کاهش سهم تولید برق از سوخت‌های فسیلی با جایگزینی انرژی‌های تجدیدپذیر در مناطق پرباران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی سیستم‌های انرژی، دانشکدۀ مهندسی انرژی و منابع پایدار، دانشکدگان علوم و فناوری‌های میان‌رشته‌ای دانشگاه تهران، تهران، ایران

2 دانشجوی دکتری مهندسی سیستم‌های انرژی دانشکدۀ مهندسی انرژی و منابع پایدار، دانشکدگان علوم و فناوری‌های میان‌رشته‌ای دانشگاه تهران، تهران، ایران

10.22059/ses.2024.373595.1056

چکیده

انتشار آلاینده‌ها از نیروگاه با خوراک سوخت فسیلی همواره یکی از عوامل آلودگی آب‌وهوا است. آلایندۀ کربن دی‌اکسید باعث گرم شدن کرۀ زمین می‌شود و تغییرات آب‌و‌هوایی را به دنبال دارد. تمام دولت‌ها می‌کوشند که با روش‌های گوناگون و سیاست‌های مختلف از این تغییرات آب‌و‌هوایی جلوگیری کنند. برای جلوگیری از آسیب‌های زیست‌محیطی، جایگزین کردن نیروگاه‌های سوخت فسیلی با انرژی‌های تجدیدپذیر، راهکاری مناسب است. در این مقاله، نیروگاه گازی غرب مازندران با ظرفیت نامی 50 مگاوات و تولید سالیانه 1/0 تراوات ساعت در استان مازندران با سه سناریوی مختلف طی دو مرحله در سال‌های 1403 و 1405 از چرخۀ تولید مدار خارج شده و انرژی تجدیدپذیر جایگزین می‌شود. سیستم‌های انرژی پیاده‌شده در این مطالعه توسط نرم‌افزار ENERGY PLAN در سه سناریو مدل‌سازی شده و تحلیل می‌شود و همچنین آمارهای مورد استفاده در این مقاله، از تراز‌نامۀ انرژی کشور ایران به دست آمده است. سناریوی اول جایگزین کردن 40 مگاوات نیروگاه بادی، سناریوی دوم جایگزین کردن 31 مگاوات نیروگاه خورشیدی، سناریوی سوم افزایش ساعات کاری نیروگاه برق‌آبی سیاه‌بیشه و تولید 1/0 تراوات ساعت انرژی برق است. از آثار مثبت این پروژه می‌توان به کاهش 60 هزار تنی کربن دی‌اکسید، صرفه‌جویی ارزش حرارتی 50 گیگاوات ساعت فرآورده‌های نفتی و 130 گیگاوات ساعت گاز طبیعی و رشد سهم انرژی‌های تجدیدپذیر از 12 درصد به 5/14 درصد نام برد. رسیدن به انرژی پاک و پایدار مستلزم برنامه‌ریزی دقیق و اصولی کوتاه‌مدت، میان‌مدت، کوتاه‌مدت است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Reducing the share of electricity generation from fossil fuels by replacing renewable energies in rainy areas

نویسندگان [English]

  • Saeed Ahmadi 1
  • Hadi Nezhadayni 1
  • Mohsen Asvad 1
  • Mahmood Abdoos 2
1 .sc Student, School of Energy Engineering and Sustainable Resources, College of Interdisciplinary Science and Technologies, University of Tehran, Tehran, Iran
2 PhD Student, School of Energy Engineering and Sustainable Resources, College of Interdisciplinary Science and Technologies, University of Tehran, Tehran, Iran
چکیده [English]

The emission of pollutants from power plants fueled by fossil resources has perennially contributed to climate pollution. Carbon dioxide emissions, particularly, have been catalysts for global warming and climate upheavals. Governments worldwide are diligently endeavoring to avert these climate shifts by means of multifaceted strategies and policies. To mitigate environmental degradation, the substitution of fossil fuel facilities with renewable energy sources emerges as a commendable solution. This article focuses on the West Mazandaran gas power plant, boasting a nominal capacity of 50 megawatts and an annual output of 0.1 terawatt hours in Mazandaran Province. Through a rigorous evaluation of three distinctive scenarios spanning two phases, namely 1403 and 1405, this facility is eliminated from the energy production cycle and is instead substituted by renewable sources. The energy systems employed in this study are meticulously modeled and analyzed by the ENERGY PLAN software, while the statistical data utilized in this article are derived from the energy balance sheet of Iran. The first scenario entails the replacement of 40 megawatts of wind power, the second scenario embraces the substitution of 31 megawatts of solar power, and the third scenario revolves around augmenting the operational hours of the Black Forest hydroelectric power plant, thereby facilitating the generation of 0.1 terawatt hours of electricity. The project demonstrates several positive outcomes, including a reduction in carbon dioxide emissions by 60,000 tons, the preservation of the thermal value equivalent to 50 GWh of petroleum products and 130 GWh of natural gas, and a surge in the share of renewable energy production from 12 percent to 14.5 percent. To achieve the noble objective of clean and sustainable energy, meticulous and principled short-term, medium-term, and long-term planning are imperative.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Energy modeling
  • Renewable energy
  • Mazandaran Province
  • Energy PLAN
  • Gas Power Plant

مراجع

  1. .     Olabi, A. and M.A. Abdelkareem, Renewable energy and climate change. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2022. 158: p. 112111.

    1. 2. Su, C.-W., et al., Renewable energy and technological innovation: Which one is the winner in promoting net-zero emissions? Technological Forecasting and Social Change, 2022. 182: p. 121798.
    2. 3. Asvad, M., et al., Multiscale kinetic modeling for biohydrogen production: A study on membrane bioreactors. International Journal of Hydrogen Energy, 2023. 48(76): p. 29641-29650.
    3. 4. Bairamvand, R., et al., Potential measurement and estimation of wind power characteristics for energy generation (Synoptic stations of Mazandaran Province). Journal of Geography and Environmental Studies, 2022. 11(43): p. 6-23.
    4. 5. Ahmadi-Kaliji, S., et al., Energy modeling to compensate for the seasonal lack of electrical and thermal energy depending on the different climates of Iran. Heliyon, 2023. 9(10): p. e20455.
    5. 6. Izanloo, M., Y. Noorollahi, and A. Aslani, Future energy planning to maximize renewable energy share for the south Caspian Sea climate. Renewable Energy, 2021. 175: p. 660-675.
    6. 7. Solaymani, S., A review on energy and renewable energy policies in Iran. Sustainability, 2021. 13(13): p. 7328.
    7. 8. Ang, T.-Z., et al., A comprehensive study of renewable energy sources: classifications, challenges and suggestions. Energy Strategy Reviews, 2022. 43: p. 100939.
    8. 9. Li, R., X. Wang, and Q. Wang, Does renewable energy reduce ecological footprint at the expense of economic growth? An empirical analysis of 120 countries. Journal of Cleaner Production, 2022. 346: p. 131207.
    9. 10. Tutak, M. and J. Brodny, Renewable energy consumption in economic sectors in the EU-27. The impact on economics, environment and conventional energy sources. A 20-year perspective. Journal of Cleaner Production, 2022. 345: p. 131076.
    10. 11. Ma, X., et al., Adsorption of low-concentration organic pollutants from typical coal-fired power plants by activated carbon injection. Process Safety and Environmental Protection, 2022. 159: 1174-1183.
    11. 12. Desideri, U. and A. Paolucci, Performance modelling of a carbon dioxide removal system for power plants. Energy conversion and management, 1999. 40(18): p. 1899-1915.
    12. 13. Xiao, R., et al., Removal of elemental mercury from flue gas by recyclable CuCl2 modified magnetospheres catalyst from fly ash: Part 6. Commercial scale demonstration at a 1000MWth coal-fired power plant. Fuel, 2022. 310: p. 122219.
    13. 14. Guo, Y., et al., The co-benefits of clean air and low-carbon policies on heavy metal emission reductions from coal-fired power plants in china. Resources, Conservation and Recycling, 2022. 181: p. 106258.
    14. 15. Benedek, J., T.-T. Sebestyén, and B. Bartók, Evaluation of renewable energy sources in peripheral areas and renewable energy-based rural development. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2018. 90: p. 516-535.
    15. 16. Abu-Rumman, G., A.I. Khdair, and S.I. Khdair, Current status and future investment potential in renewable energy in Jordan: An overview. Heliyon, 2020. 6(2): p. e03346.
    16. 17. Baloch, Z.A., et al., A multi-perspective assessment approach of renewable energy production: policy perspective analysis. Environment, Development and Sustainability, 2022. 24(2): p. 2164-2192.
    17. 18. Neupane, D., et al., Solar and wind energy potential assessment at provincial level in Nepal: Geospatial and economic analysis. Renewable Energy, 2022. 181: p. 278-291.
    18. 19. Khojasteh, D., et al., Assessment of renewable energy resources in Iran; with a focus on wave and tidal energy. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2018. 81: p. 2992-3005.
    19. 20. Mohammadlou, M., et al., Objective evaluation of the Global Environmental Multiscale Model (GEM) with precipitation and temperature for Iran. Natural Resource Modeling, 2022. 35(3): p. e12343.
    20. 21. Daneshgar, S. and R. Zahedi, Investigating the hydropower plants production and profitability using system dynamics approach. Journal of Energy Storage, 2022. 46: p. 103919.
    21. 22. Karakurt, I. and G. Aydin, Development of regression models to forecast the CO2 emissions from fossil fuels in the BRICS and MINT countries. Energy, 2023. 263: p. 125650.
    22. 23. Maroufi, N. and N. Hajilary, The impacts of economic growth, foreign direct investments, and gas consumption on the environmental Kuznets curve hypothesis CO2 emission in Iran. Environmental Science and Pollution Research, 2022. 29(56): p. 85350-85363.
    23. 24. Boyce, M.P., Gas turbine engineering handbook. 2011: Elsevier.

        

فصلنامه سیستم های انرژی پایدار
دوره 2، شماره 3
تیر 1402
صفحه 299-312

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار