به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه

transportation

در نشریات گروه جنگلداری
تکرار جستجوی کلیدواژه transportation در نشریات گروه کشاورزی
تکرار جستجوی کلیدواژه transportation در مقالات مجلات علمی
  • ستار عزتی*
    سابقه و هدف

    زیست توده لیگنوسلولزی به عنوان یکی از آلترناتیوهای نوید بخش برای تولید سوخت های زیستی و مقابله با تغییرات اقلیمی مطرح است. بخش عمده زیست توده حاصل از فعالیت های کشاورزی در عرصه یا رهاشده و یا سوزانده می شود. نتیجه این عمل، برجای گذاشتن تاثیرات نامطلوب بر روی محیط زیست است، اما جمع آوری هدفمند آن می تواند هم اثرات نامطلوب محیطی را کاهش داده و هم بخشی از نیاز کشور به استفاده از انرژی های فسیلی را مرتفع سازد. هدف تحقیق حاضر، پتانسیل یابی منابع زیست توده حاصل از فعالیت های کشاورزی به عنوان یک منبع پایدار جهت تولید انرژی های تجدیدپذیر و محاسبه هزینه حمل ونقل آن در قالب یک طرح پایلوت در استان گلستان است.

    مواد و روش ها

    بدین منظور، ابتدا نقشه کاربری اراضی و توزیع پراکنش مکانی منابع عرضه زیست توده از 4 کشت عمده (گندم، سویا، برنج و کلزا) با استفاده از پردازش تصاویر ماهواره ای (سنتینل-2 و لندست 8) تهیه شد. حجم زیست توده قابل عرضه از هر یک از کشت ها به واحد انرژی (کیلووات ساعت) برآورد گردید. در مرحله بعد، یک مدل بهینه سازی جهت طراحی شبکه زنجیره تامین زیست توده-انرژی در سطح منطقه مورد مطالعه توسعه داده شد.

    نتایج

    نتایج حاصل از پردازش تصاویر ماهواره ای، صحت کلی و ضریب کاپا طبقه بندی برای محصول گندم و کلزا با استفاده از تصاویر سنتینل معادل 82% و 74/0 به ترتیب و برای محصول سویا و برنج با استفاده از تصاویر لندست معادل 76% و 63/0به ترتیب بوده است. نتایج برآورد مساحت تعداد 84104 مزرعه (بالای 2 هکتار) با مساحت 468 هزار هکتار را شناسایی نمود که با آمار ارائه شده توسط جهاد کشاورزی اریبی 11% را نشان می دهد. مقدار زیست توده قابل برداشت از این مزارع معادل 8/3 میلیون کیلووات انرژی در سناریو خوشبینانه بوده است. نتایج مدل بهینه سازی در محل تلاقی هزینه ثابت و هزینه متغیر حمل ونقل احداث 3 پالایشگاه زیستی برای فرآوری زیست توده و تبدیل به انرژی الکتریسیته کافی است. در این محل، هزینه حمل ونقل معادل 222 میلیون دلار، هزینه متغیر 1599 میلیون دلار و مجموع هزینه ها معادل 1821 میلیون دلار بوده است. در سناریو بهینه، حداکثر فاصله حمل ونقل به ازای هر سایت 81 کیلومتر و متوسط آن 27 کیلومتر است که به اندازه 74% نسبت به سناریو 1 (یک سایت در کل عرصه) و 34% نسبت به سناریو 2 (دو سایت در کل عرصه) کاهش یافته بود.

    نتیجه گیری

    انجام چنین تحقیقاتی به منظور تنوع بخشی به منابع انرژی، کاهش وابستگی به سوخت های فسیلی در کشور ضروری بوده و در این راه استفاده از تصاویر ماهواره ای سنتینل-2 به عنوان ابزاری ارزان و مناسب در پتانسیل سنجی منابع لیگنوسلولزی ضروری حائز اهمیت است.

    کلید واژگان: زیست توده، مدل سازی، حمل ونقل، سنجش از دور، بهینه سازی
    Sattar Ezzati *
    Background and Purpose

    Lignocellulosic biomass, a promising renewable resource, has gained attraction as a potential alternative for biofuel production and climate change mitigation. Agricultural practices often generate significant quantities of lignocellulosic residues (e.g., crop stalks), which are frequently abandoned or burned, leading to adverse environmental impacts. Wisely collection and conversion of these residues into bioenergy could offer a twofold benefit: reducing environmental harm and partially displacing fossil fuels. The study aimed at evaluating the potential of lignocellulosic biomass from agricultural activities in Golestān province as a sustainable source for renewable energy production; and estimating the transportation costs associated with the biomass feedstock within the context of a pilot project.

    Materials and methods

    To do so, we employed satellite image processing (Sentinel-2 and Landsat 8) to generate land-use maps and identify the spatial distribution of biomass supply sources from four major crops (wheat, soybean, rice, and rapeseed) and estimate the available biomass volume from each crop in energy units (kWh). Subsequently, an optimization model was developed to design a biomass-to-energy supply chain network for the study area.

    Results

    The overall classification accuracy and kappa coefficient for wheat and rapeseed using Sentinel images were 82% and 0.74, respectively. Soybean and rice classifications using Landsat images achieved 76% and 0.63 accuracy, respectively. Area estimation identified 84,104 farms exceeding 2 ha, encompassing a total area of 468,000 ha. This represents an 11% bias compared to statistics provided by the Iran's Ministry of Agriculture organization for the same period. The optimistic scenario suggests a potential harvest of 3.8 million kWh of energy from the identified farms. The optimization model, considering both fixed and variable transportation costs, determined that locating three biorefineries would be sufficient to process the biomass and generate electricity. Transportation costs for this scenario were: US$222 million fixed cost, US$1.599 billion variable cost, and a total cost of US$1.821 billion. The optimal scenario also minimized transportation distances, with a maximum on-site distance of 81 km and an average distance of 27 km. These distances represent a significant reduction compared to single-site (74% decrease) and two-site (34% decrease) scenarios.

    Conclusions

    The results highlight the potential of utilizing agricultural biomass for biofuel production in Golestān province. Developing a diversified energy portfolio that reduces dependence on fossil fuels and mitigates their environmental impacts necessitates further research in this area.The results highlight the potential of utilizing agricultural biomass for biofuel production in Golestān province. Developing a diversified energy portfolio that reduces dependence on fossil fuels and mitigates their environmental impacts necessitates further research in this area.

    Keywords: Residue Biomass, Modeling, Transportation, Remote Sensing, Optimization
  • ستار عزتی*، جهانگیر محمدی
    سابقه و هدف

    استفاده از ضایعات لیگنوسلولزی و زیست توده برجای مانده بعد از برداشت محصول نهایی در بخش کشاورزی، می تواند به عنوان یک منبع با ارزش برای تولید انرژی های تجدیدپذیر محسوب شود، اگرچه به دلیل پراکنده بودن در واحد سطح و بالا بودن هزینه جمع-آوری آن را به یک کار پرچالش تبدیل نموده است. در حال حاضر، استفاده از قابلیت های مدلسازی مکانی برای ارزیابی پایدار پتانسیل ضایعات لیگنوسلولزی در بخش کشاورزی برای تولید انرژی های تجدیدپذیر محدود می باشد. ضمن اینکه چنین مطالعاتی در داخل کشور تاکنون گزارش نشده است. لذا تحقیق حاضر با هدف ارزیابی پتانسیل تولید انرژی های تجدیدپذیر و مکان یابی محل تاسیسات بایوانرژی برای پردازش بقایای لیگنوسلولزی با استفاده از تحلیل خوشه ای در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی می پردازد.

    مواد و روش ها

    به منظور دستیابی به اهداف، ابتدا اطلاعات توصیفی-کمی منتشر شده از سطح و میزان تولیدات بخش کشاورزی توسط سازمان جهاد کشاورزی مربوط به سال زراعی 400-1399 جمع آوری و تحلیل شد. سپس با گردآوری اطلاعات مکانی (تصاویرماهواره ای) مربوط به مزارع کشاورزی در استان گلستان و استفاده از قابلیت تحلیل خوشه ای و تولید نقشه داغ در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی پردازش گردید. میزان زیست توده موجود در هریک از مزارع برای چهار کشت مرسوم گندم، کلزا، برنج و سویا در واحد سطح برآورد شد و نقشه سازی مربوط به هریک از این کشت ها برای مطالعه موردی استان گلستان به تفکیک انجام شد.

    نتایج

    مجموع مساحت اراضی قابل کشت در سال زراعی 400-1399 معادل 9/12 میلیون هکتار بوده که 8/91 میلیون تن انواع محصولات زراعی در کل کشور برداشت شده است. بیشترین سطح مربوط به غلات (71%) و کمترین سطح مربوط به محصولات جالیزی بوده است. استان گلستان در رتبه 7 و سطحی معادل 661 هزار هکتار و میزان تولید 9/3 میلیون هکتار معادل 27/4 درصد از مجموع محصولات زراعی کل کشور را به خود اختصاص داده است. این در حالی است که بیشترین تناژ گروه محصولات غلات مربوط به گندم 63% و کمترین آن مربوط به ذرت دانه ای بوده است. بیشترین سطح و میزان تولید گروه محصولات غلات مربوط به شهرستان شهرستان گنبدکاووس و بندرگز به ترتیب بوده است. تجزیه و تحلیل های مکانی میزان زیست توده خالص را 840 هزار مگاگرم از مجموع 84104 مزرعه شناسایی شده برآورد نمود که بیشترین سهم آن مربوط به کاه و کلش گندم بوده است. تحلیل خوشه ای مربوط به مزارع شناسایی شده نشان داد که از مجموع 35508 خوشه تشکیل شده، 15% آنها در محدوده خوشه سرد و 18% در محدوده خوشه داغ قرار دارند. تحلیل نقاط داغ، 4 سایت مناسب جهت احداث بایوانرژی را در منطقه مورد مطالعه مشخص نمود که زیست توده موجود می تواند با متوسط قیمت 83/20 دلار/کیلومتر/مگاگرم به این سایت های بالقوه تحویل داده شود.

    نتیجه گیری

    مطالعه حاضر نشان داد که میزان زیست توده موجود در بخش کشاورزی استان گلستان که هرسال بخش عظیمی از آن سوزانده و منجر به تولید گازهای گلخانه ای و آلودگی های محیطی در سطح وسیع می نماید قابل توجه است که می تواند برای تولید انرژی های تجدید پذیر با حمایت بخش دولتی و بخش خصوصی بکار گرفته شود.

    کلید واژگان: زیست توده، انرژی زیستی، ضایعات کشاورزی، حمل ونقل، سنجش از دور
    Sattar Ezzati *, Jahangir Mohammadi
    Background and purpose

    The utilization of lignocellulosic crop residues, which remain after the final product in the agricultural sector, can be considered as a valuable resource for generating renewable energy. However, due to their dispersed distribution and the high cost associated with their collection, this task poses significant challenges. Currently, the application of spatial modeling to assess the sustainable potential of lignocellulosic residue biomass for renewable energy production in the agricultural sector is limited. Moreover, no such studies have been reported in the country to date. Therefore, the objective of this study is to assess the renewable energy production potential and identify suitable locations for bioenergy facilities that process lignocellulosic residues using cluster analysis within a geographic information system (GIS) environment.

    Materials and methods

    To accomplish the objectives, descriptive-quantitative data regarding the production level and production area in the agricultural sector for the crop year 2020-21, as published by the Ministry of Agriculture, were collected and analyzed. Furthermore, spatial information pertaining to agricultural farms in Golestān province was gathered through satellite imagery, which was subsequently processed using cluster analysis and hotspot analysis within a geographic information system (GIS) framework. The biomass quantity in each field was estimated for four conventional crops: wheat, rapeseed, rice, and soybean, on a per-unit area basis. Subsequently, separate projection was conducted for each of these crops within the case study of Golestān province.

    Results

    In the crop year of 2020-21, the total arable land area amounted to 12.9 million hectares, with a nationwide crop harvest of 91.8 million tons. Cereals accounted for the highest proportion (71%), while grain products had the lowest share. Golestān province, ranked 7th, possessed an agricultural area of 661 thousand hectares, contributing 4.27% of the country's total crop production, which amounted to 3.9 million hectares. Among the cereal production group, wheat had the highest production level at 63%, while grain corn had the lowest. Notably, Gonbad-e-Kavoos and Bandargaz counties exhibited the highest production levels and the largest areas for the cereal production group. Through the spatial analysis, the estimated amount of harvestable residue biomass was 840,000 Mg, derived from a total of 84,104 identified farms, with the largest proportion being wheat straw. The cluster analysis of the identified farms revealed that out of a total of 35,508 clusters, 15% belonged to the cold cluster category, while 18% fell into the hot cluster category. Furthermore, hotspot analysis identified four suitable sites for bioenergy sites within the study area. The available biomass can be transported to these potential sites at an average cost of $20.83 per kilometer per megagram.

    Conclusion

    The findings of this study highlight there is substantial biomass quantity within the agricultural sector of Golestān province, a significant portion of which is currently burned annually, resulting in the generation of large amounts of greenhouse gases and widespread environmental pollution. However, this biomass resource holds significant potential for the production of renewable energy if effectively harnessed with support from both the public and private sectors.

    Keywords: Biomass, Bioenergy, Crop residues, Transportation, Remote sensing
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال