معاونت پژوهش و فناوري
به نام خدا
منشور اخلاق پژوهش
با ياري از خداوند سبحان و اعتقاد به اينکه عالم محضر خداست و همواره ناظر بر اعمال انسان و به منظور پاس داشت مقام بلند دانش و پژئهش و نظر به اهميت جايگاه و دانشگاه در اعتلاي فرهنگ و تمدن بشري ، ما دانشجويان و اعضاء هيأت علمي واحدهاي دانشگاه آزاد اسلامي متعهد مي گرديم اصول زير را در انجام فعاليت هاي پژوهشي مدنظر قرار داده و از آن تخطي نکنيم :
1- اصل برائت : التزام به برائت جويي از هر گونه رفتار غير حرفه اي و اعلام موضع نسبت به کساني که حوزه علم و پژوهش را به شائبه هاي غير علمي مي آلايند .
2- اصل رعايت انصاف و امانت : تعهد به اجتناب از هر گونه جانب داري غير علمي و حفاظت از اموال ، تجهيزات و منابع در اختيار .
3- اصل ترويج : تعهد به رواج دانش و اشاعه نتايج تحقيقات و انتقال آن به همکاران علمي و دانشجويان به غير از مواردي که منع قانوني دارد.
4- اصل احترام : تعهد به رعايت حريم ها و حرمت ها در انجام تحقيقات و رعايت جانب نقد و خودداري از هر گونه حرمت شکني .
5- اصل رعايت حقوق : التزام به رعايت کامل حقوق پژوهشگران و پژوهيدگان (انسان ، حيوان و نبات ) و ساير صاحبان حق .
6- اصل رازداري : تعهد به صيانت از اسرار و اطلاعات محرمانه افراد ، سازمان ها و کشورها و کليه افراد و نهادهاي مرتبط با تحقيق .
7- اصل حقيقت جويي : تلاش در راستاي پي جويي حقيقت و وفاداري به آن و دوري از هر گونه پنهان سازي حقيقت .
8- اصل مالکيت مادي و معنوي : تعهد به رعايت کامل حقوق مادي ومعنوي دانشگاه وکليه همکاران پژوهش .
9- اصل منافع ملي : تعهد به رعايت مصالح ملي و در نظرداشتن پيشبرد و توسعه کشور در کليه مراحل پژوهش.
امضاء پژوهشگر :
دانشگاه آزاد اسلامي
واحد تهران مرکزي
دانشکده اقتصاد و حسابداري
پايان نامه براي دريافت درجه کارشناسي ارشد (M.A )
گرايش :
اقتصاد انرژي
عنوان :
ارزيابي اقتصادي توليد بيواتانول از ضايعات نيشکر
مطالعه موردي : ( کارخانه هفت تپه خوزستان)
استاد راهنما :
دکتر ابراهيم عباسي
استاد مشاور :
دکتر عباسعلي ابونوري
پژوهشگر :
مينا محمدزاده
زمستان 1390
تقديم به :
پدرم، مادرم، همسرم

و
همه عزيزاني که دوستشان دارم.
تشکر و قدرداني :
دراين قسمت لازم مي دانم از اساتيد محترم جناب آقايان دکتر عباسي ودکتر ابونوري و همچنين همسر عزيزم که در مراحل مختلف انجام اين تحقيق مرا ياري نمودند و همواره با مشاوره هاي سازنده خود راه انجام اين تحقيق را بر من هموار کردند کمال تشکر وقدرداني راداشته باشم.اميدوارم که با انجام اين پژوهش توانسته باشم بخش کوچکي از زحمات اين عزيزان را جبران نموده باشم.
در پايان از زحمات پدر ومادر مهربانم که در تمام دوران تحصيل وتا رسيدن به مدارج فعلي مرا ياري رساندند کمال سپاس وتشکر را دارم و براي آنها آرزوي سلامت وشادکامي دارم.
با سپاس و احترام
مينا محمدزاده
تعهد نامه اصالت پايان نامه کارشناسي ارشد
اينجانب مينا محمدزاده دانش آموخته مقطع کارشناسي ارشد ناپيوسته به شماره دانشجويي 87000157600 در رشته اقتصاد انرژي که در تاريخ 25/11/ 90 از پايان نامه خود تحت عنوان : ارزيابي اقتصادي توليد بيواتانول از ضايعات نيشکرمطالعه موردي(کارخانه هفت تپه خوزستان) با کسب نمره 5/ 17و درجه بسيارخوب دفاع نموده ام بدينوسيله متعهد مي شوم:
1- اين پايان نامه حاصل تحقيق و پژوهش انجام شده توسط اينجانب بوده و در مواردي که از دستاوردهاي علمي و پژوهشي ديگران (اعم از پايان نامه ،کتاب ،مقاله و…) استفاده نموده ام ، مطابق ضوابط و رويه هاي موجود ، نام منبع مورد استفاده و ساير مشخصات آن را در فهرست ذکر و درج کرده ام.
2- اين پايان نامه قبلاً براي دريافت هيچ مدرک تحصيلي (هم سطح ،پايين تر يا بالاتر )در ساير دانشگاهها و موسسات آموزش عالي ارائه نشده است.
3- چنانچه بعد از فراغت ازتحصيل ، قصد استفاده و هر گونه بهره برداري اعم از چاپ کتاب، ثبت اختراع و …. از اين پايان نامه داشته باشم ، از حوزه معاونت پژوهشي واحد مجوزهاي مربوطه را اخذ نمايم.
4- چنانچه در هر مقطع زماني خلاف موارد فوق ثابت شود ، عواقب ناشي از آن را بپذيرم و واحد دانشگاهي مجاز است با اينجانب مطابق ضوابط و مقررات رفتار نموده و در صورت ابطال مدرک تحصيلي ام هيچگونه ادعايي نخواهم داشت.
نام و نام خانوادگي :
تاريخ و امضاء
بسمه تعالي
در تاريخ :25/11/90
دانشجوي کارشناسي ارشد آقاي/خانم مينا محمدزاده از پايان نامه خود دفاع نموده و با نمره 17.5
بحروف هفده ونيم و با درجه بسيار خوب
مورد تصويب قرار گرفت .
