انرژی ایران

رشد فزاینده تقاضای گاز طبیعی و پراکندگی آن در جهان، باعث وابستگی روزافزون کشورهای مصرف کننده گاز طبیعی به تجارت بین المللی و افزایش رقابت بین صادرکنندگان گاز طبیعی از نظر حجم و دامنه شده است. از این رو شبکه ای پیچیده از روابط تجاری بین کشورها ایجاد و تعاملات بین آن ها گسترش یافته است. هدف این مطالعه تجزیه و تحلیل جایگاه و رتبه کشورها در شبکه تجارت بین المللی گاز طبیعی با استفاده از نظریه گراف است. در این پژوهش شبکه تجارت بین المللی گاز طبیعی در سال 2018 به تفکیک دو کد HS مورد بررسی قرار گرفته است. وجه تمایز این مقاله این است که تمامی کشورها در شبکه تجارت بین الملل گاز طبیعی در نظر گرفته شده اند. تحلیل شبکه براساس شاخص های مختلف نشان می دهد که به رغم این که ایران دومین کشور دارنده منابع گاز طبیعی جهان است و موقعیت ویژه ای نیز در ترانزیت گاز طبیعی داراست ولی بازیگر مهمی در شبکه تجارت بین المللی گاز طبیعی نیست. علاوه بر این، با توجه به شاخص مرکزیت نزدیکی، کشورهای سنگاپور، انگلستان و ایتالیا بیش ترین میزان شاخص مرکزیت نزدیکی را به خود اختصاص داده اند و در نتیجه در ایجاد رابطه تجاری با دیگر کشورها در شبکه موفق تر عمل کرده اند. با اینکه کشورهایی مانند نروژ و روسیه جزء بزرگ ترین صادرکنندگان گاز طبیعی هستند، اما مرکزیت میانی کمتری دارند. بنابراین معیارهای دیگری مانند داشتن ارتباطات تجاری متنوع، در شبکه تجارت گاز طبیعی تعیین کننده است. همچنین نتایج حاکی از آن است که در شبکه تجارت گاز طبیعی مایع، چگالی شبکه نسبتا بیش تر از چگالی شبکه تجارت از طریق خط لوله است زیرا زیرساخت های خط لوله تحت محدودیت های جغرافیایی، روابط دیپلماتیک و عوامل سیاسی قرار دارد در حالی که تجارت گاز طبیعی مایع دارای انعطاف پذیری نسبتا بیش تری است. با افزایش تقاضا و منابع متمرکز عرضه در تجارت بین المللی گاز طبیعی در آینده، گاز طبیعی مایع احتمالا به مهم ترین شکل تجارت گاز طبیعی تبدیل خواهد شد.

در این تحقیق، چرخه تولید سه گانه شامل چرخه آلی رانکین همراه با بازیاب، انرژی سرد گاز طبیعی مایع شده و سیستم تبرید جذبی با استفاده از آب گرم بویلر چگالشی از منظر انرژی و اگزرژی-اقتصادی شبیه سازی شده است. در چرخه پیشنهادی، آب با درجه حرارت متوسط که از بویلر چگالشی خارج می شود به عنوان منابع حرارتی از چرخه های رانکین آلی، گاز طبیعی مایع شده و چرخه تبرید جذبی عبور کرده و به دیگ برمی گردد. اثرات پارامترهای مختلف مانند دمای خروجی بویلر، دمای کندانسور، دمای ژنراتور، دمای اواپراتور و همچنین فشار توربین گاز طبیعی مایع شده بر روی بازده انرژی و اگزرژی، ضریب عملکرد، میزان تخریب اگزرژی و نرخ کل هزینه سیستم بررسی شده است. نتایج نشان دادند که افزایش درجه حرارت خروجی بویلر منجر به افزایش میزان تخریب اگزرژی و کاهش راندمان انرژی و اگزرژی می شود. با افزایش دمای کندانسور بازده قانون اول و دوم کاهش می یابد ولی با افزایش دمای ژنراتور و اواپراتور، بازده سیستم از نظر انرژی و اگزرژی افزایش می یابد. همچنین، افزایش فشار ورودی توربین گاز طبیعی مایع شده منجر به افزایش راندمان انرژی و اگزرژی سیستم گردید. از تجزیه و تحلیل اقتصادی مشخص شد که با افزایش درجه حرارت بویلر از 363 تا 393 کلوین، نرخ کل هزینه سیستم 12/28 درصد کاهش می یابد. مبدل حرارتی گاز طبیعی مایع شده، کندانسور چرخه رانکین آلی و بویلر از اجزایی هستند که باید در طراحی سیستم در نظر گرفته شوند زیرا بالاترین تخریب اگزرژی را دارا هستند.

