زمستان 1390

 

 

 

 

چکیده پایان نامه (شامل خلاصه، اهداف، روش های اجرا و نتایج به دست آمده):

یکی از مهمترین مسائلی که به طور روزمره کلیه کشورهای جهان با آن سروکار دارند ،مسئله تامین انرژی می باشد.کاهش ذخایر منابع فسیلی و افزایش قیمت نفت و فرآورده های آن از یک سو ولزوم توجه به کاهش آلودگی های زیست محیطی ناشی از سوخت های فسیلی از سوی دیگر ،کشورهای جهان را ترغیب به استفاده از انرژیهای تجدید شونده وپاک نموده است.از جمله منابع تجدیدشونده که امروزه مورد توجه بسیاری از کشورهای اروپایی وآمریکایی قرار گرفته است،سوخت های زیستی (Biofuels)می باشند.یکی از مهمترین انواع سوخت های زیستی ،بیواتانول (Bioethanol) می باشد که از ضایعات محصولات کشاورزی همچون نیشکر ،گندم ،ذرت و چغندر قند تولید می گردد.

در تحقیق حاضر بعد از معرفی وبیان ویژگیهای سوخت های زیستی وبویژه بیواتانول به ارزیابی اقتصادی تولید بیواتانول با بهره گرفتن از ضایعات نیشکر کشت وصنعت هفت تپه خوزستان که یکی از تولید کنندگان عمده شکر در کشور می باشد ،پرداخته شده است .نرم افزار مورد استفاده در این تحقیق ،نرم افزار (COMFAR) می باشد که از جمله مهمترین نرم افزار های مورد استفاده شرکتهای مشاور سرمایه گذاری برای امکان سنجی (Feasibility Study) طرح ها می باشد.

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                              صفحه

 

فصل اول: کلیات تحقیق

1-1- بیان مسئله تحقیق………………………………………………………………………………………….. 2

1-2- اهمیت و ضرورت انجام تحقیق………………………………………………………………………… 4

1-3- اهداف تحقیق……………………………………………………………………………………………….. 5

1-4 سوالات تحقیق……………………………………………………………………………………………….. 5

5-1- فرضیه های تحقیق…………………………………………………………………………………………. 6

1-6- روشها و فنون اجرایی تحقیق……………………………………………………………………………. 6

1-7- ادبیات یا پیشینه تحقیق…………………………………………………………………………………… 7

1-8- منابع مورد استفاده…………………………………………………………………………………………. 7

فصل دوم: ادبیات موضوع و پیشینه تحقیق

مقدمه………………………………………………………………………………………………………………….. 9

2-1- تقسیم بندی انواع منابع انرژی………………………………………………………………………….. 10

2-2- سوختهای زیستی (BIO-FUELS) و مزایای استفاده از آن …………………………………. 11

2-3- وضعیت تولید سوختهای زیستی در ایران ………………………………………………………….. 13

2-4-  پروسه تولید مورد استفاده در این طرح……………………………………………………………… 15

2-4-1- تولید اتانول از Biomass…………………………………………………………………………. 16

2-4-2- تولید اتانول از باگاس………………………………………………………………………………… 17

2-5- خواص اتانول……………………………………………………………………………………………… 18

2-6- انواع اتانول (الكل اتیلیك)………………………………………………………………………………. 18

2-7- كاربرد اتانول (الكل اتیلیك)……………………………………………………………………………. 19

2-8- روند تغییرات تولید اتانول در دنیا…………………………………………………………………….. 20

2-9- كالای جایگزین……………………………………………………………………………………………. 21

2-10- اتانول به عنوان سوخت………………………………………………………………………………… 21

2-11- مزایای زیست محیطی اتانول…………………………………………………………………………. 23

2-12- محصولات جنبی ناشی از تولید اتانول……………………………………………………………… 24

2-13- مزایای افزودن 10% اتانول به بنزین………………………………………………………………… 25

2-14- مزایای مهم اتانول در مقایسه با MTBE…………………………………………………………. 26

2-15- بازار جهانی اتانول …………………………………………………………………………………….. 26

2-16- تولیدكنندگان عمده اتانول ……………………………………………………………………………. 28

2-17- جایگزینی اتانول با MTBE در بنزین……………………………………………………………. 29

2-18- بررسی ظرفیت تولید اتانول در كشور………………………………………………………………. 32

2-19- بررسی میزان واردات اتانول به كشور………………………………………………………………. 34

2-20- معرفی مكان پروژه (كشت و صنعت هفت تپه خوزستان)…………………………………….. 34

2-21- ویژگیهای استان خوزستان…………………………………………………………………………….. 35

2-21-1- آبهای خوزستان……………………………………………………………………………………… 35

2-21-2- آب و هوا…………………………………………………………………………………………….. 35

2-21-3 – وضعیت بارندگی………………………………………………………………………………….. 35

2-21-4 مدت روشنایی و انرژی خورشیدی………………………………………………………………. 35

2-22- گیاه نیشكر……………………………………………………………………………………………….. 36

2-23- وضعیت تولید نیشكر در ایران……………………………………………………………………….. 36

2-24- مزیت‌های نسبی هفت تپه خوزستان………………………………………………………………… 37

2-25- كشت و صنعت هفت تپه خوزستان………………………………………………………………… 38

2-25-1 تاریخچه تأسیس كارخانه…………………………………………………………………………… 38

2-25-2- كشت و برداشت نیشكر در هفت تپه………………………………………………………….. 39

2-25-3-تولید نیشكر در كارخانه……………………………………………………………………………. 40

2-25-4- فرآورده‌های جانبی تولید شكر…………………………………………………………………… 41

فصل سوم: مبانی نظری و متدولوژی تحقیق

مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………. 44

3-1- مبانی نظری نحوه سنجش هزینه های اجتماعی…………………………………………………….. 45

3-2- مروری بر مطالعات انجام شده ومبانی تئوریک……………………………………………………. 45

3-3- مروری بر روش های ارزشگذاری بر محیط زیست………………………………………………. 46

3-3-1- روش هزینه فرصت از دست رفته(Opportunity Cost Approach)…………… 46

3-3-2- روش واکنش – دز (Dose-Response Approach)………………………………… 47

3-3-3- روش هزینه جایگزینی (Replacement Cost)…………………………………………… 47

3-3-4- روش مخارج پیشگیری یا رفتار تعدیلی………………………………………………………… 47

3-3-5- تقاضای انتسابی (Ascribe Demand)……………………………………………………… 47

3-3-6- روش هزینه سفر (Teravel Cost Method)…………………………………………….. 48

3-3-7- روش هزینه بیماری …………………………………………………………………………………. 48

3-3-8- روش قیمت گذاری لذت گرایی (Hedonic Pricing Method)……………………. 49

3-3-9- روش رفراندوم (Referendum Method)……………………………………………….. 51

3-3-10- روش ارزش گذاری مشروط (Contingent Valuation Method)……………. 51

3-3-11- روش VSL (Value Of Statistical life)……………………………………………. 51

3-3-12- دیه…………………………………………………………………………………………………….. 52

3-3-13- روش درآمد…………………………………………………………………………………………. 52

 

3-3-14- روش بیمه…………………………………………………………………………………………… 53

3-3-15- پولی کردن اثرات خارجی منفی و مثبت …………………………………………………….. 53

3-4- حرکت به سمت تخصیص بهینه اجتماعی وترغیب بکارگیری انرژی های پایدار………….. 54

3-5- توسعه پایدار………………………………………………………………………………………………. 56

3-6- اندیشه توسعه پایدار……………………………………………………………………………………… 58

3-7- مفهوم پایداری…………………………………………………………………………………………….. 59

3-8- موانع تحقق پایداری ……………………………………………………………………………………. 60

3-9- اهداف کارکردی توسعه پایدار…………………………………………………………………………. 61

3-10- الزامات توسعه پایدار………………………………………………………………………………….. 61

3-11- تحلیل های موجود در مورد توسعه پایدار ……………………………………………………….. 62

3-12- پروتکل کیوتو…………………………………………………………………………………………… 63

3-13- استفاده از MTBE در بنزین و اثرات زیست محیطی آن……………………………………. 64

3-14- بررسی میزان آلاینده ها و هزینه های اجتماعی آنها…………………………………………….. 64

3-14-1- تأثیرات MTBE بر سلامت انسان……………………………………………………………. 65

3-14-2- ورود MTBE به منابع آب…………………………………………………………………….. 65

3-14-3- سرنوشت MTBE در منابع آب………………………………………………………………. 65

3-14-4- ورود MTBE به خاک………………………………………………………………………….. 66

3-15- روش های ارزیابی طرحهای سرمایه گذاری………………………………………………………… 66

3-15-1- روش ارزش فعلی خالص……………………………………………………………………….. 66

3-15-2- روش نرخ بازده داخلی IRR…………………………………………………………………… 67

3-15-3- روش نسبت منافع به هزینه ها………………………………………………………………….. 68

3-15-4- روش شاخص سودآوری………………………………………………………………………… 68

 

فصل چهارم: برآورد الگو و  تحلیل فرضیه

مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………. 70

4-1- تحلیل جایگاه صنعت در سیاست های کلان اقتصادی کشور……………………………………. 71

4-2- برآورد سرمایه گذاری مورد نیاز طرح………………………………………………………………… 72

4-2-1- برآورد سرمایه ثابت………………………………………………………………………………….. 73

4-2-1-1- زمین و ساختمان سازی…………………………………………………………………………. 73

4-2-1-2- تاسیسات و تجهیزات جانبی…………………………………………………………………… 74

4-2-1-3- تجهیزات اصلی پروسه تولید…………………………………………………………………… 75

4-2-1-4- هزینه وسائل اداری……………………………………………………………………………….. 75

4-2-1-5- هزینه وسائل نقلیه عمومی………………………………………………………………………. 76

4-2-1-6- دانش فنی و مدیریت پروژه……………………………………………………………………. 76

4-2-1-7- هزینه های قبل از بهره برداری…………………………………………………………………. 76

4-2-2- برآورد هزینه های تولید……………………………………………………………………………… 77

4-2-2-1- هزینه حقوق و دستمزد پرسنل…………………………………………………………………. 77

4-2-2-2- مواد اولیه……………………………………………………………………………………………. 78

4-2-2-3- هزینه تعمیر و نگهداری…………………………………………………………………………. 79

4-2-2-4- هزینه های سالانه انرژی…………………………………………………………………………. 79

4-2-2-5- سایر هزینه ها……………………………………………………………………………………… 79

4-2-2-6- هزینه بیمه…………………………………………………………………………………………… 79

4-2-2-7- هزینه استهلاک…………………………………………………………………………………….. 80

4-2-3- قیمت فروش………………………………………………………………………………………….. 80

4-2-4- محاسبه سرمایه در گردش…………………………………………………………………………… 81

4-2-5- برآورد کل سرمایه گذاری طرح……………………………………………………………………. 81

4-3- خروجی های نرم افزار کامفار و تفسیر آنها………………………………………………………… 82

4-4- آنالیز حساسیت……………………………………………………………………………………………. 82

4-5- نسبت سود خالص به کل فروش……………………………………………………………………… 84

4 -6- ارزش حال خالص (NPV) به کل حجم سرمایه گذاری………………………………………. 85

4 –7- صورت خلاصه طرح با مالیات………………………………………………………………………. 86

4-8- حساسیت IRR نسبت به تغییر نرخ تنزیل………………………………………………………….. 89

4-9-  مقایسه اقتصادی استفاده از MTBE واتانول در بنزین………………………………………… 105

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات

مقدمه………………………………………………………………………………………………………………… 108

5-1- بررسی استراتژیکی جایگزینی MTBE با بیواتانول…………………………………………….. 110

5-2- نتایج حاصل از تحقیق………………………………………………………………………………….. 111

5-3- پیشنهادات ……………………………………………………………………………………………….. 113

5-3-1- پیشنهادهای حاصل تحقیق…………………………………………………………………………. 113

5-3-2- پیشنهاد برای مطالعات آتی………………………………………………………………………… 114

 

پیوستها وضمائم………………………………………………………………………………………………….. 115

منابع ومآخذ……………………………………………………………………………………………………….. 120

چکیده ا نگلیسی…………………………………………………………………………………………………. 123

 

فهرست جداول

عنوان                                                                                                                              صفحه

 

جدول 2-1 خواص اتانول………………………………………………………………………………………. 18

جدول 2-2- تولیدكنندگان جهانی اتانول…………………………………………………………………….. 28

جدول 2-3- واحدهای تولیدی الكل اتیلیك………………………………………………………………… 33

جدول 2-4- میزان تولید نیشكر در ایران (تن)…………………………………………………………….. 37

جدول 3-1- خلاصه ای از مهمترین روش های درونی سازی آثار خارجی زیست محیطی……….. 55

جدول 4-1-   میزان سرمایه گذاری مورد نیاز طرح………………………………………………………. 73

جدول4- 2- هزینه های عملیات ساختمان سازی و محوطه سازی…………………………………….. 74

جدول 4- 3 – هزینه های خرید و نصب تاسیسات و تجهیزات جانبی………………………………. 74

جدول 4- 4 – هزینه خرید و نصب ماشین آلات خط تولید و تجهیزات آزمایشگاهی……………. 75

جدول 4- 5 – هزینه های اثاثیه و لوازم اداری……………………………………………………………… 75

جدول 4- 6-  هزینه وسائل نقلیه……………………………………………………………………………… 76

جدول 4-7– هزینه دانش فنی…………………………………………………………………………………. 76

جدول 4- 8 – هزینه های قبل از بهره برداری……………………………………………………………… 76

جدول 4- 9 – هزینه حقوق و دستمزد پرسنل……………………………………………………………… 77

جدول 4- 10– هزینه مواد اولیه مورد نیاز………………………………………………………………….. 78

جدول 4-11 – هزینه تعمیر و نگهداری…………………………………………………………………….. 79

جدول 4-12– هزینه انرژی مصرفی………………………………………………………………………….. 79

جدول 4- 13 – سایر هزینه ها………………………………………………………………………………… 79

جدول 4- 14 – هزینه بیمه کارخانه………………………………………………………………………….. 79

جدول 4- 15- هزینه استهلاک………………………………………………………………………………… 80

جدول 4- 16- قیمت فروش محصول………………………………………………………………………. 80

جدول 4- 17 –  برآورد سرمایه در گردش………………………………………………………………… 81

جدول 4- 18- سرمایه گذاری طرح………………………………………………………………………….. 81

جدول 4-19- اثربخشی استفاده از اتانول با درصدهای مختلف در بنزین………………………….. 105

جدول4-20- اثربخشی استفاده از MTBE با درصدهای مختلف در بنزین………………………. 105

جدول 4-21- تفاوت قیمت جایگزینی بیواتانول (99.5 درصد) با MTBE…………………….. 106

فهرست نمودارها

عنوان                                                                                                                              صفحه

 

نمودار 2-1- رشد تولیداتانول در دنیا………………………………………………………………………… 21

نمودار 2-2- تولید جهانی اتانول………………………………………………………………………………. 27

نمودار 2-3- مصرف جهانی اتانول……………………………………………………………………………. 27

نمودار 4-1- حساسیت IRR نسبت به درآمد فروش ،افزایش سرمایه گذاری ثابت و هزینه های عملیاتی    83

نمودار 4 -2 – نسبت سود خالص به کل فروش………………………………………………………….. 84

نمودار 4- 3 – ارزش حال خالص (NPV) به کل حجم سرمایه گذاری…………………………….. 85

بیان مسئله تحقیق:

 

استفاده روز افزون از سوخت های فسیلی افزایش قیمت محصولات نفتی و کاهش ذخایر موجود سبب گسترش تحقیقات در زمینه منابع جدید و تجدید پذیر انرژی و تلاش در جهت کاهش تکیه بر سوخت های فسیلی از جمله نفت و محصولات نفتی شده است .

از جمله منابع تجدید پذیر انرژی که میتواند جایگزینی برای سوخت های فسیلی شود و امروزه بسیار مورد توجه کشورهای اروپایی و آمریکایی قرار گرفته است “سوخت های زیستی” می­باشند که خود به چند گروه از جمله “بیواتانول” تقسیم می شوند .

بیواتانول یکی از انواع الکلها با فرمول  C2H5OH می باشد که به آن نامهای گوناگونی نظیر الکل اتیلیک ،الکل غلات و… نسبت داده میشود . اتانول دومین عنصر از سری الکلهای آلیفاتیک است که کاملا در آب و حلالهای آلی حل میشود و بسیار آبدوست میباشد . اتانول مایعی بیرنگ با بویی مطبوع میباشد و اغلب اتانولی که در صنعت از آن استفاده میشود الکل 95% یا الکل 95 درجه گویند که 95% آن الکل و 5% آن آب است و از نظر شیمیایی از نقطه انجمادی برابر 115- درجه سلسیوس و نقطه جوشی معادل 78 درجه سلسیوس و وزن مخصوصی برابر79. 0 g/ml در 20 درجه سلسیوس برخوردار است. بیواتانول از تبخیر مؤلفه های قندی بیوماس به وجود می ­آید و امروزه بیشتر از محصولات نشاسته ای و قندی تهیه میشود . با پیشرفته شدن فناوری از بیوماس سلولزی مانند درختان و سبزه ها نیز برای تهیه اتانول استفاده میشود .مواد اولیه ای که برای تولید بیواتانول مورد استفاده قرار میگیرند عبارتند از :

– ضایعات کشاورزی از قبیل پسمانده مواد و محصولات مانند ساقه ها ، برگها وسبوس غلات .

– ضایعات جنگلی مانند بریده ها و خاک اره های نجاری ، درختان مرده و شاخه های درختان .

– ضایعات جامد شهری شامل زباله های خانگی و محصولات کاغذی .

– ضایعات صنعتی مانند فرآورده های کاغذ سازی و مایع سیاه .

– مواد انرژی زا مثل درختان بارشد سریع و علف هایی که به طور مشخص برای این کار تولید میشوند .

بیواتانول سوختی است که از ضایعات محصولات کشاورزی (منابع تجدید پذیر ) توسط فرایند تخمیری تولید میگردد . از جمله این محصولات کشاورزی میتوان به نیشکر گندم جو برنج چغندر قند ذرت و … اشاره نمود. اتانول در صنایع سوختی غذایی دارویی آرایشی و بهداشتی کاربرد دارد اما استفاده از آن به عنوان سوخت کامل یا ترکیبی با بنزین به سرعت در حال افزایش است. کشورهای اروپایی در نظر دارند 10% سوخت مصرفی در بخش حمل و نقل جاده ای خود را از سوخت های زیستی تامین کنند . سایر کشور های دنیا از جمله برزیل آفریقای جنوبی چین و هند فعالیت های زیادی را برای جایگزینی سوخت های زیستی به جای سوخت های فسیلی آغاز کرده اند.

قابل ذکر است امروزه اتانول به روش های زیر در بنزین به کار می رود :

1– دوبار فرموله کردن بنزین

2– مخلوط نمودن اتانول با بنزین با در صدهای مختلف

3– اکسیژنه نمودن بنزین جهت کنترل مونوکسید کربن

از سویی سالیانه میلیونها تن ضایعات کشاورزی در کشور تولید میشود که قسمت عمده آن معدوم میگردد . بنابراین در صورتی که بتوان با روشی این ضایعات را به ماده ای سوختی تبدیل نمود صرفه های اقتصادی فراوانی برای کشور دارد . همچنین در صورتی که قیمت تمام شده محاسبه شده اتانول داخلی با منبع اولیه نیشکر پایین تر از قیمت کشور های اروپایی که مصرف کننده عمده این ماده هستند باشد میتوان برای صادرات این ماده نیز آینده ای در نظر گرفت .