امضاء استاد راهنما :
بسمه تعالي
دانشكده اقتصاد و حسابداري
(اين چكيده به منظور چاپ در پژوهش‌نامه دانشگاه تهيه شده است”
نام واحد دانشگاهي: تهران مركزي کد واحد: 101كد شناسايي پايان‌نامه: 10120917901015 عنوان پايان‌نامه: ارزيابي اقتصادي توليد بيواتانول از ضايعات نيشکر مطالعه موردي:(کارخانه هفت تپه خوزستان)نام و نام خانوادگي دانشجو: مينا محمدزاده
شماره دانشجوئي: 87000157600
رشته تحصيلي: اقتصاد انرژيتاريخ شروع پايان‌نامه: 1/7/89
تاريخ اتمام پايان‌نامه: 10/11/90استاد / استادان راهنما: دکتر ابراهيم عباسي
استاد/استادان مشاور:دکتر عباسعلي ابونوري آدرس و شماره تلفن :تهران خ ستارخان خ کوثر دوم ک امين پ6 ط4 66431056چکيده پايان نامه (شامل خلاصه، اهداف، روش هاي اجرا و نتايج به دست آمده):
يکي از مهمترين مسائلي که به طور روزمره کليه کشورهاي جهان با آن سروکار دارند ،مسئله تامين انرژي مي باشد.کاهش ذخاير منابع فسيلي و افزايش قيمت نفت و فرآورده هاي آن از يک سو ولزوم توجه به کاهش آلودگي هاي زيست محيطي ناشي از سوخت هاي فسيلي از سوي ديگر ،کشورهاي جهان را ترغيب به استفاده از انرژيهاي تجديد شونده وپاک نموده است.از جمله منابع تجديدشونده که امروزه مورد توجه بسياري از کشورهاي اروپايي وآمريکايي قرار گرفته است،سوخت هاي زيستي (Biofuels)مي باشند.يکي از مهمترين انواع سوخت هاي زيستي ،بيواتانول (Bioethanol) مي باشد که از ضايعات محصولات کشاورزي همچون نيشکر ،گندم ،ذرت و چغندر قند توليد مي گردد.
در تحقيق حاضر بعد از معرفي وبيان ويژگيهاي سوخت هاي زيستي وبويژه بيواتانول به ارزيابي اقتصادي توليد بيواتانول با استفاده از ضايعات نيشکر کشت وصنعت هفت تپه خوزستان که يکي از توليد کنندگان عمده شکر در کشور مي باشد ،پرداخته شده است .نرم افزار مورد استفاده در اين تحقيق ،نرم افزار (COMFAR) مي باشد که از جمله مهمترين نرم افزار هاي مورد استفاده شرکتهاي مشاور سرمايه گذاري براي امکان سنجي (Feasibility Study) طرح ها مي باشد.

مناسب است
نظر استاد راهنما براي چاپ در پژوهش‌نامه دانشگاه تاريخ و امضاء:
مناسب نيست
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول: کليات تحقيق
1-1- بيان مسئله تحقيق2
1-2- اهميت و ضرورت انجام تحقيق4
1-3- اهداف تحقيق5
1-4 سوالات تحقيق5
5-1- فرضيه هاي تحقيق6
1-6- روشها و فنون اجرايي تحقيق6
1-7- ادبيات يا پيشينه تحقيق7
1-8- منابع مورد استفاده7
فصل دوم: ادبيات موضوع و پيشينه تحقيق
مقدمه9
2-1- تقسيم بندي انواع منابع انرژي10
2-2- سوختهاي زيستي (BIO-FUELS) و مزاياي استفاده از آن 11
2-3- وضعيت توليد سوختهاي زيستي در ايران 13
2-4- پروسه توليد مورد استفاده در اين طرح15
2-4-1- توليد اتانول از Biomass16
2-4-2- توليد اتانول از باگاس17
2-5- خواص اتانول18
2-6- انواع اتانول (الكل اتيليك)18
2-7- كاربرد اتانول (الكل اتيليك)19
2-8- روند تغييرات توليد اتانول در دنيا20
2-9- كالاي جايگزين21
2-10- اتانول به عنوان سوخت21
2-11- مزاياي زيست محيطي اتانول23
2-12- محصولات جنبي ناشي از توليد اتانول24
2-13- مزاياي افزودن 10% اتانول به بنزين25
2-14- مزاياي مهم اتانول در مقايسه با MTBE26
2-15- بازار جهاني اتانول 26
2-16- توليدكنندگان عمده اتانول 28
2-17- جايگزيني اتانول با MTBE در بنزين29
2-18- بررسي ظرفيت توليد اتانول در كشور32
2-19- بررسي ميزان واردات اتانول به كشور34
2-20- معرفي مكان پروژه (كشت و صنعت هفت تپه خوزستان)34
2-21- ويژگيهاي استان خوزستان35
2-21-1- آبهاي خوزستان35
2-21-2- آب و هوا35
2-21-3 – وضعيت بارندگي35
2-21-4 مدت روشنايي و انرژي خورشيدي35
2-22- گياه نيشكر36
2-23- وضعيت توليد نيشكر در ايران36
2-24- مزيت‌هاي نسبي هفت تپه خوزستان37
2-25- كشت و صنعت هفت تپه خوزستان38
2-25-1 تاريخچه تأسيس كارخانه38
2-25-2- كشت و برداشت نيشكر در هفت تپه39
2-25-3-توليد نيشكر در كارخانه40
2-25-4- فرآورده‌هاي جانبي توليد شكر41
فصل سوم: مباني نظري و متدولوژي تحقيق
مقدمه44
3-1- مباني نظري نحوه سنجش هزينه هاي اجتماعي45
3-2- مروري بر مطالعات انجام شده ومباني تئوريک45
3-3- مروري بر روش هاي ارزشگذاري بر محيط زيست46
3-3-1- روش هزينه فرصت از دست رفته(Opportunity Cost Approach)46
3-3-2- روش واکنش – دز (Dose-Response Approach)47
3-3-3- روش هزينه جايگزيني (Replacement Cost)47
3-3-4- روش مخارج پيشگيري يا رفتار تعديلي47
3-3-5- تقاضاي انتسابي (Ascribe Demand)47
3-3-6- روش هزينه سفر (Teravel Cost Method)48
3-3-7- روش هزينه بيماري 48
3-3-8- روش قيمت گذاري لذت گرايي (Hedonic Pricing Method)49
3-3-9- روش رفراندوم (Referendum Method)51
