International E-Conference on Green Economics
Download
Report
Transcript International E-Conference on Green Economics
ارزیابی چرخه عمر سیستمهای زباله جامد شهری جهت
اولویت بندی و مقایسه آنان توسط روشهای تصمیم گیری
چند معیاره
حمیدرضا فیلی
استادیار ،مهندسی صنایع ،دانشکده فنی و مهندسی ،دانشگاه آزاد اسالمی واحد کرج ،ایران
[email protected]همراه09123108647 :
پیمان احمدیان
کارشناسی ،مهندسی صنایع ،دانشکده فنی و مهندسی ،دانشگاه آزاد اسالمی واحد کرج ،ایران
[email protected]همراه09387731960 :
عماد ربیعی
کارشناسی ،مهندسی صنایع ،دانشکده فنی و مهندسی ،دانشگاه آزاد اسالمی واحد کرج ،ایران
همراه[email protected] 09194376369 :
مــــعرفـــی
چگونه انتخاب یک سیستم زباله جامد شهری کارا ،دوستار طبیعت و از لحاظ اقتصادی
مقرون به صرفه ،یک چالش بزرگ برای تصمیم گیرنده ها ایجاد کرده است .اگرچه
ارزیابی چرخه عمر ( )LCAدر به طور گسترده در ارزیابی مصرف انرژی و
فشارهای زیست محیطی استفاده شده ،عامل اقتصادی هنوز در روش های ارزیابی
چرخه عمر ( )LCAلحاظ نشده است .بنابراین در مطالعه تازه ارزیابی چرخه
عمر(انرژی و محیط زیست) به 3مدل (انرژی،محط زیست و اقتصاد) افزایش یافته
است.
برای ارزیابی عملکرد اقتصادی ،هزینه چرخه عمر ( )LCCمطابق با ارزیابی
چرخه عمر ( )LCAتنظیم شده است .بعد از آن روش تصمیم گیری چند معیاره
( )MCDMبرای اغام 3عامل (انرژی و محیط زیست و اقتصاد) بهبود یافته است.
در کنار آن آنالیز عامل وزنی دو مرحله ای اضافه شده است .نه تنها برای ارزیابی
کارایی مدل ،بلکه برای تطبیق با تنظیمات مختلف ارائه شده به وسیله گروه های ذی
نفع میباشد .این مدل جدید (انرژی و محیط زیست و اقتصاد) برای مقایسه
تکنولوژی های مدرن به کار برده شده است.
)1( محل دفن زباله ( )2دفن زباله با تبدیل بیوگاز به الکتریسیته ( )3سوزاندن با
بارزیابی انرژی .نتایج نشان میدهد که درصد موفقیت سوزاندن ،بهترین عملکرد
را در میان همه گزینه ها دارد .دفن زباله با تبدیل بیوگاز به الکتریسیته در جایگاه
دوم و دفن زباله بدون برگشت انرژی بدترین انتخاب میباشد .عالوه بر این ،آنالیز
عامل وزنی همچنین اعتبار باالی نتایج را نشان میدهد زمانی که وزن عامل را از
0به 1تغییر میدهیم ،کمتر از %30موارد تغییر در ترتیب رتبه بندی را نشان
میدهند ،و تقریبا هیچ تغییری در ترتیب رتبه بندی با توجه به دیدگاه های مختلف
از دولت ،شرکت و ساکنان اتفاق نمی افتد.
مـــــقـــــدمــــه
چگونگی مدیریت پسماند های جامد شهری از طریق یک روش مناسب یک دغدغه ی
جهانی میباشد .بیش از 200میلیون تن پسماند جامد شهری ( )MSWهر سال با نرخ
افزایش ساالنه %10-8تولید میشود .مواجه شدن با این فشار ،استراتژی ها و سیاست
ها ی مرتبط با مدیریت پسماند یک چالش بزرگ رو به توسعه برای تصمیم گیرنده ها
شده است.
دولت های مختلف قوانین و مقررات گوناگونی برای بهبود مدیریت پسماند ها به
اجرا در اورده اند .سلسله مراتب زباله های مربوط به بازیافت و استفاده مجدد
مطرح شده است ،اما پیشرفت در این نوع تکنولوژی ها هنوز هم ضروری
است.در حال حاضر ،یک تعداد محدود تکنولوژی به طور گسترده استفاده میشود.
دفن زباله بیشتر مورد استفاده قرار میگیرد و %95از کل پسماند های جامد
شهری ( )MSWدر جهان با این روش جمع اوری میشود.
فرمول مدل مفهومی
برخی از مسائل در رابطه با به هم پیوستن 3عامل ( E3محیط زیست ،
اقتصاد و انرژی) میبایست حل شود:
(1عوامل مختلف همیشه باید واحد و ترتیب مختلف در اندازه دارد.
بنابراین نرمالیزه کردن یک گام اساسی برای اینکه فاکتور ها با هم
قابل مقایسه باشد می باشد.
(2مدل باید قادر به منعکس کردن اولویت های ساخته شده توسط گروه
های ذینفعان مختلف باشد .برای مدیریت ( MSWپسماند شهری)
جامعه همیشه به 3دسته تبدیل میشود .دولت،تشکیالت اقتصادی و
شهروندان.
TOPSISیک تکنیک پذیرفته شده توسط ( MCDMمدیریت پسماند
شهری) بر پایه این مفهوم که جایگزین ایده آل برای بهترین سطح برای
ویژگی های در نظر گرفته شده می باشد که ،هنگامی که ایده آل منفی
همانی است با بدترین ویژگی ها .راه حل به عنوان نقاطی است که
دورترین از نقاط ایده آل منفی تعریف میشود و به طور همزمان نزدیک
ترین به نقاط ایده آل است.
فرمول بندی ریاضی
محاسبه (LCCهزینه چرخه عمر):
به طور کلی ،هزینه ها میتوانند به هزینه سرمایه گذاری ،هزینه عملیاتی و هزینه
انهدام تقسیم شود .به منظور به اشتراک گذاشتن به طور همان زمان محدوده به عنوان
(LCAارزیابی چرخه عمر) ،ارزش زمانی پول مورد توجه است.هزینه آینده به ارزش
حال( )PVبا استفاده از نرخ کاهش تنزیل می یابد.
فرمول بندی ریاضی ...
در مطالعه حاضر ،عوامل ( E3محیط زیست ،اقتصاد و انرژی) به عنوان 3معیار
ارزشیابی شناخته میشود; در حالی که سیستم های متفاوتی برای تعریف آلترناتیو های
متفاوت به مقایسه گذاشته میشود.
گام :2وزن هر مقیاس را به وسیله AHPتعیین کنید.مقایسه دو دویی برای تصمیم
گیری اینکه کدام معیار اولویت دارد و از دیگری چقدر بزرگتر میباشد انجام میگیرد،
جایی که عذذ بزرگتر به معنای تفاوت بیشتر بین سطح معیار ها میباشد.همین طور،
ماتریس مقایسه برای محاسبه وزن کل هر معیار ایجاد شده است.اطمینان وزن ها با
شرط اینکه نسبت سازگاری( )CRکمتر از 0.1باشد قابل قبول میباشد.
گام :5محاسبه اندازه گیری جدا هر آلترناتیو:
گام :6محاسبه ضریب نزدیکی نسبی برای هر آلترناتیو در راه حل ایده آل
گام :7رتبه بندی آلترناتیوها که در آن پیش بینی می شود ضریب نزدیکی بیشتر به
دست آید.
تجزیه و تحلیل عامل وزنی
تجزیه و تحلیل عامل وزنی دو مرحله ای در نظر گرفته شده است .اوال ،تغیرات
وزن میتواند تا زمانی که تغییرات در رتبه بندی نهایی ظاهر شود از 0تا 1به
هر یک از مقیاس ها تخصیص داده شود .بنابراین ،ثابت بودن فواصل زمانی
برای تشخیص کارایی مدل در شرایط رتبه بندی مختلف مهم است.
یک راه حل برای از بین بردن زباله های شهری سوزاندن آنهاست .که این اقدام نیز آثار
مخرب زیستی را نیز در جو قرار می دهد زیرا در اثر آن گازهای زیر متصاعد می شود.
راه دیگر نیز دفن زباله است که باعث ایجاد گاز متان می شود که واکنش
آن نیز به صورت زیر است:
CH4 + 2 O2 CO2 + 2 H2O
که این عمل نیز باعث ایجا گاز CO2میشود برای از بین بردن گاز CO2
در جو چه باید کرد؟
فرایند تصمیم گیری
بعد از پایان مقایسه،اولویت با بردار ( wاز این پس به عنوان بردارهای ویژه e-
vectorشناخته میشود) و در هر ماتریس نرمالیزه و محاسبه شده است.محاسبات را
در محیط excelبرده و آن را به صورت کاربردی در می آوریم.به طور همزمان ،
مدل matlabبرای اهداف تاییدی برنامه ریزی شده است.پارامتر wبه صورت زیر
محاسبه میشود:
محاسبات ماتریس
بزرگترین مقدار ویژه می باشد که چندین الگوریتم برای تقریب زدن
که
مقدار ویژه wمیباشد.
