شبيه سازي ايجاد شهر زيست محيطي كم كربن با بهره گيري از پسماندهاي شهري و تكنولوژي فتوولتائيك: برنامه ريزي پايدار انرژي بخش شهري مشهد مقدس

Simulation of Low-Carbon Eco-City by Using Urban Waste and Photovoltaic Technology: Sustainable Energy Planning of Urban Sector in Holy Mashhad

شهر صفر انرژي، شهر پايدار و شهر صفر كربن، اصطلاحات جديدي در مديريت انرژي شهرها هستند. در اين پژوهش، الگوي ايجاد يك شهر زيست‌محيطي كمكربن در بخش شهري شهرستان مشهد مقدس با محوريت تأمين پايدار انرژي الكتريكي، شبيه‌سازي شده است. بدين منظور حداكثر پتانسيل برق تجديدپذير زيست‌توده در كنار ايجاد ظرفيت فتوولتائيك لازم براي پوشش باقيمانده تقاضاي برق بخش شهري مشهد، با استفاده از رهيافت برنامه‌ريزي آناليزي در سيستم توليد قدرت هيبريد وارد شده است. نتايج پژوهش نشان دادند كه تكنولوژي زيست‌توده با نوسان‌پذيري كمتر و هزينه توليد پايين‌تر، تكنولوژي برتر براي طراحي شهر زيست محيطي كم كربن مي‌باشد و با ضريب نفوذ بالا وارد سيستم توليد هيبرد فسيلي تجديدپذير مي‌شود. همچنين با اين‌كه ظرفيت تكنولوژي فتوولتائيك تا ظرفيت 8 گيگاواتي افزايش يافته است، به دليل هزينه سرمايه‌گذاري بالا، امكان بهره‌برداري در سيستم توليد هيبريد در رقابت با تكنولوژي زيست‌توده وجود ندارد. ازاين‌رو پيشنهاد مي‌شود كه از يك سو، تكنولوژي زيست‌توده‌محور توسعه پايدار انرژي در بخش شهري مشهد به‌عنوان شهري در مسير LCEC قرار گيرد و از سوي ديگر، سياست‌هاي حمايتي براي كاهش هزينه توليد تكنولوژي فتوولتائيك اتخاذ گردد تا امكان رقابت‌پذيري اين تكنولوژي در ظرفيت‌هاي بالا فراهم شود.

Zero-energy city, sustainable City and zero-carbon city are new terms in cities’ energy management. In this study, a framework of designing a Low-Carbon Eco-City (LCEC) in urban sector of Mashhad with focus on sustainable supply of electrical energy has been simulated. For this purpose, the maximum potential of biomass renewable electricity and expansion of photovoltaic capacity- required to cover remaining electricity demand in urban sector of Mashhad has been entered in Hybrid Power Generation System by using an analytical programming approach. The results indicated that biomass technology is superior technology for designing LCEC with less volatility and lower cost of production and it enters into the fossil-renewable hybrid production system with high penetration. Despite increasing capacity of photovoltaic technology up to 8GW, because of high investment cost problem, photovoltaic power generation cannot utilize in competition with the production of biomass technology. Hence it is suggested that biomass technology of sustainable development energy in the urban sector of Mashhad to be regarded as a city on the path LCEC. On the other hand, supportive policies should be adopted to reduce the cost of photovoltaic technology in order to provide the competitiveness of this technology in high capacities.