3-3-10- روش ارزش گذاري مشروط (Contingent Valuation Method)51
3-3-11- روش VSL (Value Of Statistical life)51
3-3-12- ديه52
3-3-13- روش درآمد52
3-3-14- روش بيمه53
3-3-15- پولي کردن اثرات خارجي منفي و مثبت 53
3-4- حرکت به سمت تخصيص بهينه اجتماعي وترغيب بکارگيري انرژي هاي پايدار54
3-5- توسعه پايدار56
3-6- انديشه توسعه پايدار58
3-7- مفهوم پايداري59
3-8- موانع تحقق پايداري 60
3-9- اهداف کارکردي توسعه پايدار61
3-10- الزامات توسعه پايدار61
3-11- تحليل هاي موجود در مورد توسعه پايدار 62
3-12- پروتکل کيوتو63
3-13- استفاده از MTBE در بنزين و اثرات زيست محيطي آن64
3-14- بررسي ميزان آلاينده ها و هزينه هاي اجتماعي آنها64
3-14-1- تأثيرات MTBE بر سلامت انسان65
3-14-2- ورود MTBE به منابع آب65
3-14-3- سرنوشت MTBE در منابع آب65
3-14-4- ورود MTBE به خاک66
3-15- روشهاي ارزيابي طرحهاي سرمايه گذاري66
3-15-1- روش ارزش فعلي خالص66
3-15-2- روش نرخ بازده داخلي IRR67
3-15-3- روش نسبت منافع به هزينه ها68
3-15-4- روش شاخص سودآوري68
فصل چهارم: برآورد الگو و تحليل فرضيه
مقدمه70
4-1- تحليل جايگاه صنعت در سياست هاي کلان اقتصادي کشور71
4-2- برآورد سرمايه گذاري مورد نياز طرح72
4-2-1- برآورد سرمايه ثابت73
4-2-1-1- زمين و ساختمان سازي73
4-2-1-2- تاسيسات و تجهيزات جانبي74
4-2-1-3- تجهيزات اصلي پروسه توليد75
4-2-1-4- هزينه وسائل اداري75
4-2-1-5- هزينه وسائل نقليه عمومي76
4-2-1-6- دانش فني و مديريت پروژه76
4-2-1-7- هزينه هاي قبل از بهره برداري76
4-2-2- برآورد هزينه هاي توليد77
4-2-2-1- هزينه حقوق و دستمزد پرسنل77
4-2-2-2- مواد اوليه78
4-2-2-3- هزينه تعمير و نگهداري79
4-2-2-4- هزينه هاي سالانه انرژي79
4-2-2-5- ساير هزينه ها79
4-2-2-6- هزينه بيمه79
4-2-2-7- هزينه استهلاک80
4-2-3- قيمت فروش80
4-2-4- محاسبه سرمايه در گردش81
4-2-5- برآورد کل سرمايه گذاري طرح81
4-3- خروجي هاي نرم افزار کامفار و تفسير آنها82
4-4- آناليز حساسيت82
4-5- نسبت سود خالص به کل فروش84
4 -6- ارزش حال خالص (NPV) به کل حجم سرمايه گذاري85
4 -7- صورت خلاصه طرح با ماليات86
4-8- حساسيت IRR نسبت به تغيير نرخ تنزيل89
4-9- مقايسه اقتصادي استفاده از MTBE واتانول در بنزين105
فصل پنجم: نتيجه گيري و پيشنهادات
مقدمه108
5-1- بررسي استراتژيکي جايگزيني MTBE با بيواتانول110
5-2- نتايج حاصل از تحقيق111
5-3- پيشنهادات 113
5-3-1- پيشنهادهاي حاصل تحقيق113
5-3-2- پيشنهاد براي مطالعات آتي114
پيوستها وضمائم115
منابع ومآخذ120
چکيده ا نگليسي123
فهرست جداول
عنوان صفحه
جدول 2-1 خواص اتانول18
جدول 2-2- توليدكنندگان جهاني اتانول28
جدول 2-3- واحدهاي توليدي الكل اتيليك33
جدول 2-4- ميزان توليد نيشكر در ايران (تن)37
جدول 3-1- خلاصه اي از مهمترين روشهاي دروني سازي آثار خارجي زيست محيطي55
جدول 4-1- ميزان سرمايه گذاري مورد نياز طرح73
جدول4- 2- هزينه هاي عمليات ساختمان سازي و محوطه سازي74
جدول 4- 3 – هزينه هاي خريد و نصب تاسيسات و تجهيزات جانبي74
جدول 4- 4 – هزينه خريد و نصب ماشين آلات خط توليد و تجهيزات آزمايشگاهي75
جدول 4- 5 – هزينه هاي اثاثيه و لوازم اداري75
جدول 4- 6- هزينه وسائل نقليه76
جدول 4-7- هزينه دانش فني76
جدول 4- 8 – هزينه هاي قبل از بهره برداري76
جدول 4- 9 – هزينه حقوق و دستمزد پرسنل77
جدول 4- 10- هزينه مواد اوليه مورد نياز78
جدول 4-11 – هزينه تعمير و نگهداري79
جدول 4-12- هزينه انرژي مصرفي79
جدول 4- 13 – ساير هزينه ها79
جدول 4- 14 – هزينه بيمه کارخانه79
جدول 4- 15- هزينه استهلاک80
جدول 4- 16- قيمت فروش محصول80
جدول 4- 17 – برآورد سرمايه در گردش81
جدول 4- 18- سرمايه گذاري طرح81
جدول 4-19- اثربخشي استفاده از اتانول با درصدهاي مختلف در بنزين105
جدول4-20- اثربخشي استفاده از MTBE با درصدهاي مختلف در بنزين105
جدول 4-21- تفاوت قيمت جايگزيني بيواتانول (99.5 درصد) با MTBE106
فهرست نمودارها
عنوان صفحه
نمودار 2-1- رشد توليداتانول در دنيا21
نمودار 2-2- توليد جهاني اتانول27
نمودار 2-3- مصرف جهاني اتانول27
نمودار 4-1- حساسيت IRR نسبت به درآمد فروش ،افزايش سرمايه گذاري ثابت و هزينه هاي عملياتي83
نمودار 4 -2 – نسبت سود خالص به کل فروش84
نمودار 4- 3 – ارزش حال خالص (NPV) به کل حجم سرمايه گذاري85
فصل اول:
کليات تحقيق
1-1- بيان مسئله تحقيق:
استفاده روز افزون از سوخت هاي فسيلي افزايش قيمت محصولات نفتي و کاهش ذخاير موجود سبب گسترش تحقيقات در زمينه منابع جديد و تجديد پذير انرژي و تلاش در جهت کاهش تکيه بر سوخت هاي فسيلي از جمله نفت و محصولات نفتي شده است .
از جمله منابع تجديد پذير انرژي که ميتواند جايگزيني براي سوخت هاي فسيلي شود و امروزه بسيار مورد توجه کشورهاي اروپايي و آمريکايي قرار گرفته است “سوخت هاي زيستي” ميباشند که خود به چند گروه از جمله “بيواتانول” تقسيم مي شوند .
بيواتانول يکي از انواع الکلها با فرمول C2H5OH مي باشد که به آن نامهاي گوناگوني نظير الکل اتيليک ،الکل غلات و… نسبت داده ميشود . اتانول دومين عنصر از سري الکلهاي آليفاتيک است که کاملا در آب و حلالهاي آلي حل ميشود و بسيار آبدوست ميباشد . اتانول مايعي بيرنگ با بويي مطبوع ميباشد و اغلب اتانولي که در صنعت از آن استفاده ميشود الکل 95% يا الکل 95 درجه گويند که 95% آن الکل و 5% آن آب است و از نظر شيميايي از نقطه انجمادي برابر 115- درجه سلسيوس و نقطه جوشي معادل 78 درجه سلسيوس و وزن مخصوصي برابر79. 0 g/ml در 20 درجه سلسيوس برخوردار است. بيواتانول از تبخير مؤلفه هاي قندي بيوماس به وجود ميآيد و امروزه بيشتر از محصولات نشاسته اي و قندي تهيه ميشود . با پيشرفته شدن فناوري از بيوماس سلولزي مانند درختان و سبزه ها نيز براي تهيه اتانول استفاده ميشود .مواد اوليه اي که براي توليد بيواتانول مورد استفاده قرار ميگيرند عبارتند از :
– ضايعات کشاورزي از قبيل پسمانده مواد و محصولات مانند ساقه ها ، برگها وسبوس غلات .
– ضايعات جنگلي مانند بريده ها و خاک اره هاي نجاري ، درختان مرده و شاخه هاي درختان .
– ضايعات جامد شهري شامل زباله هاي خانگي و محصولات کاغذي .
– ضايعات صنعتي مانند فرآورده هاي کاغذ سازي و مايع سياه .
– مواد انرژي زا مثل درختان بارشد سريع و علف هايي که به طور مشخص براي اين کار توليد ميشوند .
بيواتانول سوختي است که از ضايعات محصولات کشاورزي (منابع تجديد پذير ) توسط فرايند تخميري توليد ميگردد . از جمله اين محصولات کشاورزي ميتوان به نيشکر گندم جو برنج چغندر قند ذرت و … اشاره نمود. اتانول در صنايع سوختي غذايي دارويي آرايشي و بهداشتي کاربرد دارد اما استفاده از آن به عنوان سوخت کامل يا ترکيبي با بنزين به سرعت در حال افزايش است. کشورهاي اروپايي در نظر دارند 10% سوخت مصرفي در بخش حمل و نقل جاده اي خود را از سوخت هاي زيستي تامين کنند . ساير کشور هاي دنيا از جمله برزيل آفريقاي جنوبي چين و هند فعاليت هاي زيادي را براي جايگزيني سوخت هاي زيستي به جاي سوخت هاي فسيلي آغاز کرده اند.
قابل ذکر است امروزه اتانول به روشهاي زير در بنزين به کار مي رود :
1- دوبار فرموله کردن بنزين
2- مخلوط نمودن اتانول با بنزين با در صدهاي مختلف
3- اکسيژنه نمودن بنزين جهت کنترل مونوکسيد کربن
از سويي ساليانه ميليونها تن ضايعات کشاورزي در کشور توليد ميشود که قسمت عمده آن معدوم ميگردد . بنابراين در صورتي که بتوان با روشي اين ضايعات را به ماده اي سوختي تبديل نمود صرفه هاي اقتصادي فراواني براي کشور دارد . همچنين در صورتي که قيمت تمام شده محاسبه شده اتانول داخلي با منبع اوليه نيشکر پايين تر از قيمت کشور هاي اروپايي که مصرف کننده عمده اين ماده هستند باشد ميتوان براي صادرات اين ماده نيز آينده اي در نظر گرفت .
در تحقيق حاضر تلاش مي گردد ضمن معرفي اجمالي روش توليد بيواتانول از ضايعات کشاورزي (منبع اوليه باگاس نيشکر) به مطالعه موردي ضايعات کشت وصنعت هفت تپه خوزستان جهت تخمين ميزان توليد بيواتانول دراين واحد و مباحث مربوط به هزينه – فايده آن بپردازيم .
در بخش ديگر اين تحقيق به بررسي صرفه هاي اقتصادي ناشي از جايگزيني بيواتانول توليدي با (درجه خلوص99.5%)MTBE موجود در بنزين توليد داخل ميپردازيم. شرکت کشت وصنعت نيشکرهفت تپه خوزستان وکارخانه نيشکرهفت تپه ،درسال1339تاسيس شده است وامروز زير مجموعه وزارت جهاد کشاورزي است.اين شرکت تاکنون توانسته نقش بسياربالايي درتوليد شکرايران ايفا نمايد.کارخانه با ظرفيتي بيش از صد هزار تن در سال ، 10در صد شکر مورد نياز کشور را توليد ميکند . کشت و صنعت هفت تپه 13000 هکتار زمين زير کشت و زمينهاي بسيار زياد کشت نشده دارد . در اين مساحت ، سالانه بين 100 تا 120 تن در هکتار نيشکر برداشت مي شود. در کارخانه نيشکرهفت تپه علاوه بر شکر سفيد فراورده هاي ديگري به دست مي آيد که عبارتند از: 1- باگاس با تفاله نيشکر: باقيمانده ساقه نيشکر پس از آن که عصاره آن گرفته شد به نام باگاس معروف است که از آن به منظور توليد کاغذ فيبر و تخته استفاده ميگردد . باگاس به عنوان يکي از عوامل آلوده کننده محيط زيست شناخته شده است و حاوي مواد ليگنوسلولزي بوده که اين ترکيبات جزء ترکيبات پلي ساکاريد و غير قابل تجزيه توسط باکتري ها ميباشند. با استفاده از روش مشروح در اين تحقيق امکان توليد اتانول از ضايعات مجتمع هاي توليد نيشکر وجود دارد که اين روش به صورت گسترده در برزيل آمريکا و کانادا جهت توليد اتانول جايگزين سوخت کاربرد دارد .
2- ملاس: به باقيمانده شربت غليظ پس از پخت هاي متعدد نيشکر که داراي مواد قندي است و امکان خارج نمودن آن به صورت کريستال شکر نميرود ملاس گفته ميشود . ملاس نيشکر به دليل داشتن ترکيبات معدني بيش از اندازه از لحاظ توليد کنند گان اتانول غير صنعتي مطلوب نميباشد. لذا يکي از کاربردهاي ملاس نيشکر توليد اتانول صنعتي براي جايگزيني در سوخت است .
سعي ميشود اين طرح کاملا با کاربرد علمي و صنعتي براي هر دو گروه پژوهشگران در انرژي هاي تجديد پذير و سرمايه گذاران در ايده هاي نو جهت استفاده ارائه گردد.
1-2- اهميت و ضرورت انجام تحقيق:
با توجه به پايان پذيري انرژي هاي فسيلي و افزايش روزافزون قيمت آن وآلودگي هاي زيست محيطي و پايين آمدن ظرفيت توليد اين نوع سوخت ها در ايران و حتي در جهان جستجوي منابع جايگزين به لحاظ اقتصادي مهم ميباشد.پيل هاي سوخت هيدروژن و سوخت هاي بيواتانول ، از گزينه هاي جايگزيني براي بنزين ميباشد که هيچ يک از اين دو مورد براي محيط زيست در مقايسه با بنزين مشکلي ايجاد نميکنند.تکنولوژي پيل سوخت هيدروژن بسيار گران است و براي بهره گيري انبوه نياز به تحقيقات بسياري دارد . ولي بيو اتانول ماده ارزان قيمت تر است و ميتوان آنرا از ضايعات و پسماندها تهيه کرد .
با توجه به مواد اوليه قابل دسترس، کشورهاي مختلف از مواد متفاوتي براي اين کار استفاده ميکنند به طور مثال در برزيل از نيشکر و در آمريکا از ذرت و در سوئد و کانادا از ضايعات چوب و در ايتاليا از ضايعات فرآيند توليد نوشيدني ها و در ايران از ملاس چغندر و نيشکر نيز ياد ميشود. البته از اتانول به عنوان جايگزيني براي ماده MTBE استفاده ميکنند.
ماده MTBEبراي افزايش عدد اکتان بنزين ، بهبود احتراق و بهبود خاصيت ضد تقه آن مورد استفاده قرار ميگيرد. اين ماده اکسيد کنندهاي است که اکسيژن داخل بنزين را بين 2 تا 7. 2 درصد تنظيم ميکند و آرام سوزي بنزين را افزايش ميدهد . همچنين باعث کاهش مواد آروماتيکي که نوعي مواد مضر هستند ميشود. البته چند سالي است که گزارشهاي مختلفي در مورد آلودگي آبهاي زير زميني، هوا و خاک به وسيله اين ماده آلي منتشر شده است .
در اروپا از ابتداي سال 2006 ميلادي اضافه کردن 2 % بيواتانول به بنزين مصرفي در جايگاههاي سوخت اجباري شده است. حذف MTBE و جايگزيني بيواتانول در اکثر ايالات آمريکا اجرايي شده است . در ايران بالغ بر 40 کارخانه توليد کننده الکل وجود دارد که با مشکلات زيادي روبرو هستند و اغلب دچار فرسودگي تجهيزات اند و همگي براي توليد الکل ، از ملاس استفاده ميکنند. در حال حاضر بزرگترين کارخانه در ايران سالانه 33 ميليون ليتر الکل بيواتانول توليد ميکند جايگزيني حتي 5% از بنزين توسط اتانول (يا حداقل ترکيبي از بنزين و اتانول) در موتورهاي فعلي اتومبيل ها، نه تنها مشکلي ايجاد نميکند بلکه باعث کاهش 12.7 درصدي واردات بنزين خواهد شد .
ميدانيم که بيواتانول يک جايگزين تجديد پذير براي سوخت هاي فسيلي است.بنابراين تحقيق در زمينه اين نوع صنعت با در نظر گرفتن حجم بالاي ضايعات کشاورزي در ايران (نهاده اوليه) و بررسي صرفه هاي اقتصادي ناشي از آن امري حياتي بشمار مي رود وبا مطالعه موردي کشت و صنعت هفت تپه مي توان اين روش را به ساير نقاط و واحدهاي عمده کشاورزي در ايران بسط داد.
1-3- اهداف تحقيق:
1- معرفي سوخت هاي زيستي (BIO FUELS)
2- معرفي صنعت توليد بيواتانول.
3- بررسي ضايعات نيشکر درکشت و صنعت هفت تپه خوزستان.
4- بررسي ظرفيت توليد بيواتانول با استفاده از ضايعات کشت و صنعت هفت تپه.
5- معرفي هزينه ها و منافع توليد بيواتانول.
6- بررسي منافع اقتصادي جايگزيني بيواتانول توليدي با MTBE در بنزين توليدي کشور .
7- بررسي امکان ايجاد اشتغال درناحيه هفت تپه خوزستان با استفاده از انرژي هاي نو.
1-4 سوالات تحقيق:
1- آيا توليد بيواتانول با استفاده از ضايعات نيشکرهفت تپه امکان پذيراست ؟
2- ظرفيت توليد بيواتانول با استفاده از ضايعات نيشکر موجود درهفت تپه به چه ميزان است؟
3- قيمت تمام شده بيواتانول در هفت تپه چقدر است؟
4- با توجه به قيمت تمام شده بيواتانول آيا جايگزيني آن با MTBE در بنزين توليد داخل کشور توجيه اقتصادي دارد ؟
5- با توجه به قيمت تمام شده بيواتانول آيا امکان صادرات اين محصول به ساير کشورها وجود دارد؟
5-1- فرضيه هاي تحقيق:
1- توليد بيواتانول با استفاده از ضايعات نيشکردرتوليدات کارخانه هفت تپه خوزستان اقتصادي است.
2- جايگزيني بيواتانول با MTBE در توليد بنزين باعث ايجاد منافع اقتصادي ميشود.
3 – گسترش توليد بيو اتانول باعث ايجاد اشتغال در مناطق شهري و روستايي مي گردد .
1-6- روشها و فنون اجرايي تحقيق:
روش تحقيق از شيوه روشهاي تحليلي- توصيفي است.
ابتدا صنعت توليد بيواتانول با استفاده از مطالعات کتابخانه اي و بررسي اسناد فني و مشاوره با کارشناسان از طريق مراجعه به مراکز پژوهشي استفاده از پايان نامه هاي دانشگاهي مراجعه به کتابخانه هاي تخصصي استفاده از مقالات علمي در نشريات پژوهشي مورد بررسي قرار خواهد گرفت سپس هزينه ها و منافع توليد بيواتانول با استفاده از ضايعات نيشکر برآورد ميشود و با استفاده از نرم افزار کامفار نسبت به آزمون فرضيه و پاسخ به سؤالات مطرح شده اقدام ميگردد.
در بخش تحليل هزينه- فايده از نرمافزار (COMFAR) براي محاسبه شاخص هايي چون ارزش حال حاضر NPV، نرخ بازده داخلي IRR ، دوره بازگشت سرمايه PAYBACK PERIOD و استخراج روابط و نمودارها استفاده شده است.
1-7- ادبيات يا پيشينه تحقيق:
تا کنون در زمينه سوخت هاي زيستي و به ويژه مباحث مربوط به ارزيابي اقتصادي واحد هاي توليد آنها با توجه به پتانسيل هاي موجود در کشور فعاليت هاي عمده اي صورت نگرفته است و اين از جمله ويژگيها و امتيازات اين طرح ميباشد .
_از جمله مطالعات صورت گرفته در مورد روش توليد اتانول ميتوان به پايان نامه آقاي احسان کهريزي کارشناسي ارشد رشته بيوتکنولوژي دانشگاه صنعتي شريف با عنوان “توليد الکل از ضايعات ليگنوسلولزي به روش آبکافت و تخمير همزمان” اشاره کرد که فاقد جنبه هاي اقتصادي است .
– ونيز مي توان به پايان نامه آقاي عليرضا گلزار کارشناس ارشد اقتصاد دانشگاه آزاد اسلامي واحد تهران مرکز با عنوان” بررسي اقتصادي توليد بيواتانول به منظورجايگزيني با MTBE در ايران اشاره کرد که آن تحقيق فقط بر روي ضايعات گندم انجام گرفته است.
– همچنين مطالعاتي در مورد امکان استفاده از اتانول در سوخت بنزين توسط موسسه صنعت نفت کشور صورت گرفته است .
مهمترين تحقيق در سطح جهاني که هم جنبه هاي اقتصادي و هم جنبه هاي فني را در بر ميگيرد طرح توليد بيواتانول با استفاده از ليگنو سلولزها (بررسي شده توسط سازمان NREL) (NATIONAL RENEWABLE ENERGY LABORATORY) ميباشد.
1-8- منابع مورد استفاده:
– سازمان مطالعات بين المللي انرژي
– سازمان بهينه سازي مصرف سوخت کشور
– پايان نامه هاي دانشکده تربيت مدرس دانشکده کشاورزي قابل دسترس در وب سايت :
http://www.modares.ac.ir
– وزارت جهاد کشاورزي دفتر آمار و فناوري اطلاعات بانک اطلاعات زراعت قابل دسترس در
وب سايت : http://www.maj.ir – مجله اقتصاد انرژي شماره 105
فصل دوم
ادبيات موضوع
و
پيشينه تحقيق
مقدمه:
يکي از مهمترين مسائل که به طور روزمره کليه کشورهاي جهان با آن سروکار دارند مسئله تأمين انرژي است. سهم انرژي در توليد محصول ملي تقريباً در تمامي کشورها نسبت به ساير عوامل توليد افزايش قابل ملاحظه اي يافته است. به دليل استفاده روزافزون از عامل انرژي و همچنين افزايش شدت انرژي در توليد محصول ملي، امروزه کالاهايي که در آنها بيشتر از سرمايه و نيروي کار استفاده مي شده است، جاي خود را به کالاهايي داده اند که در توليد آنها بيشتر از انرژي استفاده مي شود، به همين دليل در جوامع پيشرفته، انرژي خمير مايه توسعه اقتصادي محسوب مي شود.
استفاده روزافزون از سوختهاي فسيلي، افزايش قيمت محصولات نفتي و کاهش ذخاير موجود، محققان را در جهت يافتن منابع جديد انرژي غيرنفتي ترغيب نموده است. در حال حاضر ميزان تقريبي حجم ذخاير نفتي جهان به اندازه اي است که چنانچه روند تکيه بر سوختهاي فسيلي ادامه يابد در آينده نزديک، جهان با مشکلات زيادي در موارد زيست محيطي و کمبود مواد اوليه و کاهش سرعت رشد اقتصادي مواجه خواهد شد.
با افزايش قيمت جهاني نفت، در عمل تقاضا براي بازه گسترده اي از انرژي هاي تجديدناپذير، از توربين هاي بادي گرفته تا ماشين هاي الکل سوز، افزايش يافته است. اگر چه روي آوردن به سوخت هاي جديد تنها هنگامي نمايان مي شود که قيمت نفت در بازارهاي جهاني به يکباره اوج مي گيرد، اما جنبش انرژي هاي تجديدپذير به تدريج در حال وارد شدن به مرحله جديدي از پويايي است.
امروزه توليد و مصرف انرژي هاي جانشين نه تنها واکنشي سريع و احساسي به تغيير کوتاه مدت قيمت هاي جهاني سوخت هاي فسيلي است، بلکه افراد با نگاهي سطحي به ميزان ذخاير موجود انرژي و تعدد مسائل زيست محيطي درمي يابند که چاره اي جز روي آوردن به اقتصادهاي مبتني بر انرژي هاي جانشين در شهرها روستاهاي خود ندارند.
در اين فصل پس از بيان تقسيم بندي انواع انرژي، به معرفي سوختهاي زيستي به عنوان يکي از مهمترين منابع انرژي تجديدپذير پرداخته و سپس بيواتانول را به عنوان يکي از انواع سوختهاي زيستي مورد بررسي اجمالي قرار مي دهيم. بعداز آن وضعيت توليد سوختهاي زيستي در ايران ونيز روش و فرآيند توليد بيو اتانول از باگاس به صورت مختصر آورده شده است. سپس به معرفي ويژگيهاي شيميايي و فيزيكي اتانول به عنوان محصول اين پروژه مي‌پردازيم و آمار و اطلاعات منتشره در مورد ميزان توليد جهاني وداخلي كشورهاي مختلف و كاربردها و مزاياي زيست محيطي اتانول آورده شده است. درقسمت پاياني اين فصل پس از بيان ويژگيهاي استان خوزستان به عنوان شكرستان ايران و خصوصيات گياه نيشكر و وضعيت توليد آن در ايران، به معرفي كشت و صنعت هفت تپه خوزستان و برشمردن امتيازات و ويژگيهاي آن براي احداث واحد توليدبيواتانول مي‌پردازيم.
2-1- تقسيم بندي انواع منابع انرژي
منابع انرژي را بر اساس طبيعت منابع يا فناوري تبديل آنها دسته بندي مي کنند. از نقطه نظر طبيعت منابع، انرژي يا از منابع پايان پذير و يا از منابع تجديدشونده بوجود مي آيد. نفت به عنوان سوخت مايع، زغال سنگ به عنوان سوخت جامد، گاز طبيعي به صورت سوخت گاز و اورانيم به صورت سوخت هسته اي يا معدني در تامين انرژي انسانها مورد استفاده قرار مي گيرند. منابع انرژي مذکور جزو منابع پايان پذيرند. مصرف منابع پايان پذير موجب کاهش سريع ظرفيت ذخاير مي شود، طوري که طبيعت آنها را مجدداً جايگزين و يا جبران نمي کند. از اين رو توليد و تکثير مجدد منابع پايان پذير در طبيعت خود به خود صورت نمي گيرد و بدين جهت استخراج و بهره برداري از اين ذخاير طول عمر آنها را محدودتر و کوتاهتر مي کند.1
از طرف ديگر، انرژي تجديدپذير از منابع تجديدشونده بوجود مي آيد که طبيعت مصرف آن را جبران مي کند و خودبخود در طبيعت تجديد مي شود. انرژي تجديدپذير دائمي بوده و در مناطق مختلف جهان از نظر کيفيت و کميت متفاوت اند.
از سال 1973 کشورهاي واردکننده نفت تحقيقات بيشتري را در مورد جايگزين نمودن انرژيهاي تجديدشونده بجاي سوختهاي فسيلي آغاز نمودند و به گسترش تحقيقات در مورد انرژي هاي تجديدپذير از جمله انرژي خورشيدي، باد، آب، انرژي حاصل از اختلاف حرارت سطح و عمق اقيانوسها، انرژي جزر و مد، گرماي درون زمين، امواج دريا، انرژي شيميايي، سوختهاي زيستي پرداختند که نتيجه اين تحقيقات موجب پيشرفت تکنولوژي و کاهش تکيه بر سوختهاي فسيلي شده است. حرکت در اين مسير پيشرفت از دو جنبه قابل تامل است: 1- کاهش وابستگي به سوختهاي فسيلي که بخصوص براي کشورهاي واردکننده نفت حائز اهميت است. 2- مسائل زيست محيطي و تلاش در جهت کاهش آلودگيهاي ناشي از سوختهاي فسيلي که مورد توجه اغلب جهانيان است.
بايد توجه داشت که با توجه به کاهش ذخاير سوختهاي فسيلي و بخصوص نفت و پيشرفت کشورهاي توسعه يافته در جايگزيني سوختهاي تجديدشونده با سوختهاي فسيلي، بايد کشورهاي در حال توسعه نيز استراتژيهاي توسعه اي خود را به سمت استفاده از انرژيهاي تجديدشونده سوق دهند. نمونه بارز چنين استراتژيهايي در کشور برزيل ديده مي شود.
2-2- سوختهاي زيستي (BIO-FUELS) و مزاياي استفاده از آن
از جمله منابع تجديدپذير انرژي که امروزه بسيار مورد توجه کشورهاي اروپايي و آمريکايي قرار گرفته است، سوخت هاي زيستي (Biofuels) مي باشند. اين نوع سوختها از جنبه هاي تجزيه پذيري، جايگزيني سريع مواد اوليه و سازگاري هاي زيست محيطي از اهميت بسزايي برخوردار مي باشند. توجه به سوختهاي زيستي از اواخر دهه 70 و اوايل دهه 80 ميلادي در آمريکا و اروپا آغاز شده و روز به روز بر اهميت آن افزوده مي گردد، به طوريکه کشورهاي اروپايي تا سال 2010 ميلادي حدود 10 درصد از سوخت موردنياز خود در حمل و نقل جاده اي را توسط سوختهاي زيستي جايگزين نموده اند.2 يکي از پيش بيني هاي خوش بينانه بيان مي دارد که تا سال 2050 ميلادي نيمي از تقاضاي انرژي کشورهاي توسعه يافته بوسيله سوختهاي زيستي تامين خواهد شد3 که اين امر لزوم توجه به سوختهاي زيستي براي کشورهاي در حال توسعه را نيز نشان مي دهد.
از جمله تجربيات موفق در بين کشورهاي در حال توسعه مي توان به پيشرفت کشورهاي چين، هندوستان و برزيل در استفاده از اينگونه انرژيها اشاره کرد.
سوخت هاي زيستي نوعي از سوخت ها هستند که از منابع زيست توده (بيوماس) (BIOMASS) به دست مي آيند. زيست توده اصطلاحي در زمينه انرژي براي توصيف کليه محصولات ناشي از فتوسنتز در ميان انواع منابع تجديدپذير مي باشد. اين سوخت ها شامل اتانول مايع، متانول، بيوديزل و سوخت هاي ديزل گازي همچون هيدروژن و متان است. تحقيقات روي سوخت هاي زيستي با سه هدف عمده انجام مي شود که عبارتند از:
– توليد سوخت هاي زيستي
– پيدا کردن راه هاي بهره گيري و استفاده از آن
– تعيين پراکندگي ساخت ها آن
از منابع اوليه توليد اين سوخت ها مي توان به ضايعات چوبي، تفاله هاي محصولات کشاورزي، نيشکر، غلات، روغن گياهان و سبزيجات اشاره کرد.
استفاده از سوخت هاي زيستي در کشورهاي مختلف جهان نتايجي در برداشته است، از جمله:4
1- در صورت کاهش هزينه هاي توليد مانند استفاده از ضايعات کشاورزي ارزانتر از فرآورده هاي نفتي هستند.
2- موجب کاهش وابستگي به کشورهاي توليدکننده نفت مي شوند.
3- تميزتر مي سوزند و اثرات زيست محيطي کمتري دارند.
4- گازهاي گلخانه اي کمتري توليد مي کنند.
5- موجب توسعه سريعتر مناطق روستايي مي شوند که در نتيجه سبب کاهش مهاجرت به شهرها مي گردند.
6- مي توانند صنايع صادراتي جديدي براي کشورهاي در حال توسعه ايجاد کنند.
7- هر کشوري با هر سطح تکنولوژي مي تواند قدم در راه استفاده از سوختهاي زيستي بردارد.
8- امکان سرمايه گذاري و همکاري بين کشورهاي در حال توسعه را ايجاد مي کند.
سوختهاي زيستي شامل بيو اتانول (Bio ethanol)، بيومتانول (Bio methanol)، بيوديزل (Bio diesel)، بيو گاز (Bio gas)، بيو سنتتيک گاز (Bio syngas) و بيو هيدروژن (Bio hydrogen) مي شود.
از انواع سوختهاي زيستي ذکرشده در بالا که بخصوص امروزه بسيار مورد توجه قرار گرفته اند بيوديزل (Biodiesel) و بيو اتانول (Bio ethanol) مي باشند.
بيوديزل سوختي است که از گياهان روغني از جمله کلزا، سويا، آفتابگردان و جاتروا بدست مي آيد و به عنوان جايگزين براي درصدي از گازوئيل به کار مي رود. اختلاط اين محصول با گازوئيل در برخي از کشورهاي اروپايي و آمريکايي به صورت قانون در آمده است. از جمله مزاياي بيوديزل نسبت به سوخت ديزل معمولي به موارد زير مي توان اشاره نمود:
تجزيه پذيري بيشتر، کاهش انتشار آلاينده هايي از جمله اکسيد گوگرد و منواکسيد کربن و ذرات معلق، کاهش بو، دوده، ايمني بيشتر به هنگام استفاده و افزايش روانکاوي موتور.
سوخت زيستي ديگري که مورد توجه بسياري از کشورهاي اروپايي و آمريکايي قرار گرفته است، بايواتانول مي باشد. بيو اتانول سوختي است که از ضايعات محصولات کشاورزي (منابع تجديدپذير) توسط فرآيند تخميري توليد مي گردد. از جمله اين محصولات کشاورزي مي توان به نيشکر، گندم، جو، برنج، چغندرقند، ذرت و… اشاره نمود. البته لازم است توجه داشته باشيم که اگر سوخت الکلي با استفاده از مواد زايد و دور ريختني در بخش کشاورزي و دامپروري نظير: ساقه نيشکر، کاه و کلش، چوب ذرت و ساير موادي که طبيعتاً دور ريخته مي شوند ساخته شود، نيازي به زمين اضافي براي زير کشت بردن نخواهيم داشت.
اتانول در صنايع سوختي، غذايي، داروئي، آرايشي و بهداشتي کاربرد دارد اما استفاده از آن به عنوان سوخت کامل يا ترکيبي با بنزين به سرعت در حال افزايش است و هزينه هاي جهاني توليد بايواتانول پيوسته در حال کاهش مي باشد، به طوريکه در حال حاضر بسياري از کشورهاي دنيا برنامه هاي گوناگوني براي توليد اتانول جهت جايگزيني آن به عنوان سوخت مصرفي در دست اجرا دارند که از جمله اين کشورها مي توان به برزيل، آمريکا، ايتاليا، آفريقاي جنوبي اشاره کرد.5
قابل ذکراست امروزه اتانول به روشهاي ذيل در



قیمت: تومان


دیدگاهتان را بنویسید