دانشگاه تهران مهندسی بیوسیستم ایران 2008-4803 52 2 2021 06 22 Technical and Economic Feasibility of Achieving the Various Net-zero Energy Targets in a Bioethanol Production Plant امکانسنجی فنی و اقتصادی دستیابی به اهداف مختلف انرژی خالص صفر در کارخانه تولید بیواتانول 253 270 81913 10.22059/ijbse.2021.316775.665376 FA محمد مهدی احمدی گروه مهندسی ماشین&lrm; &lrm;های کشاورزی، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه &rlm;تهران مرتضی آغباشلو گروه مهندسی ماشین&lrm; &lrm;های کشاورزی، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه &rlm;تهران علیرضا کیهانی گروه مهندسی ماشین&lrm; &lrm;های کشاورزی، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه &rlm;تهران میثم طباطبائی بخش بیوتکنولوژی میکروبی، پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران&rlm; Journal Article 2021 01 09 In this study, the feasibility of achieving the net-zero energy (NZE) target has been studied in a bioethanol production complex (Zist Faravarde Sepahan) based on different NZE definitions, including net-zero site energy, net-zero source energy, net-zero energy cost, net-zero energy emission, and net-zero exergy. In the technical investigations, the energy required for each approach has been determined, and then the corresponding photovoltaic power plant has been simulated in photovoltaic systems software (PVsyst) and transient systems simulation program (TRNSYS) by considering the generated and consumed energy. Afterward, the annual cumulative data of generation, consumption, export, and delivery energies of the complex have been extracted in the transient hourly conditions. The load matching, self-consumption, and electricity self-sufficiency indices were determined and compared in different approaches based on the hourly data. In the next step, β factor that is a fraction of the net present value (NPV) definition has been studied for the economic evaluation of the approaches in three pricing strategies: a) Buy all sell all (BASA), b) Net energy measurement (NEM) and c) Net billing (NB). Based on the technical evaluation, the net-zero energy cost approach is the most appropriate option to achieve the NZE target in the complex. Considering economic considerations, the net-zero energy cost in the BASA pricing strategy with a nominal power of 1.2 MW_{p < /sub> and a self-consumption index of 84.2% has the best results in both technical and economic investigations. β factor and NPV indices are 1.97 and $ 1,579,512 in this approach, respectively. The profitability phase (NPV = 0) will start after 10.1 years operation of the system.} در این پژوهش، امکانسنجی دستیابی به هدف انرژی خالص صفر (NZE) بر اساس تعاریف مختلف، شامل سایت انرژی خالص صفر، انرژی اولیه خالص صفر، هزینه انرژی خالص صفر، آلایندگی انرژی خالص صفر و اکسرژی خالص صفر در کارخانه تولید بیواتانول زیست فرآورده سپاهان مورد مطالعه قرار گرفت. در بررسیهای فنی ضمن تعیین مقادیر انرژی مورد نیاز در هر رویکرد، مدلسازی تولید برق در نیروگاه فتوولتائیک متناظر بر اساس میزان تولید و مصرف انرژی کارخانه در نرمافزار سامانههای فتوولتائیک (PVsyst) و برنامه شبیهسازی سیستمهای گذرا (TRNSYS) انجام شد و دادههای تولید، مصرف، صادرات و تحویل انرژی سالیانه در هر رویکرد در شرایط لحظهای و در مقیاس ساعت استخراج گردید. با استفاده از دادههای به دست آمده، رویکردهای مختلف بر اساس شاخصهای مطابقت بار، خودمصرفی و خودکفایی برق مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفتند. سپس به منظور ارزیابی اقتصادی رویکردهای مذکور، شاخص اقتصادی β بر اساس تعریف ارزش خالص فعلی (NPV) در سه استراتژی قیمتگذاری الف) فروش کل تولید و خرید کل مصرف (BASA)، ب) اندازهگیری خالص مصرف (NEM) و ج) صورتحساب خالص (NB) تعیین گردید. بر اساس ارزیابیهای فنی، رویکرد هزینه انرژی خالص صفر، مناسبترین گزینه برای رسیدن به هدف NZE در این کارخانه بود. همچنین با در نظر گرفتن ملاحظات اقتصادی، رویکرد هزینه انرژی خالص صفر در استراتژی قیمتگذاری BASA با توان اسمی 2/1 مگاوات و شاخص خودمصرفی 2/84 درصد بهترین نتایج را در هر دو ارزیابی فنی و اقتصادی داشت. شاخصهای β و NPV در این رویکرد به ترتیب مقادیر 97/1 و 1,579,512 دلار را داشتند و سرمایهگذاری در این سامانه پس از 1/10 سال از شروع فعالیت وارد مرحله سودآوری (NPV=0) شد. https://ijbse.ut.ac.ir/article_81913_28ac95dc00ef11daab1081a71839290a.pdf