اکنون احداث ساختمان های بلندمرتبه در حالی رو به گسترش است که ملاحظات اقلیمی مشخصی در طراحی و اجرا پیش بینی نمی شود و غالباً تصمیمات طراحی، مشابه بناهای میان مرتبه و کوتاه مرتبه صورت می گیرد و از مهم ترین دلایل این امر، فقدان پژوهش های تخصصی مرتبط در کشور است. هدف تحقیق حاضر تبیین چارچوب های اقلیمی به منظور گزینش الگوهای بهینه در طراحی بناهای بلندمرتبه با رویکرد کاهش مصرف منابع انرژی در راستای تدوین ضوابط طراحی اقلیمی است. در همین راستا پژوهش حاضر به روش تحلیلی توصیفی با رویکرد کمی هفت شاخص اصلی مؤثر بر کاهش مصرف انرژی شامل فرم ساختمان، فرم و نسبت سطح بازشو، زاویه چرخش، عمق سایه بان، نوع و ضخامت عایق حرارتی و جنس شیشه جدار خارجی را در حالت های مختلف با کاربرد نرم افزار شبیه ساز انرژی جهت یافتن حالت بهینه به لحاظ صرفه جویی انرژی مورد مقایسه قرار می دهد. نتایج تحلیل داده ها نشان می دهد نسبت سطوح بازشو، جنس شیشه و عمق سایه بان تأثیرگذارترین شاخص ها و فرم بنا، جهت چرخش بنا، فرم و ابعاد بازشوها کم اثرترین آن ها بر اهداف پژوهش هستند. هم چنین ساختمان هایی با فرم مستطیل با کشیدگی شرقی غربی و پنجره های افقی با سایه بان های افقی به عمق 100 سانتی متر در اضلاع جنوبی و شرقی و سایه بان های عمودی به عمق 150 سانتی متر در اضلاع شمالی و غربی دارای عملکرد مطلوبی در زیراقلیم مطالعاتی بوده و حداقل مصرف انرژی را دارند.

میزان استفاده از تجهیزات اداری برای انجام امور اداری مختلف، روز به روز با پیشرفت تکنولوژی در حال افزایش است. خرید تجهیزات کم مصرف و بهره برداری مناسب از آنها باعث کاهش مصرف انرژی سیستم الکتریکی و هزینه برق ساختمان اداری خواهد شد. از این رو، در این مقاله، انتخاب بهینه تجهیزات اداری متداول جهت بهبود شاخص های فنی و اقتصادی ساختمان اداری مورد مطالعه قرار گرفته می شود. میزان مصرف انرژی الکتریکی، سرعت و هزینه های خرید و بهره-برداری تجهیزات از جمله معیارهای فنی و اقتصادی تجهیزات اداری هستند که با استفاده از روش چرخه هزینه عمر در تعیین بهینه ترین تکنولوژی آنها مورد نظر قرار گرفته می شوند. در نهایت با شبیه سازی عددی در نرم افزار متلب، مناسب ترین تکنولوژی جهت تجهیز کردن ساختمان اداری انتخاب می شود. سه طول دوره بهره برداری 1، 10 و 20 سال که از مبدا زمانی سال 1400 هجری شمسی شروع می شوند، به عنوان طول دوره های مطالعاتی پژوهش در نظر گرفته شده اند. روش-هایی به جهت بهبود بیشتر شاخص های فنی و اقتصادی ساختمان اداری نیز پس از انتخاب مناسب ترین تکنولوژی تجهیزات، پیشنهاد شده و مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرند. نتایج نشان دهنده بهبود قابل توجه بازدهی سیستم الکتریکی ساختمان اداری هستند به نحوی که با انتخاب مناسب تجهیزات اداری با استفاده از روش پیشنهادی، در حدود 20 الی 70 درصد مصرف و هزینه های انرژی الکتریکی در تجهیزات مختلف کاهش پیدا می کند.

