژی صنعتی در واحدهای فیزیکی از سیستم iام در سال t
N : تعداد بخش ها
M : تعداد سیستم ها
در سیکل بهینه سازی عرضه انرژی، کل انرژی عرضه شده از انرژی تجدیدپذیر می تواند به صورت مجموع تمام منابع انرژی مورد توجه، معرفی شود.
St=∑s_it
St:کل عرضه انرژی از انرژی تجدید پذیر در واحدهای فیزیکی در سالt
sit: عرضه انرژی در واحدهای فیزیکی از منبع iام در سالt
K : تعداد منابع
ترکیب این سه فاز، با تمرکز بر عرضه منابع انرژی قابل نگهداری و اقتصادی، باعث ارزیابی ساده و عمومی وضعیت انرژی در یک اقتصاد می شود[URL="http://www.www.www.iran-eng.ir/#_ftn4"][4][/URL].
لازم به تذکر است که، به طور مشابه کل انرژی عرضه شده از انرژی پایان پذیر می تواند به صورت مجموع تمام منابع انرژی مورد توجه، معرفی شود.
Rt=∑R_it
Rt:کل عرضه انرژی از انرژی پایان پذیر در واحدهای فیزیکی در سال t
Rit: عرضه انرژی در واحدهای فیزیکی از نوع i در سال t
M: تعداد منابع
برای منابع انرژی پایان پذیر محدودیت زیر باید در نظر گرفته شود[5].
R_irt ≤ R_ir0+∑D_irt∑
Rirt: تولید انرژی از نوع i در منطقه r و نقطه زمانی t
Rir0: کل منابع اثبات شده نوع i در منطقه r در نقطه زمانی اولیه
Dirt: منابع کشف شده نوع i در منطقه r و نقطه زمانی t
T: افق زمانی برنامه ریزی
نتیجه این مدل سیاست گذاری انرژی های تجدیدپذیر و پایان پذیر، با استفاده از ماتریس های مصرف و عرضه انرژی حال و آینده می باشد، بدین ترتیب می توان برنامه ریزی کرد که چه مقدار از این تقاضا با انرژی تجدیدپذیر و چه مقدار با انرژی پایان پذیر تأمین شود.
[1]- United Nations Industrial Development Organization (UNIDO)
11 - sustainable
[3] - Sergio,Miranda-da-Cruz,”A model approach for analyzing trends in energy supply and demand at country level: Case study of industrial development in China”,Energy Economics,vol29,2007,Pp:916.
4] -Sergio,Pp:913-933.
14- جزوه درس مدل سازی انرژی، دکتر یدالله سبوحی،1386