بررسی چند‌جانبه فنی-اقتصادی-زیست‌محیطی و ارزیابی چرخه حیات تولید بیودیزل از جاتروفا برای خودروهای سبک

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه ماشینهای کشاورزی دانشکده مهندسی و فناوری دانشگاه تهران کرج ایران

2 گروه ماشینهای کشاورزی دانشکده مهندسی و فناوری دانشگاه تهران کرج-ایران

چکیده

این مطالعه با هدف ارزیابی جامع پتانسیل تولید و مصرف سوخت بیودیزل استخراج‌شده از گیاه جاتروفا در بخش حمل‌ونقل سبک ایران انجام شد. برای نیل به این هدف، یک چارچوب چندمعیاره یکپارچه توسعه داده شد که ابعاد فنی، اقتصادی، زیست‌محیطی (آلاینده‌های مستقیم) و ارزیابی چرخه حیات کامل را پوشش می‌دهد. مدل‌سازی فنی فرآیند تولید سوخت در نرم‌افزار Aspen HYSYS، تحلیل اقتصادی با روش TRR و شبیه‌سازی مونت‌کارلو، و ارزیابی چرخه حیات با روش IMPACT 2002+ در نرم‌افزار SimaPro انجام پذیرفت. شاخص‌ترین یافته‌ها نشان داد که اگرچه خودروی بیودیزلی جاتروفا از لحاظ زیست‌محیطی دارای مزیت نسبی است با پتانسیل گرمایش جهانی 69/32 گرم معادل CO₂، اما با دو چالش عمده مواجه می‌باشد. نخست، هزینه اقتصادی بالا به‌صورت هزینه تمام‌شده 88/0 دلار بر هر کیلومتر پیمایش (۵۰ درصد بیشتر از بنزینی) و هزینه تولید ۱ دلار بر لیتر سوخت بیودیزل است. دوم، انتشار قابل توجه اکسیدهای نیتروژن به میزان 721/0 گرم بر هر کیلومتر پیمایش خودرو کیلومتر یک نگرانی برای کیفیت هواست. همچنین، مصرف قابل توجه زمین (۱۵.۱۴ مترمربع بر کیلومتر) به عنوان یک چالش کلیدی در چرخه حیات شناسایی شد. در نتیجه، این فناوری در شرایط فعلی ایران به‌عنوان یک جایگزین فراگیر رقابت‌پذیر نیست، اما می‌تواند با سیاست‌گذاری هوشمند و تمرکز بر کاربردهای مکمل و خاص (مانند ناوگان حمل‌ونقل عمومی ثابت یا ماشین‌آلات کشاورزی در مناطق دورافتاده)، سهمی در تنوع‌بخشی به سبد انرژی و کاهش انتشار خالص کربن کشور ایفا کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

A Multi-Objective Technical, Economic, and Environmental Analysis with Life Cycle Assessment of Biodiesel Production from Jatropha for Light-Duty Vehicles

نویسندگان [English]

  • Ashkan Momtazi 1
  • reza alimardani 2
  • ali hajiahmad 1
1 Department of Agricultural Engineering College of Engineering and Technology University of Tehran,karaj ,Iran
2 Department of AGricultural Engineering College of Engineering and Technology University of Tehran karaj Iran
چکیده [English]

This study aimed to comprehensively evaluate the potential for producing and using biodiesel extracted from Jatropha plants in Iran's light-duty transport sector. To achieve this goal, an integrated multi-criteria framework was developed, covering technical, economic, environmental (direct emissions), and full life cycle assessment (LCA) dimensions. The technical modeling of the fuel production process was performed using Aspen HYSYS software, economic analysis was conducted using the Total Revenue Requirement (TRR) method with Monte Carlo simulation, and the life cycle assessment was carried out using the IMPACT 2002+ method in SimaPro software. The most prominent findings indicated that although the jatropha biodiesel vehicle holds a relative environmental advantage with a global warming potential of 32.69 grams of CO₂ equivalent per kilometer, it faces two major challenges. First, its high economic cost is reflected in a levelized cost of $0.88 per kilometer traveled (50% higher than gasoline) and a production cost of $1 per liter of biodiesel fuel. Second, the significant emission of nitrogen oxides at 0.721 grams per kilometer traveled poses a concern for air quality. Additionally, substantial land use (15.14 square meters per kilometer) was identified as a key challenge within its life cycle. Consequently, this technology is not competitive as a widespread substitute under current conditions in Iran. However, with smart policymaking and a focus on specific complementary applications (such as fixed-route public transport fleets or agricultural machinery in remote areas), it could play a role in diversifying the country's energy mix and reducing net carbon emissions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Jatropha Biodiesel
  • Multi-Criteria Assessment
  • Life Cycle Assessment (LCA)
  • Light-Duty Transport

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 23 اردیبهشت 1405
  • تاریخ دریافت: 09 دی 1404
  • تاریخ بازنگری: 26 فروردین 1405
  • تاریخ پذیرش: 23 اردیبهشت 1405