پروژه اول:
عنوان پروژه: پتانسيل سنجي توليد سوخت بيوديزل در ايران و بررسي موتورها/خودروهاي موجود براي استفاده از آن
مجري پروژه: دانشگاه تربيت مدرس
نوع پژوهش: مطالعاتي
خلاصه طرح:
بیودیزل عنوان يكي از سوخت هاي جايگزين در بسياري از كشورها مطرح شده است. بيوديزل ها از واكنش الكل ها و روغن هاي گياهي/حيواني توليد مي شوند.
اين طرح با هدف پتانسيل سنجي توليد بيوديزل و امکان سنجي کاربرد آن در قالب مطالعات كتابخانهاي در ايران و جهان ، مطالعات ميداني در ايران، مطالعات مربوط به صنعت ديزل در ايران و بررسي‌هاي اقتصادي و تحليلهاي آماري تدوين گرديدهاست. مطالعات کتابخانهاي بيانگر آن است که در جهان برنامههاي وسيعي براي توليد بيوديزل از محصولات انرژيزاي غيرخوراکي تدارک ديده شدهاست. در ايران پتانسيل توليد بيوديزل از روغنهاي پسماند خوراکي محدود بوده و در حدود 430 ميليون ليتر در سال است که با لحاظ کاربردهاي رقيب، تنها ميتوان در کوتاهمدت براي جمعآوري نيمي از آن برنامهريزي کرد. مطالعات ميداني براي توليد انبوه ماده اوليه بيوديزل در ايران نشان مي دهد كه چهار منبع روغني غير خوراكي (SVO )، يعني کرچک، جاتروفا، نخل روغني و جلبک در اولويت كشت و كار در شرايط ايران است، گرچه ممكن است گياهان غير روغني بيشتري مساعد كشت و كار در ايران باشند. به دنبال آن، چهار سناريوي 10، 15، 30 درصد از کل مصرف گازوئيل کشور و نيز يک سناريوي تهاجمي براي توليد بيوديزل از اين 4 محصول پيشنهاد گرديده است. سه مدل دستگاه روغنکشي و 5 مدل تکنولوژي فراوري بيوديزل نيز مناسب شرايط ايران ارائه گرديدهاست. برنامهاي راهبردي نيز به عنوان نقشه راه کاربرد بيوديزل در کشور پيشنهاد شده است. در نهايت، علاوه بر تحليلهاي آماري و اقتصادي توليدبيوديزل از روغنهاي تازه و پسماند، راهکارهاي لازم براي توسعه توليد و کاربرد بيوديزل در ايران نيز ارائه گرديدهاند.
بديهي است توسعه و كاربرد سوخت بيوديزل در صنعت خودروسازي در كشور بايستي با پتانسيل سنجي توليد سوخت بيوديزل همراه باشد. از اين رو در اين پروژه ابتدا پتانسيل توليد بيوديزل در ايران بررسي شده و سپس به بررسي موتورها و خودروهاي موجود براي استفاده از آن مي پردازد كه مراحل اصلي آن به قرار زير مي باشد:
1. بررسي پتانسيل مواد اوليه پسماند روغنهاي گياهي خوراکي براي تبديل به بيوديزل
2. بررسي پتانسيل مواد اوليه چربيهاي حيواني جهت تبديل به بيوديزل از کشتارگاه‌ها
3. بررسي روغنهاي قابل تبديل به بيوديزل از کارخانجات کنسرو ماهي
4. امکان‌سنجي خودروهاي ديزل موجود براي استفاده از بيوديزل
5. امکان‌سنجي کلي پرورش محصولات گياهي انرژي‌زا در ايران براي توليد بيوديزل
6. بررسي‌هاي اقتصادي و تحليلهاي آماري
7. ارائه راهکارهاي فني استفاده از بيوديزل در موتورهاي ثابت و خودرهاي ديزلي
نتايج پروژه
1- به دليل ويژگيهاي منحصر به فرد زيست محيطي و تجديد پذيري سوخت بيوديزل، صنعت جوان آن در جهان به سرعت رو به گسترش گذاشته و توليد، فرآوري و کاربرد آن شتاب سرسام آوري را در دهه اخير در بسيارسي از کشورهاي جهان به خود گرفته است.
2- کشور ايران نيز به ناچار دير يا زود بايد به اين سمت حرکت کند. استفاده از 2 درصد بيوديزل(B2) به گازوئيل استاندارد مصرفي يک ضرورت اجتناب ناپذيراست.
3- مواد اوليه توليد بيوديزل در ايران در شرايط موجود را فقط روغنهاي پسماند خوراکي و چربيهاي حيواني تشکيل مي دهد که حداکثر پتانسيل آن در شرايط مطلوب به 500 هزار ليتر در سال مي رسد. به دليل کاربرد رقابتي روغنها و چربيهاي پسماند به صورت اصولي ميزان آن محدود بوده و بنابر اين براي توليد بيوديزل بايد بر روي مزارع انرژي سرمايهگذاري شود.
4- در کشور ايران در مجموع در حدود 80 دانه روغني شناخته شده و بومي( مدون در منابع علمي معتبر) وجود دارد. با لحاظ شرايطي مانند غير خوراکي و شور پسند بودن، داراي کاربردهاي دوگانه همچون بيابانزدايي و توليد انرژي و همچنين توجيه اقتصادي راندمان بالاي توليد روغن در واحد سطح، چهار محصول جاتروفا، نخل روغني، کرچک و ريزجلبک براي توليد مواد اوليه بيوديزل پيشنهاد شده است. گياهان ديگري همچون ساليکورنيا نيز داراي پتانسيل هستند اما پرورش آنها نيازمند تحقيقات و مطالعات بيشتري است.
5- چهار سناريوي 10، 15، 30 درصد از کل مصرف گازوئيل کشور و نيز يک سناريوي تهاجمي براي توليد بيوديزل از اين 4 محصول تا سال پاياني سند چشم انداز (1404) قابل پيشنهاد است.
6- در گزارش مربوط به اين مطالعه، سه مدل دستگاه روغنکشي و 5 مدل تکنولوژي فرآوري بيوديزل مناسب شرايط ايران نيز ارائه گرديدهاست.
7- محاسبات مربوط به هزينه تمام شده بيوديزل از روغنهاي تازه خير خوراکي نشان مي دهد که بسته به نوع ماده اوليه در سال مالي 1389، هزينهاي از 5000 تا 7000 ريال را شامل مي گردد. در اين ميان مبلغ 1700 ريال هزينههاي فرآوري و مابقي مربوط به قيمت ماده اوليه است.
8- براي توسعه توليد و کاربد بيوديزل در ايرا ن لازم است اقدامات زير صورت گيرد:
الف- كميته عالي توليد و كاربرد سوختهاي زيستي در سال اول برنامه پنجم توسعه كشور تشكيل شود.
ب- سهم مناسبي متناسب با امكانات كشور براي سوخت هاي زيستي در سبد انرژي كشور به گونهاي تعيين گردد كه در پايان برنامه پنجم توسعه سوخت زيستي بيواتانول از كل بنزين مصرفي كشور و سوخت زيستي بيوديزل از كل گازوئيل مصرفي سهم مناسبي را به خود اختصاص داده باشند.
ت- مشوقهاي لازم براي تشويق به توليد اين سوختها در داخل كشور، در اختيار توليد كنندگان و مصرف كنندگان قرار داده شود.
ث- استانداردهاي كيفي لازم براي توليد و كاربرد اين سوختها از طريق دستگاه‌هاي مسئول تعيين و براي اجرا ابلاغ گردند.
ج- تسهيلات لازم (زمين، آب، وام، و...) براي تشويق به سرمايهگذاري در اين بخش در اختيار علاقه مندان و سرمايهگذاران قرار گيرد.
ح- با كمك مالي به دانشگاه‌هاي مجري، نيروي انساني ماهر، متخصص و پژوهشگر براي اجراي پروژههاي اين بخش تامين شود.
خ- خريد تضميني سوخت بيوديزل استاندارد و نيز اعطاء تسهيلات به توليد كنندگان تجهيزات بيوپالايشگاه مد نظر قرار گيرد.
ميزان ارزش افزوده: صرفه جويي سالانه 550 ميليون ليتري در واردات گازوئيل در صورت استفاده از B2
پروژه دوم:
عنوان پروژه: بررسي امكان جايگزيني بويلرهاي تقطيري (چگالشي) با پكيج هاي معمولي (مستقل در مصارف خانگي و صنعتي)
مجري پروژه: شركت تحقيقاتي صنايع لوازم خانگي
نوع پژوهش: مطالعاتي
خلاصه طرح:
بويلرهاي چگالشي بطور كلي داراي تكنولوژي بالاتري از نظر ردة بازدهي انرژي ميباشند. در اين پروژه پس از جمع آوري اطلاعات لازم از منابع مختلف از جمله كاتالوگهاي محصولات و سايتهاي توليدكنندگان، كتابها و مقالات مربوط به بويلرهاي چگالشي و پكيجهاي معمولي گازسوز، از نظر ويژگيهاي عملكردي و مصرف انرژي آنها و همچنين استانداردهاي بين المللي عملكرد مرتبط با بويلرهاي چگالشي و پكيجهاي معمولي در استانداردهاي مختلف روش محاسبات طراحي براي بويلرهاي تقطيري مورد بررسي قرار گرفت. همچنين فرآيند توليد در خط توليد بويلرهاي تقطيري و الزامات خاص مربوط به ساخت و توليد آنها و تفاوتهاي موجود با پكيجهاي معمولي مورد بررسي قرار گرفته، سپس طراحي و محاسبات تأسيساتي آنها با استفاده از نرم افزارهاي مهندسي انجام شده و نهايتاً بررسي اقتصادي جهت بررسي ميزان سرمايه گذاري لازم براي تبديل توليد پكيجهاي معمولي به تقطيري محاسبه و تعيين شده است.
نتايج پروژه
به منظور بررسي طرح جايگزيني پکيج معمولي با پکيج چگالشي از دو ديدگاه متفاوت در نظر گرفته شده است. ديدگاه اول مربوط به اجراي طرح توسط مصرف کننده و ديدگاه دوم مربوط به اجراي طرح بصورت ملي ميباشد. در ديدگاه اول فرض بر اين است که مصرف کننده مي خواهد در مورد نوع سيستم گرمايشي که قرار است در ساختمان در حال ساخت و يا ساخته شده به کار گيرد، تصميم گيري کند و در اين راستا بايستي معايب و محاسن استفاده از هر يک را بررسي کرده و در نهايت طرحي را که از لحاظ اقتصادي مقرون به صرفه تر است، انتخاب کند. در اين ديدگاه هزينه اوليه اجراي طرح جايگزيني در ساختمان در دست احداث مربوط به اختلاف هزينه دو نوع پکيج و در ساختمان موجود برابر هزينه اوليه پکيج چگالشي ميباشد. نتايج بدست آمده نشان مي دهد که در سرمايه گذاري در ساختمانهاي در دست احداث براي هر يک از 4 بار حرارتي در نظر گرفتهشده و براي هر کدام از تعرفه هاي گاز مصرفي، ارزش فعلي خالص طرح استفاده از پکيج چگالشي بيش تر از ارزش فعلي خالص طرح استفاده از پکيج معمولي است. علت اين موضوع اين است که صرفه جويي ناشي از مصرف گاز در صورت استفاده از بويلر تقطيري به اندازهاي است که در مدت چندين سال استفاده، هزينه اوليه بالاي آن را جبران مي کند. به منظور آن که مشخص شود اين سرمايه گذاري در چه مدت به سودآوري مي رسد، دوره بازگشت سرمايه براي 4 بار حرارتي و سه تعرفه مختلف گاز مصرفي محاسبه گرديد.
آناليز حساسيت دوره هاي بازگشت سرمايه نشان مي دهند که با افزايش تعرفه گاز مصرفي دوره بازگشت سرمايه کوتاه تر مي شود که به دليل افزايش ميزان صرفه جويي ناشي از کاهش مصرف گاز است. همچنين با افزايش بار حرارتي نيز دوره بازگشت سرمايه کوتاهتر مي شود که دليل آن صرفهجويي بيشتر در مصرف گاز در بارهاي حرارتي بالاتر است. با مطالعه روند تغييرات هزينهي اوليه بر حسب بار حرارتي مشاهده ميشود که کاهش هزينه مصرف انرژي، سهم مهمتري در دوره بازگشت سرمايه نسبت به افزايش هزينهي اوليه دارد و به همين دليل در بارهاي حرارتي بيشتر، دوره بازگشت سرمايه کمتر مي شود.
همچنين مشاهده شد که حساسيت دوره بازگشت سرمايه به تعرفه گاز مصرفي بسيار بيشتر از حساسيت آن به بار حرارتي ميباشد، به گونهاي که به ازاي تعرفه گاز در مصارف خانگي و در بار حرارتي 27000 کيلوکالري، دوره بازگشت سرمايه در حدود 12 سال محاسبه شده است اما در تعرفه بدون يارانه اين مقدار به کمتر از 2 سال تغيير مييابد. نتايج بدست آمده در بررسي اقتصادي جايگزيني پکيج چگالشي در ساختمانهاي موجود نشان ميدهد که با توجه به افزايش هزينه اوليه، دوره بازگشت سرمايه نسبت به اين معيار در صورت سرمايهگذاري در ساختمانهاي در دست احداث کاهش مييابد.
در ديدگاه دوم که ديدگاه ملي است فرض بر اين است که دولت مي خواهد در 3 استراتژي مختلف درصدي از اختلاف هزينه اوليه پکيج تقطيري و پکيج معمولي و يا مقداري از هزينه اوليه بويلر تقطيري را براي مصرف کننده تاًمين کند. ميزان صرفه جويي در مصرف گاز براي حالتي که دولت در جايگزيني 10% از مصرف کل پکيجهاي معمولي مشارکت کند، بدست آمد و در حالتي که مصرف کل پکيج معمولي 80،000 دستگاه در سال در نظر گرفته شده است، در 4 سال آينده به صورت تجمعي در حدود 188 ميليون متر مکعب در مصرف گاز صرفه جويي خواهد شد. در محاسبات بعدي فرض بر اين بوده است که دولت مقدار گاز صرفه جويي شده را با قيمت منطقه اي صادر کند. دوره بازگشت سرمايه در حالتي که دولت مشارکت 100 درصدي در تاٌمين اختلاف هزينه پکيج معمولي و پکيج تقطيري داشته باشد و قيمت منطقه اي گاز 16 سنت باشد، در حدود 6/0 سال است. همچنين در حالتي که دولت کل اختلاف هزينه بين پکيج معمولي با بويلرهاي تقطيري بعلاوه 25 درصد از هزينه اوليه بويلر تقطيري را تامين کند، دوره بازگشت سرمايه کم تر از يک سال خواهد بود. آناليز حساسيت نشان مي دهد که در صورت تاٌمين بخش کم تري از اين اختلاف هزينه توسط دولت (به طور مثال تا 50 درصد)، دوره بازگشت سرمايه به حدود 3/0 سال کاهش مي يابد. همچنين در صورت بالا رفتن نرخ منطقه اي گاز تا 64 سنت نيز دوره بازگشت سرمايه به ميزان قابل توجهي کاهش يافته و در استراتژي دوم به 15/0 سال مي رسد.
نتايج تحليل اقتصادي،نشان داد که استفاده از پکيج تقطيري بجاي پکيج معمولي، عليرغم هزينه اوليه بالاتر از لحاظ اقتصادي به صرفه خواهد بود و اين به سبب صرفه جويي در مصرف گاز در صورت استفاده از بويلر تقطيري مي باشد. با اين وجود بايد توجه داشت که در صورت استفاده از پکيج تقطيري در مصارف خانگي و بار حرارتي پايين، دوره بازگشت سرمايه در حدود 12 سال محاسبه شده است که نسبتا مدت زمان طولاني خواهد بود. اما با افزايش تعرفه گاز طبيعي در ساير مصارف و يا در بارهاي حرارتي بالاتر اين مقدار به ميزان قابل توجهي کاهش مييابد و اين طرح توجيه بيشتري پيدا خواهد کرد.
ميزان ارزش افزوده: 7 ميليون دلار در صورت استفاده در 10% ساختمان هاي داراي سيستم حرارت مركزي
پروژه سوم:
عنوان پروژه: پايلوت طراحي و ساخت يك نمونه كوره ذوب چدن دوار گازسوز
مجري پروژه: مركز پژوهش متالورژي رازي
نوع پژوهش: كاربردي توسعه‌اي
خلاصه طرح:
در حال حاضر در كشور واحدهاي چدن ريزي كوچك زيادي در حال كار هستند كه همگي از سوخت مايع جهت تامين انرژي فرايندي خود بهره مي برند. بازدهي پايين در كوره هاي ذوب و تمايل به استفاده از گاز بجاي سوخت هاي مايع از دلايل تعريف اين پروژه مي باشد. سوخت هاي مايع در مقايسه با سوخت گاز طبيعي داراي آلودگي هاي زيست محيطي بيشتري مي باشند كه اين مساله علاوه بر اثرات زيست محيطي، در فرايند، آلودگي ذوب را بدنبال دارد. تحقيق در استفاده از عوامل تئوريتيكي موثر در ميزان باردهي كوره هاي روتوري از قبيل دماي ديواره دير گداز، دماي شعله و گازهاي احتراق، ضرايب انتقال حرارت تشعشعي و جابجايي شعله و ديواره و گازهاي احتراق و شارژ ذوب، نسبت مساحت تشعشع به سطح بار كوره، ضخامت لايه گازهاي احتراق محيط محيط بار ذوبي، سرعت حركت گازهاي احتراق و شدت تلاطم آنها در كوره با مساحت سطح تماس حوضچه و مذاب با سرعت دوران كوره از اهداف اين پروژه مي باشد. محور تحقيقات روي طراحي هندسه و فيزيكي كوره و متعلقات و مشخصات شيميايي و حرارتي سوخت مورد نظر با استفاده از مشعل مناسب و مبدل حرارتي خواهد بود.
مراحي پروژه شامل طراحي و ساخت يك نمونه كوره ذوب چدن دوار گاز سوز با بازدهي بالا به منظور جايگزيني سوخت گاز طبيعي بجاي سوخت هاي مايع (مازوت و گازوئيل) در صنعت ريخته گري، بهينه سازي و انجام آزمايشات عملي در اين خصوص و مقايسه تطبيقي دو كوره مايع سوز و گاز سوز مي باشد. با توجه به دماي شعله پايين تر گاز طبيعي در قياس با سوخت هاي مايع، اقدامات فني و اصولي براي استفاده حداكثري از عوامل طراحي جهت افزايش بازدهي عمومي كوره و افزايش دماي شعله و ضرايب انتقال حرارت از سوالات اصلي طرح مي باشند.
در اين پژوهش، با طراحي هندسه و فيزيكي كوره و متعلقات، متناسب با مشخصات شيميايي و حرارتي سوخت مورد نظر و همچنين با استفاده از مشعل مناسب و مبدل حرارتي، دستيابي به چدن مافوق گرم C 0 1450 با بهترين كيفيت و نيز امكان توليد چدن هاي آلياژي و ماليبل و نشكن گرافيت كروي ميسر گرديده است. بدين ترتيب با انجام اين پروژه، كشور عزيزمان به دانش فني طراحي و ساخت كوره ذوب چدن دوار گاز سوز با بازدهي بالا دست يافت.
ميزان ارزش افزوده: 38 ميليون دلار در سال با فرض جايگزيني كوره گازسوز طراحي شده با كوره مازوت سوز فعلي در كليه كارخانجات چدن كشور
پروژه چهارم :
عنوان پروژه: امكانسنجي و ارزيابي اقتصادي سيستم گرمايش خورشيدي براي گرمايش سالن‌هاي مرغداري باتوجه به اقليم‌هاي مختلف ايران
مجري پروژه: دانشگاه كاشان
نوع پژوهش: مطالعاتي
خلاصه طرح:
با توجه به تلفات زباد انرژي در صنعت مرغداري كشور و بخصوص سالن‌هاي مرغداري، هرگونه عملكرد و تحقيقي كه به كاهش مصرف سوخت در اين صنعت كمك كند از اهميت بسزايي برخوردار است. استفاده از انرژي خورشيدي يكي از بهترين و عملي‌ترين روشها است كه ميتواند كاهش قابل ملاحظه‌اي در مصرف سوخت مورد نياز جهت گرمايش سالن‌ها بوجود آورد. متاسفانه عدم آشنايي با سيستمهاي مكمل گرمايشي مثل گرمايش خورشيدي، موجب عدم كاربرد اين وسايل توسط بخش‌هاي خصوصي و دولتي شده است. پيش‌بيني مي‌گردد كه براي صنعت مرغداري، اگر كاربران بتوانند براحتي و بدون صرف هزينه و در مدت زمان كم، يك سيستم گرمايش خورشيدي به عنوان يك سيستم كمكي براي سالن مرغداري (در هر نقطه از كشور) طراحي نموده و برآورد اوليه از قيمت نصب سيستم و نيز مقدار صرفهجويي انجام شده در هزينه سوخت مصرفي داشته باشند، مورد استقبال قرار گيرد.
شرح خدمات اين پروژه شامل موارد زير بوده است:
1. بررسي و دسته بندي سوابق و فعاليتهاي انجام شده در زمينه استفاده از انرژي خورشيدي:
2. بررسي و دسته بندي شرايط اقليمي كشور و محاسبه انرژي خورشيدي در دسترس
3. شناسايي و بررسي وضعيت موجود بازار از نظر سيستمهاي گرمايش خورشيدي
4. تخمين مقدار بار حرارتي مورد نياز در اقليم¬هاي مختلف
5. انجام امكان سنجي فني و اقتصادي استفاده از سيستم گرمايش خورشيدي به عنوان سيستم گرمايشي جايگزين ( و يا كمكي) در اقليم هاي مختلف كشور
6. طراحي نرم افزار محاسبه بار حرارتي و همچنين انتخاب سيستم بهينه گرمايشي مرغداريها در اقليم¬هاي مختلف كشور
در اين پروژه ارزيابي اقتصادي و کاربرد سيستم هاي مختلف خورشيدي اعم از سيستمهاي فعال و غيرفعال، براي گرمايش سالن‌هاي مرغداري در اقليم مختلف ايران انجام شده است. بطور خلاصه و باتوجه به بررسيها و مدلسازي‌هاي انجام شده، ميتوان نتايج زير را از اين تحقيق استنتاج نمود.
الف- سيستمهاي فعال خورشيدي، که شامل سيستم کلکتور خورشيدي و يک سيستم مکمل براي انتقال حرارت از سيستم خورشيدي به داخل سالن مرغداري ميباشند، مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج بدست آمده نشان دادند که در حالت کلي، سيستم مکمل گرمايش کفي نسبت به سيستم مکمل رادياتور از ارجحيت برخوردار است. استفاده از سيستم فعال خورشيدي (با گرمايش کفي) در مناطق معتدل و مناطق سردسير از صرفه اقتصادي نسبتا مناسب برخوردار است و زمان برگشت سرمايه حدودا 7 سال در مناطق معتدل و 4.5 تا 5 سال در مناطق سردسير است. مقدار حرارت اکتسابي خورشيدي و به تبع آن سوخت صرفه جويي شده، حدود 20 درصد کل حرارت مورد نياز در مناطق معتدل و 25 و بيشتر در مناطق سردسير تخمين زده شده است. لازم بذکر است که ارزيابي اقتصادي انجام شده نشان داده است که در بعضي از مناطق و بخصوص مناطق گرم و مرطوب، مثل اهواز، سيستم خورشيدي بررسي شده از صرفه اقتصادي برخوردار نيست.
ب-ارزيابي اقتصادي براي کاربرد سيستمهاي غيرفعال خورشيدي، که شامل سيستم ديوار ترومب و سيستم ديوار مشبک UTCبودند، در مناطق مختلف کشور مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج بدست آمده نشان دادند که هر دو اين سيستمها از کارائي مطلوبي در مناطق معتدل و سردسير برخوردارند. با اينحال مشابه سيستمهاي غيرفعال، در بعضي از مناطق گرمسير مثل اهواز، اين سيستمها صرفه اقتصادي ندارند. در حالت کلي زمان برگشت سرمايه سيستمهاي غيرفعال کمتر از سيستم فعال ترکيبي کلکتور با گرمايش کفي و حدود نصف آن و کمتر است. (سيستم فعال ترکيبي رادياتور در مقايسه با سيستم گرمايش کفي از صرفه اقتصادي کمتر برخوردار بود و بنابراين مقايسه سيستم غيرفعال، با سيستم ترکيبي گرمايش کفي انجام شد). اين زمان برگشت سرمايه حدود 3 سال براي سيستم UTC و 2تا 3 سال براي سيستم ديوار ترومب در مناطق معتدل و کمتر از آن، در مناطق سردسير تخمين زده شده است. مقدار سوخت صرفهجويي شده توسط سيستمهاي غيرفعال، نسبت به سيستمهاي فعال کمتر بوده و در يک تقريب کلي براي مناطق معتدل و سردسير، حدود 5 تا 10 درصد از کل سوخت مورد نياز براي گرمايش سالن مرغداري ميباشد.
ج- جهت گيري مناسب سالن نيز ميتواند به افزايش بهره حرارتي خورشيدي کمک کند. در مناطق سردسير توصيه ميشود که طول بزرگتر سالن، در جهت شمالي-جنوبي باشد تا بهره‌هاي حرارتي دريافتي از طرق پوسته جدارهاي ساختمان افزايش يابد.
ميزان ارزش افزوده: 42 ميليون دلار در هر سال با فرض تامين 20 % انرژي مورد نياز با استفاده از فناوري گرمايش خورشيدي در مرغداري هاي كشور
پروژه پنجم :
عنوان پروژه: امکان سنجي فني و اقتصادي استفاده از مبدلهاي حرارتي صفحهاي بجاي مبدلهاي حرارتي معمولي در سيستم آب گرم مصرفي
مجري پروژه: دانشكده پرديس دانشگاه تهران
نوع پژوهش: مطالعاتي
خلاصه طرح:
در اكثر موتورخانه هاي مركزي ساختمان هاي كشور، مبدلهاي حرارتي سنتي (مخزن دو جداره و يا مبدلهاي پوسته و لوله) در سيستم آبگرم مصرفي استفاده مي شود. باتوجه به گسترده تر شدن توليد و استفاده از مبدلهاي پيشرفته تر مانند مبدلهاي صفحهاي، لازم است تا بررسي هاي دقيق و ارزيابي هاي فني و اقتصادي جهت اين جايگزيني، سرمايه گذاري لازم و صرفه جوييهاي حاصل از آن بعمل آيد.
مزاياي مبدلهاي صفحه اي بطور كلي عبارتند از:
· ضريب انتقال حرارت و كارايي بالا بخاطر اغتشاش جريان و امكان استفاده از جريان‌هاي با جهت مخالف
· هزينه اوليه پايين كه از كارايي بالاي اين مبدلها و امكان توليد انبوه آنها با استفاده از صفحات استاندارد ميسر مي شود.
· رسوب گذاري كم بخاطر اغتشاش جريان و امكان استفاده از سطوح صاف تر نظير ورقهاي استينلس استيل
· امكان استفاده اقتصادي از فلزات مقاوم در برابر خوردگي
· انعطاف پذيري فوق‌العاده در طراحي و بهره برداري
· كم بودن وزن و حجم مبدل و در نتيجه جا گيري كمتر آن
· زمان راه اندازي كوتاه و امكان پاسخ سريع به تغييرات بار بخاطر گنجايش كمتر سيالات در درون مبدل
· اتلاف حرارت ناچيز به اتمسفر بجهت آنكه درصد بسيار كوچكي از سطوح انتقال حرارت و لذا عدم نياز به عايقكاري
· عدم ارتعاش و مقاومت در برابر شوكهاي حرارتي
· امكان استفاده همزمان از چند سيال (بيش از دو سيال)
لذا اين پروژه با هدف بررسي امكان استفاده از مبدلهاي حرارتي صفحه اي بجاي مبدلهاي سنتي مورد استفاده در سيستم هاي آبگرم مصرفي منازل از نظر سطح تكنولوژيكي مبدلهاي صفحه اي و هزينه اضافي تحميل شده و ميزان صرفه جويي حاصل بدليل كاهش جرم مبدل و افزايش بازدهي انتقال حرارت تعريف شده است و نتايج آن به شرح زير بوده است:
از ميان انواع مبدلهاي حرارتي صفحه اي، مبدل حرارتي صفحه و فريم و مبدل حرارتي صفحهاي لحيم شده داراي قابليت بالاتري جهت استفاده در سيستم حرارت مركزي مي باشند. اين مبدلها در ظرفيتهاي پايين نيز توليد شده و نسبت به ساير انواع مبدلهاي حرارتي صفحهاي ارزانتر هستند. تفاوت اصلي اين دو نوع مبدل در نوع آببندي آنها ميباشد. در مبدلهاي لحيم شده از اتصالات دائمي جهت آببندي استفاده شده ولي در نوع صفحه و فريم از واشرهاي آببندي و پيچ استفاده شده است. به همين دليل اجزاي مبدل صفحه و فريم قابليت جدا شدن از هم را دارا هستند. کاهش حجم، کاهش اتلاف حرارت، کاهش رسوب گيري تا 80 درصد و افزايش سرعت پاسخ مبدل حرارتي از ساير مزاياي استفاده از مبدل حرارتي صفحه اي ميباشد. در بررسي اقتصادي طرح جايگزيني، سيستم هاي حرارت مركزي به دو بخش مجزا تقسيم شده اند. اين دو بخش شامل سيستم هاي حرارت مركزي موجود و سيستم هاي حرارت مركزي در دست احداث مي باشند. علت اصلي تقسيم بندي فوق تفاوت سرمايه گذاري در هر بخش است. سرمايه گذاري مورد نياز جهت استفاده از مبدل حرارتي صفحه اي در سيستم هاي حرارت مركزي در دست احداث برابر اختلاف هزينة خريد و نصب منبع كويل دار و مبدل حرارتي صفحهاي جايگزين است، زيرا هزينه خريد و نصب منبع کويلدار در صورت عدم جايگزيني مبدل صفحهاي در هر صورت بايد تأمين شود. علاوه بر اين بر اساس مبحث 14 مقررات ملي ساختمان هر واحد مسکوني بايد حداقل داراي 110 ليتر آب گرم ذخيره باشد. به همين دليل هزينه تهيه مخزن آب گرم نيز بايد به عنوان هزينه اوليه اجراي طرح جايگزيني در ساختمانهاي در دست احداث در نظر گرفته شود. در صورت جايگزيني مبدل حرارتي صفحه اي بجاي يك منبع كويل دار در سيستمهاي حرارت مركزي موجود، قيمت خريد مبدل حرارتي صفحه اي بيانگر ميزان سرمايه گذاري مورد نياز مي باشد. در ضمن در اين حالت از مخزن موجود نيز براي ذخيره آب گرم استفاده ميشود. در هر بخش از بررسي اقتصادي، جايگزيني مبدل حرارتي صفحهاي از دو ديدگاه مصرف کننده و ملي مورد مطالعه قرار گرفته است. درآمد حاصل از انجام طرح از ديدگاه مصرف كننده برابر كاهش هزينة گاز مصرفي و از ديدگاه ملي برابر درآمد حاصل از فروش ميزان گاز صرفه جويي شده به قيمت منطقه اي به كشورهاي ديگر مي باشد. قيمت منطقهاي مورد استفاده در تحليل اقتصادي برابر 32 سنت در نظر گرفته شده است. به منظور بررسي تأثير تغيير قيمت منطقهاي گاز، آناليز حساسيت نيز بر روي اين پارامتر صورت گرفته است. بر اساس نتايج بدست آمده با در نطر گرفتن قيمت گاز منطقهاي 32 سنت به ازاي هر متر مکعب، دوره بازگشت سرمايه از ديدگاه ملي در ساختمانهاي در دست احداث 9 ماه و در ساختمانهاي موجود 16 ماه ميباشد.
ميزان تجمعي گاز صرفه جويي شده در هر سال در صورت اجراي طرح جايگزيني در سيستمهاي حرارت مرکزي موجود نيز در شکل1 نمايش داده شده است. شکل 2 نيز دوره بازگشت سرمايه از ديدگاه مصرف کننده در ساختمانهاي در دست احداث را نشان ميدهد. بر اساس نتايج اجراي طرح در ساختمانهاي موجود از ديد مصرف کننده به صرفه نيست.
شکل 1 ميزان تجمعي گاز صرفه جويي شده در هر سال
شکل 2 دوره بازگشت سرمايه در بارهاي حرارتي مختلف
ميزان ارزش افزوده: 10 ميليون دلار سالانه در صورت استفاده در 10% ساختمان هاي داراي سيستم حرارت مركزي
پروژه ششم :
عنوان پروژه: امکان سنجي فني و اقتصادي استفاده از پكيج مركزي (جايگزين موتورخانه هاي فعلي) در كشور
مجري پروژه: دانشكده پرديس دانشگاه تهران
نوع پژوهش: مطالعاتي
خلاصه طرح:
افزايش چشمگير سهم گاز در سبد انرژي و روند صعودي آن در بخش هاي مختلف مصرف از جمله بخش صنعت، خانگي و تجاري و نيروگاهي از يك سو و پايان پذير بودن ذخاير گازي از سوي ديگر ضرورت مصرف بهينه گاز را در تمام بخش هاي مصرف كننده بيش از پيش محسوس مي نمايد. با توجه به اينكه 6/5% از واحدهاي مسكوني موجود در كشور بار حرارتي مورد نياز خود را از سيستم حرارت مركزي تامين مي كنند، افزاده بازده اين سيستم ها منجر به صرفه جويي ميزان قابل توجهي گار خواهد شد كه يكي از راه هاي كاهش ميزان تلفات و افزايش بازده اين سيستم ها، استفاده از پكيج مركزي مي باشد كه بدليل استفاده از سيستم كنترلي پيشرفته، آرايش بهينه تجهيزات و نيز لوله كشي بهينه تا محل مصرف كننده، داراي راندمان بالاتري مي باشد. لذا در اين پروژه امكان جايگزيني آنها بررسي مي شود و شرايط لازم براي به صرفه بودن اين جايگزيني مشخص مي گردد. از اينرو مراحل انجام اين پروژه عبارتند از:
1. جمع آوري اطلاعات در زمينه پكيج مركزي رايج و سنتي و ويژگي هاي ان
2. تئوري حاكم بر پكيج مركزي و ملاحظات طراحي
3. روش محاسبات طراحي پكيج مركزي
4. مقايسه پكيج مركزي با سيستمهاي فعلي موتورخانه
5. بررسي فرآيند توليد پكيج مركزي
6. بررسي اقتصادي و محاسبة هزينه هاي جاري و ثابت هزينه هاي عملياتي اوليه هزينه استهلاك تعيين قيمت پكيج مركزي و سرمايه در گردش طرح
7. انجام محاسبات بار گرمايي ساختمان و محاسبات موتورخانه و پكيج مركزي براي مدلهاي مختلف ساختمانها
8. بررسي اثر تغيير تعداد واحدها در هر يك از مدلهاي ساختمان بررسي شده
در اين پروژه پس از جمع آوري اطلاعات لازم از طريق اينترنت، كاتالوگهاي محصولات و سايت توليدكنندگان، كتابها و مقالات مربوط به پکيجهاي مرکزي، ويژگيهاي عملكردي و مصرف انرژي سيستمهاي پکيج مرکزي مورد بررسي قرار گرفت. همچنين فرآيند توليد پکيجهاي مرکزي و الزامات خاص مربوط به ساخت و توليد و همچنين تفاوتهاي اين سيستمها با سيستمهاي حرارت مرکزي معمول موجود مورد بررسي قرار گرفته، سپس طراحي و محاسبات تأسيساتي آنها با استفاده از نرم افزارهاي مهندسي انجام شده و نهايتاً مطالعه اقتصادي جهت بررسي صرفه اقتصادي جايگزيني سيستمهاي حرارت مرکزي با پکيج مرکزي انجام شده است
با توجه به نتايج ارائه شده در اين پروژه در خصوص مقايسه پکيج مرکزي با سيستم موتورخانه فعلي ميتوان نتيجه گرفت که در صورت استفاده از يک سيستم کنترلي مناسب به همراه تجهيزات مرغوب در سيستم حرارت مرکزي نيز ميتوان به راندماني برابر راندمان حرارتي پکيج مرکزي رسيد. در واقع مزيت اصلي استفاده از پکيج مرکزي، کاهش فضاي مورد نياز است. اين خصوصيت منجر به استفاده از پکيج مرکزي در مکانهاي بخصوص مثل ويلاها شده است. در نتيجه در صورت استفاده از يک سيستم کنترلي مناسب در سيستم حرارت مرکزي معمولي نيز ميتوان با هزينه کمتر، بازده سيستم حرارتي را به مقداري برابر بازده يک پکيج مرکزي رساند. در اين صورت هزينه تمام شده اجراي طرح کاهش يافته و توجيه آن اقتصاديتر خواهد شد.
ميزان ارزش افزوده: 5 ميليون دلار در صورت استفاده در 10% ساختمان هاي داراي سيستم حرارت مركزي
پروژه هفتم :
عنوان پروژه: بررسي اثرات استفاده از بخاريهاي بدون دودکش بر روي کيفيت هواي داخل (Indoor air quality) ساختمان و مقايسه با ساير تجهيزات گرمايشي از ديدگاه HSE
مجري پروژه: دانشگاه صنعتي خواجه نصير الدين طوسي
نوع پژوهش: مطالعاتي
خلاصه طرح:
با توجه به اينكه حدود يك سوم كل انرژي جهان صرف سيستمهاي حرارتي و تهويه مطبوع ميشود، بنابراين مصرف انرژي يك فاكتور بسيار مهم در طراحي سيستمهاي تهويه مطبوع و حرارتي ميباشد. يکي از راههاي کاهش مصرف انرژي در ساختمان استفاده از تجهيزات حرارتي پر بازده ميباشد. استفاده از بخاري بدون دودکش به عنوان يکي از تجهيزات گرمايشي پر بازده امروزه در بسياري از نقاط جهان رواج يافته است. اين بخاريها علاوه بر اينکه از بازده احتراقي بالايي برخوردار مي باشند با انتقال محصولات احتراق به داخل محيط باعث مي شوند که انرژي داخلي محصولات تماماً استفاده شود. با وجود اينکه اين بخاريها بازده احتراقي بالايي داشته و ميزان انتشار آلاينده ها توسط آنها کم مي باشد، ولي اين شبهه در بين استفاده کنندگان وجود دارد که محصولات احتراقي وارد شده به محيط ميتواند اثرات زيانباري بر سلامت افراد بگذارد. اهداف اصلي انجام اين پروژه عبارتند از :
· تعيين انواع و ميزان گازهاي آلاينده متصاعد شده از بخاريهاي بدون دودکش
· تعيين اثرات استفاده از بخاريهاي بدون دودکش بر آسايش و سلامت افراد
· مقايسه کمي اثرات استفاده از بخاريهاي بدون دودکش با ساير سيستمهاي گرمايش متداول در کشور
· تهيه الگوي مناسب به منظور تعيين مقدار و محل ورود هواي تازه به ساختمان
· تعيين محل نصب بخاريهاي بدون دودكش با توجه به تامين آسايش حرارتي و تامين توزيع مناسب آلايندهها
· تهيه الگوي طراحي و نصب سيتمهاي تهويه مطبوع در ساختمان به منظور استفاده از بخاريهاي بدون دودکش
در اين پروژه جريان هوا، توزيع دما و آلايندهها در يک ساختمان مسکوني، شبيهسازي شده و شرايط آسايش و توزيع مونو اکسيد کربن و دي اکسيد نيتروژن مورد بررسي قرار گرفته است. براي اين منظور، پس از انتخاب مدل مناسب، معادلات حاکم براي ساختمان مورد نظر همراه با سيستم گرمايش بخاري بدون دودکش، شبيهسازي شده و با استفاده از شاخص PMV، شرايط آسايشي آن مورد بررسي قرار گرفته است. همچنين چگونگي توزيع آلايندهها مورد بررسي قرار گرفته و مقادير به دست آمده با مقادير مجاز ذکر شده در استانداردهاي بينالمللي مقايسه شده است. در بررسيها، تاثير مکان قرارگيري بخاري و ورودي هوا بر سلامت، آسايش و مصرف انرژي بررسي شده و توصيههايي جهت کارکرد مطلوب سيستم گرمايش ارائه گرديده است.
در ابتدا. روشهاي سنجش آسايش حرارتي و همچنين استانداردهاي کيفيت هواي داخل مورد بررسي قرار گرفت و شاخص PMVبه عنوان معيار آسايش حرارتي و استانداردهاي WHO و Canadian به عنوان معيار سنجش آلايندهها برگزيده شدند. پس از آن يک ساختمان واقعي با سيستم بخاري بدون دودکش مدل شد و موقعيت نسبي بخاري نسبت به دريچههاي ورود هوا و همچنين درزهاي ساختمان مورد بررسي قرار گرفت و تاثير آن بر کيفيت هواي داخل، آسايش افراد و ميزان مصرف انرژي، ارزيابي شد. همانطور که ديده شد در حالتي که بخاري بدون دودکش و دريچه ورودي هوا در يک طرف ساختمان قرار داشته باشند، غلظت گازهاي آلاينده به کمترين حد خود رسيده و در اين حالت در بيشتر مناطق ساختمان گازهاي آلاينده، غلظت کمتري نسبت به حالتهاي ديگر دارد. همچنين بهترين حالت آسايش، زماني حاصل ميشود که بخاري در کنار مدخل هواي ورودي و يا درزهاي ساختمان نصب شود. همچنين بدترين حالت زماني است که بخاري در ديوار مقابل مدخل ورودي هوا يا درز ورودي هوا قرار گيرد که در اين حالت بيشتري ميزان مصرف انرژي براي رسيدن به شرايط آسايشي نيز وجود دارد. بنابراين مي توان نتيجه گرفت که نصب بخاري و دريچه ورودي هوا در يک طرف ساختمان، بهترين حالت را از نظر سلامتي،آسايش حرارتي و ميزان مصرف انرژي فراهم مي کند.
ميزان ارزش افزوده: با توجه به اينكه اين پروژه جنبه مطالعاتي داشته و با هدف بررسي دقيق تاثير استفاده از بخاري بدون دودكش بر كيفيت هواي داخل و يافتن الگوي مناسب نصب آن انجام شده است لذا ارزش افزوده قابل محاسبه نمي باشد.
پروژه هشتم :
عنوان پروژه: تكنولوژي و سوخت ديزل در خودروهاي سبک به همراه تحليل هزينه-فايده از ديدگاه مصرف سوخت و محيط زيست
مجري پروژه: دانشگاه تهران (رئيس مركز تحقيقات خودرو، سوخت و محيط زيست)
نوع پژوهش: مطالعاتي
خلاصه طرح:
از آنجا كه در حال حاضر استفاده از خودروهاي شخصي براي حمل و نقل درصد قابل توجهي را تشکيل ميدهد، توجه به استفاده از سوخت ديزل با توجه به تجارب موفق كشورهاي پيشرفته دنيا (بويژه كشورهاي اروپايي) ميتواند در تعديل حجم مصرف بنزين نقش عمده‌اي را ايفا نمايد. مزيت عمده موتورهاي ديزل بازده مصرف بهتر نسبت به موتورهاي بنزيني ميباشد (حدود 20 تا 35 درصد نسبت به گونه مشابه بنزيني از بازده بالاتري برخوردارند).
مراحل اصلي اين پروژه عبارتند از:
1. بررسي سوخت ديزل متناسب با استانداردهاي به‌روز آلايندگي
2. امکان‌سنجي فني، مالي و اقتصادي توليد سوخت مناسب
3. امکان‌سنجي فني، مالي و اقتصادي توليد موتور ديزل سبک
4. شناخت و بررسي بازار
5. امکان‌سنجي صادرات قطعات/مجموعه‌ها يا کل موتور
6. تدوين برنامه اجرايي و تجاري طرح
7. بررسي نقش دولت و جامعه (تحليلهاي اقتصادي، رفتاري و اجتماعي)
باتوجه به برنامه‌ريزي‌هاي انجام‌شده که در سبد فناوري خودرو و سبد انرژي کشور نيز گنجانده شده است و همچنين نتايج حاصل از اين پروژه، ورود سوخت نفت‌گاز و خودروي ديزلي سبک به ناوگان حمل و نقل کشور امري اجتناب‌ناپذير به نظر مي‌رسد. ارکان ورود اين فناوري به بازار در اين پروژه بطور کامل و جامعي بررسي و شرح داده شد. نکته‌اي که مي‌بايست در به‌کارگيري اين فناوري مد نظر قرار گيرد زمانبندي و اولويت‌بندي اجراي هر يک از فازهاي ارائه‌شده در بخش سوخت و خودرو مي باشد که در نهايت يك برنامه چهارساله براي تجاري‌سازي اين فناوري ارائه شده است.
بر اساس نتايج حاصله، توليد سوخت مناسب بالاترين اولويت را به خود اختصاص داده است چرا که بدون وجود سوخت مناسب توليد انبوه خودروي ديزلي سبک توجيه اقتصادي، فني و زيست‌محيطي ندارد، لذا احداث پالايشگاه‌هاي جديد و بهبود پالايشگاه‌هاي کنوني جهت توليد نفت‌گاز مناسب از سال 1387 آغاز شده است و بر اساس برنامههاي اعلام شده تا پايان سال 1392 سوخت نفت‌گاز با کيفيت مناسب توليد خواهد شد. در مرحله بعد طراحي و توسعه موتور ديزلي به‌عنوان گام‌هاي اول جهت توليد انبوه خودروي ديزلي در يك دوره حدوداً 40 ماهه پيش‌بيني شده است. بعد از اين مرحله توليد انبوه خودروي ديزلي امکان پذير خواهد بود که در سال پاياني اجراي طرح انجام خواهد شد. ايجاد زير ساخت‌هاي تعمير و نگهداري که مي‌بايست قبل از ورود اين فناوري در بازار تدارک ديده شود بر اساس بررسي‌هاي انجام‌شده حدود 2 سال به‌طول خواهد انجاميد تا با ورود اين نوع از خودروها به بازار امکانات مناسب جهت سرويس‌دهي به مشتريان وجود داشته باشد، از طرفي به‌منظور شناساندن محصول جديد به بازار مي‌بايست تبليغات و فرهنگ‌سازي‌هاي لازم صورت پذيرد که در دو سال آخر اجرايي شدن ابتدا با شتاب کمتر و در نهايت با شتاب بيشتر به موازات پيشرفت ساير فازهاي زمانبندي مي‌بايست صورت پذيرد.
به‌منظور جمع‌بندي و ارائه پيشنهادات جهت هرچه بهتر اجرا شدن اين طرح در کشور ميتوان به 5 مورد زير اشاره کرد.
1) به‌منظور ايجاد صرفۀ اقتصادي 4% خودروساز به‌ازاي هر خودرو، و با فرض قيمت خودرو بنزيني مشابه برابر 154 ميليون ريال، قيمت خودروي ديزلي 191 ميليون ريال خواهد بود.
2) با در نظر گرفتن نياز به تغيير زيرساخت‌ها براي 25% مراکز تعميرات و نگهداري، اين تغيير براي شرکت خودروساز (بعنوان نمونه ايران‌خودرو) برابر 187 ميليارد ريال هزينه در بر خواهد داشت.
3) با توجه به گران بودن موتور ديزل، به‌منظور ترغيب مشتري و ايجاد امکان بازگشت سرمايه پس از 5/3 سال، يارانۀ پيشنهادي روي هر خودرو مبلغ 21 ميليون ريال پيشنهاد ميشود.
4) با توجه به استفاده از سناريوي نرخ نفوذ پائين و با در نظر گرفتن سرمايه‌گذاري‌هاي انجام‌شده در زمينۀ احداث و تجهيز پالايشگاه، دولت قادر به تامين سوخت نفت‌گاز مورد نياز کشور در سال 1392 خواهد بود.
5) درآمد دولت حاصل از به‌کارگيري سوخت نفت‌گاز با کيفيت مناسب در مقايسه با نفت‌گاز با کيفيت کنوني 4176 ميليارد ريال خواهد بود که از محل اين درآمد ميتوان بخشي از يارانه‌هاي مورد نياز براي توليد سوخت نفت‌گاز با کيفيت مناسب و خودروي ديزلي را فراهم کرد.
ميزان ارزش افزوده: در صورتيكه در يك برنامه چند ساله 10% از خودروهاي سواري كشور ديزلي شوند (با فرض تعداد فعلي خودروها و قيمت برابر (7000 ريال) براي بنزين و سوخت ديزل استاندارد)، سالانه بيش از 4750 ميليارد ريال در هزينه سوخت صرفهجويي خواهد شد.
پروژه نهم :
عنوان پروژه: شناسايي و امكان سنجي پتانسيل‌هاي توليد همزمان گرما و توان (CHP) در صنايع كشور و تدوين برنامه اجرايي
مجري پروژه: پژوهشگاه نيرو
نوع پژوهش: مطالعاتي
خلاصه طرح:
توليد همزمان برق و حرارت در صنايع كشور كه از مصرف‌كنندگان عمده انرژي ميباشد، از راههاي بهينه‌سازي مصرف انرژي است كه در جهان نيز تحقيقات گسترده‌اي در اين مورد در حال انجام است. هدف اصلي از توليد همزمان برق و حرارت، افزايش راندمان توليد انرژي از احتراق سوخت ميباشد. با توجه به اينكه با استقرار واحدهاي توليد همزمان بازده كلي به حدود 80 درصد مي‌رسد و در نتيجه در مصرف سوخت واحدهاي توليد همزمان گرما و توان در مقايسه با واحدهاي توليد جداگانه گرما و توان صرفهجويي ميشود، پتانسيل سنجي استقرار اين سيستمها در صنعت كشور كه نزديك به يك سوم انرژي اوليه را مصرف مي‌كند، ضروري بوده و استخراج برنامه اجرايي صحيح براي اين منظور مفيد ميباشد. اهداف اين پروژه عبارتند از:
- امكان سنجي توليد همزمان گرما و توان در صنايع كشور
- شناسايي پارامترهاي موثر بر استفاده از CHP در صنايع كشور
- تدوين استراتژي جهت استقرار واحدهاي توليد همزمان در صنايع كشور
- اولويت بندي صنايع براي استفاده همزمان برق و حرارت در اين صنايع
- تعيين راهكار براي سياستگذاري حمايتي از صنايع توسط شركت ملي نفت
شرح خدمات:
1. بررسي و معرفي توليد همزمان گرما و توان ، كاربردهاي آن در صنايع مختلف و فن‌آوريهاي مربوطه
2. جمع آوري اطلاعات مربوط به سابقه استفاده از CHP در صنايع مختلف در ايران و جهان
3. جمعآوري اطلاعات كلي تمامي مولدهاي توان بيش از 500 كيلووات در صنايع كشور (شامل ديزل‌ها، توربين‌هاي مختلف، موتورهاي رفت و برگشتي، ...)
4. مطالعه و شناسايي كليه پتانسيل‌هاي گرمايي قابل بازيافت و توان براي CHP
5. شناسايي كليه پتانسيل‌هاي موجود در صنايع كشور و بررسي فني و اقتصادي و امكانسنجي به كارگيري روشهاي مختلفCHP در صنايع مختلف كشور به تفكيك نوع فعاليت و فرآيند
6. تعيين و شناسايي كليه شاخص‌هاي موثر براي تدوين استراتژي براي استفاده از CHP در صنايع كشور
7. تدوين استراتژي و ارائه برنامههاي مناسب و كامل جهت بومي سازي فناوري و استقرار واحدهاي توليد همزمان در صنايع مختلف كشور
ميزان ارزش افزوده: 17 ميليون دلار در هر سال از اجراي پروژه هاي منتخب CHP با ظرفيت 500 مگاوات در صنايع كشور
پروژه دهم:
عنوان پروژه: تدوين استراتژي و مطالعه امكانسنجي فني و اقتصادي توليد خودروهاي هيبريد الكتريكي
مجري پروژه: دانشگاه صنعتي خواجه نصيرالدين طوسي
خلاصه طرح:
در اين پروژه نخست مزاياي خودروهاي هيبريدي و مقايسه اجمالي آنها با خودروهاي بنزيني بيان شده و مشخصات فني و اقتصادي آنها مورد بررسي قرار گرفته است. در فصل دوم سياستها و استراتژيهاي کشورهاي منتخب و پيشرو با تاکيد بر استراتژيهاي چند كشور منتخب بررسي شده است، سپس به تاثير به کارگيري خودروهاي هيبريدي برقي از ديدگاه آژانس بينالمللي انرژي پرداخته و هدف‌ها و فرضيات آژانس براي استفاده از اين نوع خودروها در جهت کاهش توليد دي اکسيد کربن بررسي شده است. فصل سوم به بررسي و امکان‌سنجي توليد و استفاده از خودروهاي هيبريد الکتريکي در ايران از نگاه فني از جهت قطعات و خدمات پرداخته و همچنين به امکان‌سنجي مالي احداث يک خط توليد خودروي هيبريد با توجه به قيمت‌هاي خط توليد خودروي سمند پرداخته است.
در فصل چهارم وضعيت عرضه و تقاضا در بازار خودرو و پتانسيل‌هاي بازاري خودروي هيبريد در کشور بررسي شده و با مدل رگرسيوني متشکل از متغييرهاي مختلف از جمله قيمت خودرو، مصرف انرژي، حداکثر سرعت، شتاب و حجم داخلي، ميزان کشش بازار براي خودروهاي هيبريد قابل عرضه محاسبه شده و در ادامه امکان‌سنجي اقتصادي از ديدگاه ملي با در نظر گرفتن تعرفه‌هاي مختلف محاسبه شده است. از انجايي که ارزيابي هزينه دوره عمر ميتواند به عنوان مقايسه دو نوع خودرو مورد استفاده قرار بگيرد به ارزيابي هزينه دوره عمر خودروي هيبريد در مقايسه با خودروهاي ديگر پرداخته شده است. يکي از روشهاي پيش‌بيني انتشار يک تکنولوژي جديد پيش‌بيني با استفاده از مدلهاي انتشار است که با توجه به روند انتشار محصولات مختلف خودرويي در ايران داده‌هاي انتشار خودروي هيبريد محاسبه و تحليل شده است. در فصل پنجم با پيش فرض استفاده از خودروهاي هيبريد سناريوهاي مختلف تدوين گرديده و با استفاده از مدلسازي ناوگان حمل و نقل ايران در مدل ليپ سناريوهاي مختلف در اين نرم افزار تعريف شده است.
در فصل ششم سناريوهايي که در قالب نرم‌افزار ليپ قابل تبيين بوده‌اند مدلسازي شده و سناريوهايي که در نرم‌افزار قابل بررسي نبوده‌اند به صورت جداگانه تحليل شده‌اند. پس از تحليل نتايج سناريوها، سناريوي بهينه، سناريوي منطبق بر سبد سوخت کشور با بهبود در وضعيت خودروها انتخاب گرديد و استراتژي کشور با توجه به اين سناريو و نياز به واردات خودروي هيبريد بر اساس اين سناريو در سالهاي مختلف تبيين و تشريح شده است.
نتايج اين پروژه نشان مي دهند: براي رسيدن به درصد هاي مختلف مشارکت تکنولوژي بر مبناي سبد سوخت كشور لازم است تا بر اساس جدول زمانبندي زير درصد خودروهاي هيبريد الکتريکي را در سبد سوخت افزايش دهيم.
بر اساس سناريوي منتخب ميزان خودروها در چشم انداز به صورت جدول زير مي باشد
تعداد خودروهاي ورودي به ناوگان در هر سال در سناريوي منتخب
|
Year |
Gasoline |
Diesel |
CNG |
LPG |
Hybrid |
|
2010 |
1,390,210 |
500,629 |
101,797 |
64,725 |
100,126 |
|
2012 |
1,554,811 |
354,251 |
166,299 |
53,787 |
70,850 |
|
2014 |
1,488,811 |
442,251 |
131,099 |
63,800 |
88,450 |
|
2016 |
1,208,160 |
508,251 |
125,937 |
41,587 |
101,650 |
|
2018 |
1,095,337 |
588,252 |
161,175 |
56,000 |
117,650 |
|
2020 |
921,123 |
653,251 |
143,675 |
32,887 |
130,650 |
|
2022 |
792,036 |
712,251 |
126,775 |
26,487 |
142,450 |
|
2024 |
716,435 |
784,251 |
119,575 |
22,887 |
132,938 |
|
2026 |
437,299 |
890,789 |
94,575 |
40,000 |
161,250 |
|
2028 |
279,160 |
1,072,839 |
61,062 |
12,887 |
146,938 |
|
2030 |
192,762 |
1,159,240 |
80,175 |
9,687 |
185,250 |
بر اساس جدول فوق ميتوان درصد مشارکت خودوها را بر حسب نفوذ ساليانه به بازار حمل و نقل به صورت شکل زير استخراج نمود
درصد خودروهاي ورودي به ناوگان در هر سال در سناريوي منتخب
ملاحضات بالا با فرض در نظر گرفتن سهم 4.8 درصد براي خودروهاي هيبريدي در دراز مدت در نظر گرفته شده است.
پتانسيل صرفه جويي: با توجه به نتايج حاصل از پروژه، در سناريوي منتخب كه بر مبناي سهم 4.8% خودروهاي هيبريدي در سبد سوخت سال 1408 و همچنين كاهش سالانه 0.5% در متوسط مصرف سوخت ناوگان خودروهاي كشور ميباشد، در سال 1408 روزانه 2.02 ميليون ليتر صرفهجويي در مصرف سوخت حاصل ميشود كه با فرض قيمت 70 سنت براي هر ليتر بنزين معادل سالانه بيش از 500 ميليون دلار صرفهجويي خواهد بود.
پروژه یازدهم:
عنوان پروژه: طراحي و ساخت حداقل 20 خودروي الكتريكي دو نفره در قالب برگزاري دومين مسابقه ملي طراحي ماشين
مجري پروژه: دانشگاه صنعتي شريف (مجري: پژوهشكده شهيد رضايي)
نوع پژوهش: كاربردي توسعه‌اي
خلاصه طرح:
يکي از چشم اندازهاي صنعت خودروسازي در دنيا، استفاده از انرژي‌هاي جايگزين و جهت‌گيري به سمت خودروهاي پاك از جمله خودروهاي الکتريکي و هيبريدي است و اين مسأله امروزه به عنوان يکي از زمينه‌هاي تحقيقاتي در شرکت‌هاي مهم خودروسازي دنيا مطرح ميباشد. لذا با توجه به رشد صنعت خودروسازي در كشورمان و نيز لزوم چارهانديشي براي کاهش مصرف بنزين و رفع مشکل آلودگي هوا در شهرهاي بزرگ، پرداختن به خودروهاي الكتريكي ضرورت است.
اهداف اين پروژه عبارتند از:
· ترويج موضوعات مربوط به خودروهاي پاک و انرژي‌هاي جايگزين در سطح دانشگاه‌ها در قالب برگزاري مسابقات دانشجويي
· طراحي و تدوين دانش فني مربوط به ساخت خودروهاي برقي
· تقويت همکاري ميان دانشگاه و کاربران فناوري
دومين دورهي مسابقه ملي طراحي ماشين با حمايت و پشتيباني مالي شركت بهينه‌سازي مصرف سوخت و با موضوع طراحي و ساخت خودروي الکتريکي دو نفره در مهرماه سال 87 با حضور 89 تيم دانشجويي از 19 استان کشور آغاز گرديد. از ميان تيم‌هاي ثبت نام کننده در مسابقه، 72 تيم توانستند مرحله طراحي مفهومي را پشت سرگذاشته و وارد مرحله طراحي اجزاء شوند که پس از رقابت در اين مرحله 52 تيم وارد مرحله ساخت شدند. در پايان اين رقابت‌ها 37 تيم موفق شدند خودروهاي خود را براي انجام آزمون‌هاي ميداني تحويل نمايند. در نهايت در طول يك هفته 12 تست حركت و 9 تست غيرحركتي بر روي اين خودروها انجام گرفت و خودروهاي ساخته‌شده توسط تيم‌هاي دانشجويي از جنبه‌هاي مختلف مانند ميزان مسافت طي‌شده با يك بار شارژ كامل، شتاب حركتي و ترمزي، سرعت، عملكرد سيستم تعليق، فرمان‌پذيري، استحكام، ايمني، زيبايي، كيفيت ساخت و ... مورد ارزيابي قرار گرفتند. نتايج اميدوار‌كننده ارزيابي‌ها برگزاركنندگان اين مسابقه به ادامه اين را ارزشمند، مصمم‌تر كرده است و اميد است با برنامهريزي مناسب صورت گرفته، اين فرآيند تا توليد يك خودرو 4 نفره هيبريد با قابليت تردد در سيكل شهري ادامه يابد.
ميزان ارزش افزوده: با توجه به اينكه پروژه در سطح مسابقات دانشجويي بوده است، در اين مرحله نمي‌توان ارزش افزوده كمي براي آن مشخص نمود.
پروژه دوازدهم:
عنوان پروژه: امكانسنجي و تدوين نيازمندي‌هاي فني اقتصادي نمونه‌سازي اتوبوس هيبريد مكانيكي
مجري پروژه: دانشگاه تهران (مركز تحقيقات خودرو، سوخت و محيط زيست)
نوع پژوهش: مطالعاتي
خلاصه طرح:
استفاده از تكنولوژي هيبريد الكتريكي مستلزم استفاده از مجموعه‌هاي موتور، اينورتر و باتري با قابليت‌هاي خاص ميباشد كه تكنولوژي ساخت آنها در جهان بويژه در حوزه خودروهاي سنگين، در انحصار چند شركت خاص قرار دارد. بنابراين در صورت اقدام به توليد انبوه اينگونه خودروها ابتدا مي‌بايست علاوه‌بر بدست آوردن تكنولوژي طراحي و ساخت مجموعه خودرو در رابطه با بومي‌سازي فناوري ساخت اجزاء الكتريكي مورد نياز نيز سرمايه گذاري قابل توجهي صورت گيرد. اجزاء اصلي مورد نياز براي ساخت يك خودروي هيبريد مكانيكي همانطور كه از نام آن پيداست، مكانيكي ميباشند و قطعات الكتريكي‌اي به جز قطعات معمول مورد استفاده در خودروهاي متعارف نياز ندارند. شرح خدمات اين پروژه بدين شرح بوده است:
1. تهيه نيازمندي‌هاي اوليه
2. تعيين چارچوب اوليه طراحي
3. طراحي مفهومي خودرو
4. مطالعات مفهومي و انتخاب اوليه تجهيزات
5. مطالعات امکان‌سنجي و تهيه پيشنهاديه نمونه‌سازي
پس از اتمام چهار مرحله اول طرح، مشخصات اتوبوس هيبريد هيدروليكي منتخب جهت نمونه‌سازي بدين شرح تعيين شد:
|
مشخصات اتوبوس هيبريد |
|
|
وزن کل با 70 مسافر |
16000 kg |
|
افزايش وزن اتوبوس نسبت به اتوبوس متعارف |
390 کيلوگرم |
|
موتور احتراقي |
OM906LA 205 kW |
|
نوع سوخت |
Diesel |
|
پمپ- موتور هيدروليکي |
A4VSO-125-DFE1 |
|
آکومولاتور ( 2 عدد ) |
Bladder type 350 bar – 15 Gal |
|
حداکثر سرعت |
100 km/hr |
|
حداکثر شيب پيمائي |
20% |
|
کاهش مصرف سوخت در سيکل شهري |
30- 25% نسبت به اتوبوس متعارف |
در ادامه طرح كاملي جهت توليد يك نمونه از اين اتوبوس ارائه شده است. همچنين مطالعات امكانسنجي توليد صنعتي اين اتوبوس مشخص نمود كه در صورت توليد در حدود 50 دستگاه (با توجه به برنامه ارائه شده در پروژه) هزينه تمام شده هر دستگاه كمتر از 30% نسبت به اتوبوس O457 افزايش خواهد يافت.
در اين پروژه مهم‌ترين مزاياي اين فناوري براي اتوبوس‌هاي شهري به شرح زير مشخص شد:
1. کاهش حداقل30 درصد مصرف سوخت اتوبوس درون شهري در اين پروژه با توجه به مسافت زياد پيمايش آنها در سال، صرفهجويي اقتصادي قابل‌توجه و کمک به حفظ منابع فسيلي را براي کشور در پي خواهد داشت.
2. افزايش وزن ناشي ار اعمال تکنولوژي هيبريد در هيبريد هيدروليکي تقريباً نصف اضافه وزن ايجادشده در هيبريد الکتريکي است.
3. هزينه ساخت و راه‌اندازي تکنولوژي هيبريد هيدروليکي نسبت به هيبريد الکتريکي تقريباً يک سوم است. در هيبريد الکتريکي، تأمين منابع ذخيره انرژي با هزينه بسيار بالايي همراه است. اين هزينه در هيبريد هيدروليکي، براي آکومولاتورها کمتر است.
4. بحث تعمير و نگهداري براي هيبريد هيدروليکي با محدوديت‌هاي کمتري همراه ميباشد. در هيبريد الکتريکي، نگهداري باتري‌ها خطرات و محدوديت‌هاي زيادي دارد.
5. باتوجه به مکانيکي بودن تمامي تبديلات انرژي در هيبريد هيدروليکي، بازده اين تبديلات بالاتر است. در نتيجه درصد بازيابي انرژي ترمزي بالاتر مي‌رود. بازيابي انرژي در هيبريد هيدروليکي نزديک به 80 درصد است. اين عدد در هيبريد الکتريکي 40 درصد ميباشد.
6. طراحي و شبيهسازي انجام شده در اين اتوبوس قابل تعميم براي ديگر خودروهاي سنگين همچون کاميون‌هاي درون شهري است.
7. عدم نياز به زيرساخت‌هاي تامين انرژي جديد
درمقابل هيبريد هيدروليکي معايبي هم دارد:
1. باتوجه به پايين بودن چگالي انرژي آکومولاتورها، امکان استفاده از منبع دوم قدرت در شرايط حرکتي پايدار وجود ندارد و تنها در شتاب‌گيري و ترمزگيري مورد استفاده قرار مي‌گيرد.
امکان کوچک نمودن سايز موتور احتراق‌داخلي در هيبريد هيدروليکي نسبت به هيبريد الکتريکي کمتر است.
پتانسيل صرفه جويي: در صورتيكه از بيش از 25000 اتوبوس درون‌شهري كشور، تنها 10% با اتوبوس‌هاي هيبريد مكانيكي جايگزين شوند، (با توجه به متوسط پيمايش سالانه 100000 كيلومتر، متوسط مصرف سوخت lit/100km 48 براي اتوبوس‌هاي ديزلي موجود و قيمت نفت‌گاز 8768 ريال به ازاء ليتر (بر اساس اعلام شركت ملي پالايش و پخش فرآورده‌هاي نفتي ايران براي هفته آخر آبان ماه 1389) سالانه بيش از 350 ميليارد ريال در هزينهي سوخت صرفهجويي خواهد شد.
