| | SLO | ENG | Cookies and privacy

Bigger font | Smaller font

Search the digital library catalog Help

Query: search in
search in
search in
search in
* old and bologna study programme

Options:
  Reset


1 - 2 / 2
First pagePrevious page1Next pageLast page
1.
Sinteza trajnostnih in regenerativnih oskrbovalnih mrež na osnovi matematičnega programiranja za postopno doseganje ogljične nevtralnosti : doktorska disertacija
Sanja Potrč, 2023, doctoral dissertation

Abstract: Blaženje podnebnih sprememb je eden največjih izzivov sodobne družbe, ki je tesno povezan z vprašanjem energetskega sistema v prihodnosti. Zaradi vse večjega povpraševanja po energiji in s tem povezanega vpliva na okolje in človeštvo je potrebno preoblikovanje energetskega sistema in nadaljnji razvoj v smeri učinkovitejše proizvodnje, dobave in rabe energije. Sedanji ukrepi za doseganje ogljične nevtralnosti in omejitve globalnega segrevanja pod 2 °C glede na predindustrijsko raven so prepočasni in nezadostni, zato bodo za dosego tega cilja potrebna velika prizadevanja na globalni ravni. Proizvodne sisteme je treba sintetizirati v smeri trajnostnega in regenerativnega razvoja, da bodo prilagodljivi na podnebne spremembe in uravnoteženi ter da bodo ohranjali biotsko raznovrstnost za zadovoljitev potreb človeštva v prihodnosti z ohranjanjem celovitosti narave. V doktorski disertaciji prikazujemo razvito metodologijo za celovito sintezo in optimizacijo obsežnih energetskih, (bio)kemijskih in kmetijskih oskrbovalnih mrež za prehod na trajnostni energetski sistem in postopno doseganje ogljične nevtralnosti v Evropski uniji do leta 2050. Hkratno reševanje teh sistemov je možno le z uporabo pristopa matematičnega programiranja, ki zagotavlja tudi dopustnost optimalnih rezultatov za dani niz pogojev. Sinteza takšnih obsežnih oskrbovalnih mrež vsebuje ogromno število zelo kompleksnih interakcij, zato smo pri modeliranju uporabili številne tehnike za zmanjšanje velikosti modela in učinkovite dekompozicijske tehnike. Razvili smo metodologijo za dinamično sintezo oskrbovalnih mrež z biogorivi, električno energijo in toploto iz obnovljivih virov energije ob upoštevanju vseh treh stebrov trajnostnega razvoja – ekonomskega, okoljskega in socialnega. Za povečanje učinkovitosti prihodnjega energetskega sistema in izkoriščanja sinergističnih učinkov povezovanja med sektorji smo matematični model dodelali z medsektorsko integracijo in vključitvijo tako kratkoročnih kot dolgoročnih hranilnikov energije. Doktorska disertacija prikazuje tudi razvoj koncepta regenerativnih oskrbovalnih mrež za postopen prehod na samoobnovitveni (regenerativni) energetski sistem in doseganje letnih negativnih neto emisij oziroma preseganje ogljične nevtralnosti. V ta namen smo razvili napovedovalni model za določanje samoobnovitvene zmožnosti Zemlje glede zajemanja CO2 in koncentracije CO2 v atmosferi. Rezultati optimizacije oskrbovalnih mrež z biogorivi kažejo, da bi z dodatno proizvodnjo biogoriv lahko že do leta 2030 dosegli bistveno večji delež obnovljivih virov energije v prometu, kot je cilj direktive EU, vendar bo za konkurenčnost proizvodnje biogoriv v nekaterih državah ključnega pomena, da bodo podjetja prejela dodatne subvencije. Ugotovili smo tudi, da optimizacija oskrbovalnih mrež na širši, kontinentalni ravni, privede do bistveno boljše trajnostne in ekonomske neto sedanje vrednosti kot v primeru optimizacije na ravni posameznih držav. Rezultati prav tako kažejo, da bo imela medsektorska integracija, predvsem elektrifikacija prometnega in stanovanjskega sektorja ter storitvenih dejavnosti, velik vpliv na izboljšanje učinkovitosti sistema in pospešitev prehoda na trajnostno energetsko prihodnost. Prav tako je pri načrtovanju prihodnjega energetskega sistema pomembno, da ne stremimo le k doseganju ogljične nevtralnosti, temveč k regenerativnemu energetskemu sistemu z negativnimi neto letnimi emisijami, sicer koncentracija CO2 v atmosferi ne bo začela padati, povprečna temperatura pa bo še naprej naraščala. Dobljeni rezultati predstavljajo celoten energetski prehod z izbiro ustreznih tehnologij, lokacij in surovin za doseganje regenerativnega energetskega sistema, ki je sposoben samoobnavljanja. Razvoj novih konceptov in metodologij za sintezo in optimizacijo širših sistemov trajnostnih in regenerativnih oskrbovalnih mrež na osnovi matematičnega programiranja je zelo pomemben za načrtovanje prihodnjega proizvodnega in energetskega sistema.
Keywords: matematično programiranje, oskrbovalne mreže, sinteza oskrbovalnih mrež, trajnostni razvoj, regenerativni razvoj, energetski prehod, ogljična nevtralnost
Published in DKUM: 11.10.2023; Views: 300; Downloads: 85
.pdf Full text (11,23 MB)

2.
Celovita sinteza trajnostnih (bio)kemijskih in drugih procesnih oskrbovalnih mrež : doktorska disertacija
Žan Zore, 2019, doctoral dissertation

Abstract: V zadnjih letih je netrajnostni razvoj človeške družbe povzročil degradacijo okolja in velike ekonomske ter družbene probleme. Za omenjene probleme obstaja več vzrokov, poglavitna med njimi sta pospešena rast svetovnega prebivalstva in s tem vse hitrejša rast potreb prebivalstva. Za obrnitev tega trenda je pomembno, da so trenutne in nadaljnje naložbe čim bolj trajnostne. Trajnostne naložbe morajo biti sprejemljive tako iz ekonomskih, okoljskih kot socialnih vidikov. Za pravilno izbiro med trajnostnimi alternativami moramo imeti ustrezne kriterije, ki nam ponudijo rešitve, katere odražajo optimalen kompromis med gospodarsko in okoljsko učinkovitostjo ter socialno pravičnostjo. V doktorski disertaciji predstavljamo na novo razvit trajnostni kriterij ˝trajnostni dobiček˝, ki enakovredno uravnoteženo vključuje vse tri trajnostne dimenzije. Poleg ekonomskega dobička, v okoljski komponenti enakovredno obravnava neposredne obremenilne in posredne razbremenilne učinke na okolje. Socialna komponenta pa zajema vplive na zaposlene in lokalno prebivalstvo. Vsi parametri so zasnovani na monetarni osnovi, ki omogoča njihovo enostavno združevanje v končni sestavljen kriterij in je razumljiva tudi širši javnosti. Razvit trajnostni kriterij omogoča ocenjevanje naložbe tako z vidika podjetja, širše regije kot nacionalnega vidika. Določitev dolgoročnih projektov je velik izziv, zato smo trajnostni dobiček nadgradili v koncept trajnostne neto sedanje vrednosti. V doktorski disertaciji smo z novo razvitim kriterijem ˝trajnostno neto sedanjo vrednostjo˝ raziskali tudi vpliv časovne komponente na vrednotenje trajnosti. Zasnova sestavljenih kriterijev omogoča reševanje večjih sinteznih problemov, saj se večkriterijsko optimiranje z matematičnim programiranjem pri uporabi sestavljenega kriterija spremeni v enokriterijsko. Za prikaz aplikacije na novo razvitih trajnostnih kriterijev smo razvili manjši demonstracijski model energetske oskrbovalne mreže in dodelali koncept (bio)kemijske oskrbovalne mreže. Nadgradnja (bio)kemijskih oskrbovalnih mrež v širok sistem oskrbovalnih mrež predstavlja odziv na izziv izvedbe celovite večnamenske sinteze, ki temelji na trajnostnih načelih z uporabo obnovljivih virov od molekularne ravni do ravni procesnih obratov in njihovih povezav na regionalni ali celo globalni ravni. Poleg (bio)kemijske smo vključili tudi kmetijsko in energetsko oskrbovalno mrežo. Sinteza sistema oskrbovalnih mrež s svojo širino in kompleksnostjo ponuja praktično neomejeno število možnih rešitev. Ker je sinteza sistema oskrbovalnih mrež na splošno zapletena in obsežna za modeliranje, smo uporabili učinkovite dekompozicijske tehnike in tehnike za zmanjševanje velikosti modela. V okviru doktorske disertacije smo razvili metodologijo za načrtovanje novih, okolju prijaznih procesov in produktov. V povezavi z globalnim ocenjevanjem življenjskega kroga smo razvili učinkovita orodja za načrtovanje in ocenjevanje novih spojin in sintezo inovativnih procesov v procesnih industrijah. Glavna vizija koncepta je z uporabo matematičnega programiranja hkratne sinteze sistema mrež temeljito preoblikovati procese in druge sisteme, da bi dosegli trajnejšo proizvodnjo in porabo, kar ima znaten potencial za inovacije in nova odkritja.
Keywords: Trajnostni dobiček, trajnostna neto sedanja vrednost, trajnostni kriterij, sinteza oskrbovalnih mrež, širok sistem oskrbovalnih mrež, večnamenska optimizacija, kemijska oskrbovalna mreža, trajnostna oskrbovalna mreža
Published in DKUM: 24.04.2019; Views: 1336; Downloads: 143
.pdf Full text (3,61 MB)

Search done in 41.49 sec.
Back to top
Logos of partners University of Maribor University of Ljubljana University of Primorska University of Nova Gorica