ساختمان ها در سطح جهانی 40 درصد از مصرف انرژی را به خود اختصاص می دهند و بخش قابل توجهی از این انرژی سهم کنترل دمای ساختمان می شود. یکی از راه حل های جدید جهت کاهش مصرف انرژی در ساختمان و استفاده از منابع تجدید پذیر انرژی استفاده از مواد تغییر فاز دهنده در مصالح و اجزای ساختمان می باشد. در این مطالعه، کارآیی حرارتی یک لایه PCM آلی در سقف و دیوارهای یک ساختمان در دو اقلیم گرم-مرطوب (بوشهر) و سرد-خشک (همدان) با هدف کاهش مصرف انرژی، بهبود شرایط آسایش داخلی، کاهش نوسان دمای داخلی ساختمان و یکنواخت کردن مصرف انرژی ساختمان در طول شبانه روز شبیه سازی شد. از این رو مدل یک بعدی انتقال حرارت با روش تفاضل محدود صریح و با استفاده از نرم افزار C++ حل و نتایج به دست آمده با نتایج تجربی سایر تحقیقات مشابه مقایسه شد. ماده ی تغییر فاز دهنده، پارافین C18 با دمای تغییر فاز 28 درجه ی سانتیگراد است. به منظور ارزیابی شرایط بهینه ی کاربرد PCM، ضخامت های یک، دو و سه سانتی متری ماده ی تغییر فاز دهنده، شرایط متفاوت آب و هوایی در دو شهر بوشهر و همدان در طول یک سال و جهت گیری های متفاوت دیوار مطالعه شد. نتایج به دست آمده نشان می دهد که ضخامت سه سانتی متری بهترین عملکرد را دارا می باشد و استفاده از یک لایه ی سه سانتیمتری PCM با دمای تغییر فاز 28 درجه سانتیگراد، شار حرارتی ورودی به ساختمان از طریق سقف را تا 30 درصد در بوشهر و 47 درصد در همدان در فصل تابستان کاهش می دهد. همچنین حداکثر دمای داخل ساختمان در فصل بهار در هر دو اقلیم 2 درجه سانتیگراد و در فصل تابستان به ترتیب 4 و 2 درجه در همدان و بوشهر کاهش یافته است. بهترین عملکرد ماده ی تغییر فاز دهنده در دیوار، مربوط به دیوار جنوبی و در ماه هایی از سال است که میانگین دمایی نزدیک به دمای تغییر فاز دارند.

تولید، انتقال، مصرف و ذخیره پایدار انرژی از مهمترین نگرانیهای دنیای مدرن امروز است که شامل جنبه های فنی، اقتصادی، سیاسی، اجتماعی و زیست محیطی می باشد. حل صحیح این مسئله غامض و چند وجهی به رویکردهای میان رشته ای در مورد سیستم های نیرو و انرژی نیاز دارد که پلی بین تمام ذینفعان (محققان، مهندسان، سیاستمداران، شهروندان، صاحبان صنایع، و دیگران) ایجاد کند .در چنین تحقیقات انرژی میان رشته ای، حوزه جدید انفورماتیک انرژی نقش مهمی ایفا می کند، که شامل رشته های مختلفی است که به طور کلی به چالشهای فنی-اقتصادی سیستم های انرژی و قدرت در کل زنجیره تولید تا مصرف و خرید/فروش می پردازد. هدف این مقاله، آینده پژوهی و ترسیم یک نمای کلی و البته دقیق از حوزه انفورماتیک انرژی با پرداختن به فرصتها/چالشهای آموزشی و پژوهشی و با توجه به نتایج فعلی و مسیرهای آینده نوآوریهای صنعتی مرتبط با این زمینه است. این مطالعه، فراتر از چشم اندازهای صرفا علمی و با گنجاندن تأملاتی با رویکردهای کاربردی و کسب و کار، تجزیه و تحلیل داده ها را گسترده تر و سیاست گذاری آموزشی و پژوهشی در این زمینه را تسهیل می کند. در ابتدا، برای آموزش نسل جدید متخصصان، که باید از عهده ی چالشهای میان رشته ای مربوط به سیستم های نوین و یکپارچه انرژی آینده برآیند، توصیه هایی در مورد محتوای دوره مقدماتی انفورماتیک انرژی ترسیم و بحث شده است. سپس، پیشنهادی جهت تاسیس انستیتو ملی انفورماتیک انرژی طرح می شود که در آن به ضرورت و ساختار چنین مرکزی در راستای سیاست گذاری صحیح در حوزه انرژی های آینده پرداخته شده است.

بخش ساختمان یکی از عمده ترین مصرف کنندگان انرژی و تولیدکنندگان گازهای گلخانه ای است. ممیزی انرژی نیز از روش های مؤثر برای شناسایی بهره وری و صرفه جویی در مصرف انرژی است. شاخص مصرف انرژی در دانشگاه آزاد اردبیل در سال نود و هشت KWh/m^2 935 بوده که موجب انتشار 4623 تن گازهای گلخانه ای در آن سال شده است و نشان دهنده وضعیت نامناسب مصرف انرژی در این دانشگاه است. از آنجائیکه 91% مصرف کل انرژی در این واحد سهم مصرف گاز طبیعی است ضروری است برای کاهش شاخص مصرف انرژی بیشتر در این بخش سرمایه گذاری شود. بررسی اقدامات پیشنهادی و پیاده سازی شده از اهداف این مقاله است. طرح هوشمند سازی موتورخانه و استفاده از آبگرمکن خورشیدی از جمله پیشنهاداتی است که می تواند وضعیت مصرف انرژی را بهبود ببخشد. اندازه گیری شدت روشنایی، کاهش دیماند قراردادی، اصلاح تابلوی بانک خازنی، تصویربرداری حرارتی از تأسیسات الکتریکی و مکانیکی و بررسی اقتصادی هر یک از موارد فوق از کارهایی است که پیاده سازی آن موجب صرفه جویی، کاهش شاخص مصرف انرژی و انتشار آلاینده ها می شود.