یک الگوریتم 2مرحله ای برای حل از طریق فرآیند ANPبرنامه ریزی شده است .این
شامل تشکیل یک ماتریس جدید n * nبا جداسازی هر پارامتر در یک ستون از طریق
جمع پارامتر های ستون ها و سپس جمع پارامتر ها در هر ردیف ماتریس برآیند و
جداسازی nپارامتر در ردیف ها میباشد .فرآیند ها ممکن است از لحاظ جبری به
صورت زیر نشان داده شوند:
=Jتعداد ستون ها
=Iتعداد ردیف ها
برای قضاوت صحیح در مقایسه ماتریس ها سازگاری شاخص ها نیز باید با نسبت آن ها
تطبیق داشته باشد
شاخص ( )CIمستقر شد:
ثبات نسبت ( )CRبرای تشخیص خطا ها در قضاوت تصمیم گیرندگان و نیز و همچنین
تناقضات واقعی درقضاوت خودشان مفید است.برای مثال ،اگر مهم تر از و مهم تر
از باشد ،نمیتواند مهم تر از باشد بنابراین:
که در آن ( RIشاخص ثبات متوسط) بستگی به بزرگی و کوچکی ماتریس دارد .بر این اساس،
محدوده قابل قبول برای ثبات نسبت هم به عنوان تابعی از اندازه ماتریس متفاوت است .برای مثال،
برای ماتریس های nابعاد ماتریس 5*5یا بزرگ تر میشود،
CRنشان دهنده این است که:
CRمقدار تخمینی wقابل قبول است؛ وگرنه متناظر با تصمیم سازان برای انطباق با
اگر
اولویت خواسته شده بود تا زمانی CRباشد CR .برای هر ماتریس (بیش از )100از 3
تصمیم سازنده محاسبه شد ونیز بعد از ترکیب ماتریس ها بر پایه هندسی منظور شد.
و بردار
نتایج جستجوی تناقضات برای خوشه ها که شامل مقدار خواسته شده مانند
ویژه ،که برای تعیین تامین کننده مناسب تر میباشد در جدول 2نشان داده شده است .اولویت
وزن ها نشان میدهد که خوشه مدیریت اجرا( )IMبیشترین تاثیر را در هدف دارد(.با اولویت
)0.3621این ادامه پیدا می کند با خوشه "عوامل سازمانی"( )OFبا 0.2440؛ "عوامل
ریسک" ( )RFبا 0.1570؛ "نمایه تامین کننده"( )SPبا 0.1444و در نهایت "مهارت در
مدیریت (CC ) " co2با .0.0925
در این ماتریس ،CRمطابق زیر محاسبه شده است :که در آن فرمول های .4.3و .4.4با
هم ترکیب شده است:
این به معنی این است که انسجام وجود دارد.
نتیجه و جمع بندی
این مقاله مدل ( E3محیط زیست ،اقتصاد و انرژی) چند بعدی برای سیستم MCDM
(مدیریت پسماند شهری) ارائه میدهد که هزینه ،محیط زیست و انرژی را در بر می-
گیرد( LCA .ارزیابی چرخه عمر) برای محاسبه مصرف انرژی و محدودیت های محیط
زیستی استفاده میشود؛ زمانی که (LCCهزینه چرخه عمر) موازی با ( LCAارزیابی چرخه
عمر) هزینه مالی سیستم را محاسبه میکند .سپس ( MCDMمدیریت پسماند شهری) برای
مدیریت عوامل (E3محیط زیست ،اقتصاد و انرژی) وارد عمل میشود ،جایی که AHPو
TOPSISبا هم ترکیب و اجرای عمل میکند.
3 تکنیک در جمع آوری پسماندهای شهری مطرح شده است .سناریو :1دفن زباله بدون هیچ
یازیابی انرژی ،سناریو :2دفن زباله با بازیابی انرژی ،سناریو :3سوزاندن زباله ها .نتایج
نشان میدهد که سناریو 3بهترین انتخاب از دیدگاه انرژی و محیط زیست میباشد .این در
حالی میباشد که سناریو 2از لحاظ اقتصادی بهتر میباشد .ولی سناریو 1در هر حال رتبه
آخر قرار دارد .با جمع کردن تک تک عوامل ،مدل ( E3محیط زیست ،اقتصاد و انرژی)
نشان میدهد که سناریو 3بهترین تکنولوژی را ارائه میدهد و سناریو 1بدترین انتخاب را
پیشنهاد میدهد.