بخشی از مقاله
خلاصه
جایگزین کردن خودروهای بنزین سوز توسط خودروهای گازسوز باعث کاهش مصرف بنزین و کاهش آلودگی هوا می شود در این مقاله برای بررسی ساختار و وضعیت گاز سوز کردن خودروها در ایران و جایگزینی خودروهای بنزین سوز با گازسوز، از مدل پویایی سیستم استفاده می شود و دلیل آن این است که پویایی سیستم برای یررسی رفتار سیستم های پیچیده مناسب است. از طرف دیگر بسیاری از ورودی های شبیه سازی با عدم قطعیت مواجه هستند و برای مقابله با این عدم قطعیت ها از شبیه سازی مونت کارلو استفاده شده است. شبیه سازی از طریق نرم افزار Vensim Professional با 1000 تکرار انجام می شود و نتایج برای سال های 1393 تا 1410 به صورت نموداری و در سطح اطمینان 95 درصد نشان داده می شود.
.1 مقدمه
از اوایل دهه 70 میلادی، انرژی توجه سیاستمداران را در نتیجه اولین بحران نفتی به خود جلب کرد و به همین دلیل آنها را به سمت سیاست جایگزین کردن سوخت دیگری همچون گاز به جای نفت، ترغیب کرد. گزارشات منتشره از سوی انجمن جهانی انرژی بیان میدارد که حداقل تا آغاز سال 2020، گاز طبیعی برای مصارف حمل و نقل زمینی، بهترین و عملیترین جایگزین سوختهای فسیلی نظیر بنزین و گازوئیل میباشد. عواملی که این پتانسیل را برای گاز طبیعی فراهم نموده، منابع کافی، کارایی بالای سوخت، هزینه پایین تولید و ویژگیهای مساعد زیست محیطی ذکر گردیده است. استفاده از گاز طبیعی علاوه بر کاهش قابلتوجه آلایندههایی نظیر ذرات جامد، اکسیدهای نیتروژن و منواکسیدکربن، منافع اقتصادی مناسبی را نیز به دنبال خواهد داشت. یکی از بزرگترین تقاضاکنندگان انرژی به ویژه فرآوردههای نفتی در جهان که همواره موضوع مداخلات سیاسی دولت ها نیز بوده است، بخش حمل و نقل میباشد و طبق گزارش مطالعات بینالمللی انرژی ؛ 99 درصد بنزین مصرفی کشور و بیش از نیمی از مصرف گازوئیل کشور به حمل و نقل جادهای اختصاص دارد که این امر خود بیانگر اهمیت بالای این دو فرآورده نفتی در حمل و نقل جادهای کشور است. با وجود تلاشهای فراوان برای جایگزین کردن سایر حاملهای انرژی مانند lng، lpg، اتانول و سوخت های زیستی، همچنان سهم فرآوده های نفتی بالا بوده و انتظار میرود که این سهم تا چند دهه آتی نیز بالا بماند. سهم بنزین، نفتگاز و سوختهای جایگزین در کل مصرف انرژی بخش حمل و نقل به ترتیب 48/7، 41/6، - IFQC - 9/7 - که سهم گاز روی هم رفته 3 درصد میباشد. - میباشد.
در این مقاله پس از بیان ادبیات و پیشنه موضوع به بررسی مدل پویایی سیستم موضوع مورد نظرمان پرداخته و پس از شناسایی عدم قطعیت های مدل و توزیع احتمالی آنها به پیش بینی روند گاز سوز شدن خودرو با استفاده از شبیه سازی مونت کارلو و ترکیب آن با پویایی سیستم می پردازیم و به صورت آماری در سطح اطمینان 95 درصد نتایج را نشان می دهیم و سعی میکنیم با کمک نمودار نتایج را بهتر نشان دهیم.
2. مبانی نظری تحقیق
2.1. سیستم دینامیک
این روش بر پایه ساختار مدارکنترلی بنا شده است و امکان مطالعه ساختار و رفتار سیستمهای پیچیده اقتصادی، اجتماعی، زیستی و فنی را فراهم میکند. در این روش سیستمهای پیچیده واقعی توسط بازخوردهای متعدد، تاخیر زمانی، ذخیرهسازی و از طریق معادلات دیفرانسیل مربوط به هم توصیف میشوند. هدف سیستم های پویا، پیشبینی کمی آینده نیست بلکه به دنبال دستیافتن به دانش وسیع در مورد ارتباطات دینامیکی متقابل میان سیستمهای اجتماعی، اقتصادی، زیستی و فنی میباشد.[1]
.2.2 شبیه سازی مونت کارلو
یک الگوریتم محاسباتی است که از تولید اعداد تصادفی برای انتخاب رویدادهای معین، با توجه به توزیع احتمالی وقوع آن رویداد استفاده میکند. برای تولید اعداد تصادفی می توان از سکه، تاس، چرخ گردان و غیره استفاده کرد. رایج ترین نوع جدول اعداد تصادفی است که در آن اعداد به طور تصادفی و بدون ترتیب و الگوی خاص توزیع شده اند. الگوریتم های تولید اعداد تصادفی در کلیه میکروکامپیوترها نیز موجود است.[2]
.3 پیشینه تحقیق
در زمینه سیستم دینامیک در حوزه خارجی میتوان از بادگر و جی می - 1992 - نام برد که با استفاده از رویکرد سیستم دینامیک به تحقیق در مورد بازار انرژی کشور نیوزیلند پرداختند و در به این نتیجه دست یافتند که در روند مصرف گاز تغییری ایجاد نشده و همچنان رو به افزایش است و نیز اینکه روند مصرف زغالسنگ و نفتخام کاهش یافته و سهم این نوع محصولات در بازار به کمتر از 5 درصد خواهد رسید.[3] جونچن لی و همکارانش - 2010 - با استفاده از رویکرد سیستم دینامیک به بررسی رشد مصرف گاز در کشور چین پرداختند و به این نتیجه دست یافتند که مصرف گاز چین در سال 2020 این مقدار به 198.2 میلیارد متر مکعب خواهد رسید و در سال 2030 به 340.7 میلیارد متر مکعب خواهد رسید که میانگین رشد %7.2 خواهد داشت.[4] بالاردین - 2009 - با رویکرد سیستم دینامیک به بررسی موضوع حمل و نقل خصوصی ایتالیا پرداخته است و به توجیه اقتصادی و منابع مالی مورد نیاز برای رسیدن به این هدف پرداخته است و به این نتیجه رسیده است که در سال های ابتدای اجرای طرح روند سرمایهگذاری در بخش جایگاهها روند کندی را خواهد داشت و باید این سرمایهگذاری ادامه داشته باشد تا بتواند طرح موفق شود و از طرفی چون اتحادیه اروپا حد 25 درصد کاهش آلودگی را قرار داده است با توجه به سرمایهگذاری انجام شده تنها به حد 21 درصد کاهش آلودگی دست خواهد یافت.[5] در همین راستا جاسن - 2006 - به بررسی بازار خودرو گازسوز و موانع و فرصتها در کشور سوئیس با رویکرد سیستم دینامیک پرداخته است. در کشور سوئیس اخیراً تلاش هایی در جهت افزایش بازار این خودرو صورت گرفته است و به همین منظور 30 هزار خودرو گازسوز در سال 2010 و 300 هزار خودرو - تقریبا 10 درصد ناوگان حمل و نقل - در سال2020 را مورد هدف قرار داده است و در همین راستا 30 میلیون یورو در این بخش سرمایهگذاری نموده است.
4. مدل تحقیق و روش برآورد
4.1. چارچوب مدل
عناصر اصلی مدل دینامیکی این تحقیق عبارتند از بخش اجتماعی شامل چگونگی رفتار و انتخاب مشتریان و پذیرفتن خودروهای گازسوز از طرف مشتریان با توجه به قیمت ماشین، هزینه سوخت و استهلاک و همچنین تعداد جایگاه ها و بخش زیربنایی شامل تراکم جمعیت و به دنبال آن تعداد خودروها و تعداد جایگاه های گاز سوز. پس برای بهتر فهمیدن مرز مدل همانطور که در شکل زیر مشخص شده است میتوان کل مدل را به چهار زیربخش مطابق شکل 1تقسیم نمود.
4.2. حلقه علی معلولی:
· حلقه R1 - افزایش تقاضای خودرو گازسوز - :
با افزایش تولید خودرو - بلوک شماره - 1 و بالتبع آن افزایش خرید خودروهای گازسوز - بلوک شماره2 بخش ناوگان خودرو های گازسوز - تقاضا برای سوخت گاز بیشتر شده و در نتیجه فروش این نوع سوخت افزایش مییابد و این میسر نمیشود مگر اینکه تعداد جایگاه مناسب برای عرضه گاز در اختیار باشد - بلوک شماره 3 بخش ورود و خروج جایگاه ها - و در نتیجه فروش این نوع سوخت باعث ورود و افزایش تعداد جایگاهها و در نتیجه تلاش برای پیدا کردن جایگاه برای سوختگیری کاهش - جذابیت جایگاه بلوک شماره - 4 و در نتیجه مطلوبیت رانندگی با این نوع ماشین افزایش - بلوک شماره 4 بخش انتخاب خودرو از طرف مشتریان - و در پی آن تقاضا برای خودرو گازسوز بیشتر - بلوک شماره - 2 و در پی آن افزایش تقاضای سوخت افزایش مییابد.
