نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 دانشآموخته دکتری مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه گیلان، رشت، ایران (نویسنده مسئول)
2 استادیار گروه مدیریت صنعتی، دانشکده علوم اقتصادی و اداری دانشگاه مازندران، بابلسر، ایران
3 دانشجوی دکتری سیاستگذاری علم و فناوری، دانشکده مهندسی پیشرفت، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران
4 دانشجوی دکتری مهندسی حملونقل، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران
چکیده
کلیدواژهها
موضوعات
مقدمه
استفاده از سوختهای جایگزین در بخش حملونقل، بهدلیل نقش راهبردی آن در تقویت توان دفاعی، توسعۀ اقتصادی و کاهش آلایندگی، به یک ضرورت انکارناپذیر تبدیل شده است. در شرایطی که سوختهای فسیلی بهعنوان منابعی محدود و ناپایدار شناخته میشوند، افزایش تقاضا برای گزینههای پایدارتر و سازگار با محیطزیست بیش از هر زمان دیگری احساس میشود (خان و همکاران[1]، 2023؛ 113483). به همین دلیل، بسیاری از کشورها با ایجاد مشوقهای اقتصادی، اصلاح سیاستهای انرژی و توسعه زیرساختهای سوخت پاک، مسیر گذار از سوخت بنزین به سوختهای جایگزین را تسریع کردهاند (اوکوه و اونوها[2]، 2024: 102789؛ حسن و همکاران[3]، 2024: 310-333).
با وجود این تحولات جهانی، بخش حملونقل سبک ایران همچنان به بنزین وابسته است. در حال حاضر، حدود 85 درصد از سبد سوختی بخش حملونقل سبک کشور را بنزین تشکیل میدهد که این امر مشکلات متعددی را بههمراه داشته است (تسنیم، 1403). در سالهای اخیر، مصرف بنزین در کشور از میزان تولید داخلی آن فراتر رفته و این مسئله واردات بنزین را اجتنابناپذیر کرده است (عرب و همکاران، 1403: 267-294). در چنین شرایطی، هرگونه اختلال در زنجیره تأمین بنزین، کشور را با چالشهای اقتصادی و اجتماعی جدی مواجه میکند (خلیلی و همکاران، 1401: 27-79). افزون بر این وابستگی شدید به بنزین، هوای شهرها را آلودهتر کرده، سلامت انسانها را به خطر انداخته و کیفیت زندگی را کاهش داده است. این شرایط نهتنها باعث افزایش بیماریها میشود، بلکه با افزایش غیبتهای کاری و تحصیلی، اقتصاد کشور را تحت فشار قرار داده و بار سنگینی بر دوش نظام سلامت گذاشته است (صحتپور و کاظمی، 2018: 304-319؛ بیات و همکاران، 2019: 108547). از منظر امنیت ملی نیز، تمرکز بیش از حد بر یک سوخت، تابآوری کشور را در برابر تحریمها و بحرانهای انرژی کاهش داده و ساختار تأمین سوخت را آسیبپذیر کرده است (گائو و همکاران[4]، 2018: 181-171).
در این راستا، کشور ایران نیاز دارد تا سوختی را بهعنوان جایگزین بنزین در نظر بگیرد. توجه و استفاده از سوختهای جایگزین بنزین برای کشور از جنبههای مختلف دارای اهمیت است. با توجه به نوسانات قیمت جهانی بنزین و محدودیتهای بینالمللی، استفاده از سوختهای جایگزین میتواند نیاز به واردات بنزین را کاهش دهد و هزینههای مرتبط با آن را کم کند. در ضمن، با کاهش مصرف داخلی بنزین، امکان افزایش صادرات نفت خام فراهم میشود که این موضوع سبب افزایش درآمدهای ارزی کشور میشود.
یکی دیگر از مزایای استفاده از سوختهای جایگزین، کاهش وابستگی کشور به یک منبع سوختی خاص است. تنوع در منابع انرژی، تابآوری کشور را در برابر بحرانهای انرژی افزایش داده و اثر تحریمهای بینالمللی بر اقتصاد را کمتر میکند. همچنین، بهرهبرداری از منابع مختلف انرژی، زیرساختهای کشور را در برابر حملات نظامی یا خرابکاریهای تروریستی مقاومتر میسازد. در چنین شرایطی، اگر بخشی از زیرساختهای انرژی آسیب ببیند، استفاده از منابع جایگزین میتواند تداوم تأمین انرژی را تضمین کند.
علاوه بر این، توسعه فناوریهای مرتبط با سوختهای جایگزین، زمینهساز ایجاد شرکتهای جدید و فرصتهای شغلی خواهد شد که در نهایت به افزایش رفاه و رضایتمندی اجتماعی کمک میکند. در کنار این موارد، حرکت به سمت استفاده از سوختهای پاک، انتشار گازهای گلخانهای را کاهش داده و نقش مهمی در کاهش گرمایش جهانی و تغییرات اقلیمی ایفا میکند. با توجه به توضیحات ارائه شده، اهمیت انجام تحقیق حاضر شامل موارد زیر است:
این پژوهش با هدف شناسایی سوختهای جایگزین بنزین موتور در ایران و سایر کشورهای جهان و در نهایت انتخاب مناسبترین گزینه متناسب با شرایط ایران انجام میشود. در این راستا، محقق با بررسی مزایا و معایب انواع سوختهای جایگزین و تحلیل شاخصهای کلیدی ارزیابی آنها، تلاش دارد تا با استفاده از روشهای تصمیمگیری چندشاخصه فازی ترکیبی، بهترین گزینه را برای جایگزینی بنزین موتور در کشور تعیین کند.
سوختهای مختلفی بهعنوان جایگزین بنزین در ایران و در سطح بینالملل مطرح شدهاند که هرکدام دارای مزایا و معایبی هستند و نیاز به بررسی دقیق دارند (رمداس[5]، 2011). در پژوهش حاضر، یازده سوخت (بنزین بههمراه 10 سوخت جایگزین) ارزیابی میشوند. در جدول (1)، خلاصهای از ویژگیهای هر سوخت و مراجع بررسیکننده سوخت مورد نظر ارائه شده است.
جدول 1: شرح مختصری از سوختهای جایگزین و معرفی مراجع بررسیکننده سوخت مورد نظر
|
نوع سوخت |
تشریح |
مراجع |
|
بنزین |
بنزین بهعنوان سوخت اصلی در موتورهای احتراق داخلی استفاده میشود. |
(محمدآبادی و همکاران، 2009؛ ابوشقره و همکاران[6]، 2022). |
|
دیزل نفتی |
سوخت دیزل که بهنام گازوئیل نیز شناخته میشود، یک نوع سوخت مایع است که عمدتاً از تقطیر نفت خام به دست میآید. |
(محمدآبادی و همکاران، 2009؛ صحتپور و همکاران، 2017). |
|
«گاز طبیعی فشرده»[7] (CNG) |
گاز طبیعی فشرده (CNG) یک نوع سوخت جایگزین است که عمدتاً از متان (CH4) تشکیل شده است. |
(محمدآبادی و همکاران، 2009؛ اوزتایسی و همکاران[8]، 2017). |
|
«گاز طبیعی مایع»[9] (LNG) |
گاز طبیعی مایع (LNG) شکلی از گاز طبیعی است که برای حملونقل و ذخیرهسازی آسانتر به مایع تبدیل شده است. |
(میمون[10] و همکاران، 2016: 349-361). |
|
«گاز نفتی مایع»[11] (LPG) |
گاز نفتی مایع (LPG) یک سوخت جایگزین پرکاربرد است که از هیدروکربنهای سبک مانند پروپان (C3H8) و بوتان (C4H10) تشکیل شده است. |
(محمدآبادی و همکاران، 2009؛ اوزتایسی و همکاران، 2017). |
|
هیدروژن |
هیدروژن بهعنوان سوخت آینده شناخته میشود و با داشتن ویژگیهای جذاب، گزینهای مناسب برای استفاده در وسایل نقلیه جادهای محسوب میشود. |
(اوغورلو و اوزتونا[12]، 2015: 11177-11188؛ صحتپور و همکاران، 2017: 295-310). |
|
اتانول |
اتانول یک نوع الکل ساده است که بهطور گستردهای بهعنوان سوخت، حلال و ماده اولیه در تولید بسیاری از مواد شیمیایی و دارویی استفاده میشود. |
(لی و همکاران[13]، 2019: 826-840؛ اوزتایسی و همکاران، 2017: 128-148). |
|
متانول |
متانول یک مایع سمی، بیرنگ، بیمزه و با بوی بسیار ضعیف است. ازآنجاییکه متانول بهصورت مایع تولید میشود، مانند بنزین ذخیره و نگهداری میشود. |
(اوغورلو و اوزتونا، 2015: 11177-11188؛ صحتپور و همکاران، 2017: 295-310). |
|
بیودیزل |
بیودیزل یک سوخت تجدیدپذیر و زیستی است که از منابع طبیعی مانند روغنهای گیاهی (مانند روغن سویا و روغن پالم،) و چربیهای حیوانی تولید میشود. |
(تسیتا و پیلاواچی[14]، 2012: 677-686؛ اوزتایسی و همکاران، 2017: 128-148). |
|
بیوگاز |
بیوگاز از فرایند هضم بیهوازی پسماندهای آلی مرطوب تولید میشود. بیوگاز تولید شده در این فرایند میتواند برای تأمین گرما و یا الکتریسیته سوزانده شود. |
(صحتپور و همکاران، 2017: 295-310). |
|
سوخت الکتریکی |
سوخت الکتریکی به معنای انرژی الکتریکی است که برای تأمین نیروی وسایل نقلیه الکتریکی و هیبریدی بهکار میرود. |
(لی و همکاران، 2019: 826-840؛ الحفداوی و همکاران[15]، 2024: 100092). |
انتخاب سوخت جایگزین برای بنزین در کشور ایران یک فرایند پیچیده است. برای مدیریت این پیچیدگی، میتوان هر نگرانی مرتبط را به شکل یک شاخص ارزیابی تعریف کرد. شاخصهای ارزیابی، چهارچوبی برای مقایسه جایگزینها از دیدگاههای مختلف ارائه میدهند. انتخاب این شاخصها، بهعنوان یک گام اساسی در ایجاد مدل تصمیمگیری، نقشی کلیدی در حل مسائل پیچیده دارد (بارت[16]، 2011). جدول (2) شرح مختصری از شاخصهای ارزیابی استخراجشده از پیشینه تحقیقات را ارائه میدهد.
جدول 2: شرح مختصری از شاخصهای ارزیابی مستخرج از پیشینه تحقیقات.
|
شاخص اصلی |
زیرشاخص |
تشریح |
مراجع |
|
اقتصادی |
هزینه تأمین و توزیع سوخت |
شامل کلیه هزینههایی است که صرف تأمین و انتقال سوخت به جایگاه سوخت میشود. |
(صحتپور و همکاران، 2017: 295-310). |
|
هزینههای پیادهسازی زیرساخت |
هزینههای پیادهسازی زیرساخت به سرمایهگذاریهای اولیه و هزینههای ثابت مربوط به ایجاد امکانات جدید اشاره دارد. |
(صحتپور و همکاران، 2017: 295-310). |
|
|
قیمت سوخت مصرفی |
قیمت سوخت بهعنوان هزینه سوخت به ازای هر کیلومتر مسافت طی شده (کیلومتر/دلار) محاسبه میشود. |
(محمدآبادی و همکاران، 2009: 112-125). |
|
|
فنی-فناوری |
محتوای انرژی |
این مقدار نشان میدهد که هر واحد از سوخت چقدر انرژی میتواند تولید کند. |
(صحتپور و همکاران، 2017: 295-310). |
|
در دسترس بودن زیرساخت سوخت |
برای اکثر سوختهای جدید در بخش حملونقل، زیرساختهای تأمین سوخت مناسب مورد نیاز خواهد بود. |
(صحتپور و همکاران، 2017: 295-310). |
|
|
ایمنی سوخت |
ایمنی سوخت شامل مواردی مانند خطر انفجار، خطر آتشسوزی، سمیت برای انسان و سمیت زیستمحیطی میشود. |
(صحتپور و همکاران، 2017: 295-310؛ اوزتایسی و همکاران، 2017: 128-148). |
|
|
بلوغ فناوری سوخت |
بلوغ فناوری سوخت نشان میدهد که یک فناوری چقدر آماده است تا بهصورت گسترده و تجاری مورد استفاده قرار گیرد. |
(لی و همکاران، 2019: 826-840). |
|
|
زیستمحیطی |
انتشار گازهای گلخانهای |
تغییرات اقلیمی ناشی از افزایش گازهای گلخانهای میتواند منجر به بروز پدیدههای جوی شدید مانند امواج گرما، طوفانها، سیلابها و خشکسالیها شود. |
(محمدآبادی و همکاران، 2009: 112-125؛ اوزتایسی و همکاران، 2017: 128-148). |
|
انتشار گازهای آلاینده |
آلایندههای محیطزیست معمولاً به موادی اطلاق میشود که میتوانند بهطور مستقیم باعث مشکلات سلامتی مانند مشکلات تنفسی، آلرژیها و بیماریهای قلبی شوند. |
(میمون و همکاران، 2016: 349-361). |
|
|
انتشار ذرات معلق جامد |
ذرات معلق جامد ناشی از احتراق سوخت در موتور خودرو به دستگاه تنفسی تحتانی و حتی به جریان خون نفوذ میکنند. |
(میمون و همکاران، 2016: 349-361). |
|
|
آلودگی صوتی |
سروصدای بیش از حد میتواند باعث مشکلاتی مانند استرس، اختلالات خواب، کاهش تمرکز و حتی مشکلات شنوایی شود. |
(حزام[17] و همکاران، 2022: 5463). |
|
|
اجتماعی |
مقبولیت اجتماعی سوخت |
مقبولیت اجتماعی به معنای پذیرش و استقبال عمومی از یک فناوری یا سوخت جدید است. |
(صحتپور و همکاران، 2017: 295-310). |
|
تأثیر بر رفاه اجتماعی |
رفاه اجتماعی به معنای بهبود کیفیت زندگی و شرایط اقتصادی و اجتماعی مردم است. |
(صحتپور و همکاران، 2017: 295-310؛ تسیتا و پیلاواچی، 2012: 677-686). |
|
|
نرخ اشتغالزایی |
با افزایش توجه به سوختهای جایگزین، فرصتهای جدیدی برای کارآفرینان ایجاد میشود. |
(لی و همکاران، 2019: 826-840؛ تسیتا و پیلاواچی، 2012: 677-686). |
|
|
سیاستگذاری |
حمایت دولتی |
دولتها میتوانند با ارائه یارانهها و کمکهای مالی برای خرید خودروهای با سوختهای جایگزین، به کاهش هزینههای اولیه برای مصرفکنندگان و کسبوکارها کمک کنند. |
(حزام و همکاران، 2022: 5463). |
|
امنیت سوخت |
امنیت سوخت به توانایی یک کشور یا منطقه در تأمین پایدار و مطمئن سوخت برای نیازهای خود اشاره دارد. |
(صحتپور و همکاران، 2017: 295-310؛ تسیتا و پیلاواچی، 2012: 677-686). |
در سالهای اخیر پژوهشهای مختلفی بر روی سوختهای جایگزین بنزین در کشور ایران و در سطح بینالملل انجام شده و این سوختها از جنبههای مختلف مورد ارزیابی قرار گرفتهاند.
«محمدآبادی و همکاران» (2009) یک «روش تصمیمگیری چندشاخصه»[18] برای رتبهبندی خودروهای مختلف مبتنی بر سوختهای حملونقل جادهای با استفاده از روش «پرامته»[19] ارائه کردند. در این پژوهش، خودروهای بنزینی، هیبریدی (بنزینی-الکتریکی)، مخلوط اتانول و بنزین، دیزلی، بیودیزلی و گاز طبیعی فشرده بهعنوان گزینههای جایگزین بررسی شدند. ارزیابی این گزینهها براساس پنج شاخص اصلی انجام شد: هزینه خودرو، هزینه سوخت، فاصله میان ایستگاههای سوختگیری، تعداد گزینههای موجود برای مصرفکنندگان و میزان انتشار گازهای گلخانهای. نتایج نشان داد که در سناریوی پایه با تأکید بیشتر بر شاخصهای اقتصادی، خودروهای بنزینی رتبه بالاتری داشتند. در مقابل، در سناریوی پایه با وزندهی بیشتر به شاخصهای زیستمحیطی، خودروهای هیبریدی در رتبه اول و خودروهای بیودیزلی در رتبه دوم قرار گرفتند.
«تسیتا و پیلاواچی» (2012) سوختهای جایگزین برای بخش حملونقل جادهای کشور یونان را با استفاده از روش «تحلیل سلسلهمراتبی»[20] ارزیابی کردند. در این تحقیق، هفت سوخت جایگزین در نظر گرفته شده است: موتور احتراق داخلی و ترکیب آن با بنزین و بیودیزل نسل اول و دوم، «سلول سوختی»[21]، خودروهای هیبریدی، خودروهای هیبریدی قابل شارژ و خودروهای الکتریکی. ارزیابی سوخت جایگزین براساس دو شاخص هزینه و سیاستگذاری انجامگرفته است. نتایج نشان داد که موتور احتراق داخلی مخلوط با بیودیزل نسل اول و دوم مناسبترین سوختهای جایگزین برای بخش حملونقل جادهای کشور یونان است.
«اوغورلو و اوزتونا» (2015) سوختهای گاز نفتی مایع، گاز طبیعی فشرده، هیدروژن، بیودیزل، اتانول و متانول را همراه با فناوریهای خودروهای الکتریکی، هیبریدی و سلول سوختی مورد ارزیابی قرار دادند. نتایج این مطالعه نشان داد که از دیدگاه اقتصادی، گاز نفتی مایع و گاز طبیعی فشرده بهعنوان بهترین سوختهای جایگزین شناخته میشوند، درحالیکه از منظر زیستمحیطی، خودروهای الکتریکی و سلول سوختی بهدلیل انتشار آلایندگی کم، برتری دارند.
«صحتپور و همکاران» (2017) از طریق رویکرد چند شاخصه «پرامته»، سوختهای جایگزین مختلف برای خودروهای سبک در ایران را با در نظر گرفتن افق میانمدت ارزیابی کردند. بدین منظور، هشت سوخت جایگزین مختلف شامل گاز طبیعی فشرده، گاز مایع نفتی، دیزل نفتی، بیودیزل، بیوگاز، اتانول، متانول و هیدروژن مورد ارزیابی قرار گرفتند. در این تحقیق، سوختها از جنبههای هزینه، فنی، اجتماعی و سیاستگذاری با هم مقایسه شدند. نتایج نشان داد که گاز طبیعی فشرده و گاز نفتی مایع مناسبترین سوختهای جایگزین برای خودروهای سبک در ایران هستند و بیوگاز در مقایسه با سایر سوختهای تجدیدپذیر جایگزین، اولویت بالاتری دارد.
«اوزتایسی و همکاران» (2017) به بررسی انتخاب فناوری سوخت جایگزین یک شرکت خدمات عمومی در ایالاتمتحده پرداختند. آنها یک روش تصمیمگیری چند شاخصه مبتنی بر «مجموعههای فازی شهودی فاصلهای»[22] با دادههای زبانی را توسعه دادند. آنها پنج شاخص اصلی شامل شاخص هزینه، ایمنی-عملکرد، سوخترسانی آسان، زیستمحیطی-اجتماعی و بلوغ بازار را در نظر گرفتند. در این مقاله، سوختهای گاز طبیعی فشرده، گاز نفتی مایع، اتانول، بیودیزل، الکتریسیته و هیدروژن مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که بهترین تناسب برای شرکت خدمات عمومی، یک خودروی استفادهکننده از گاز طبیعی است.
«لی و همکاران» (2019) از تحلیل چند شاخصه برای اولویتبندی خودروهای انرژی پاک موجود و در حال عرضه در بازار چین استفاده کردند. در این پژوهش، از روش «تحلیل سلسلهمراتبی» و «تکنیک ویکور»[23] برای تصمیمگیری بهره گرفته شد. آنها پنج شاخص اصلی شامل فناوری، اقتصادی، زیستمحیطی، اجتماعی و سیاستگذاری را مورد بررسی قرار دادند. نتایج نشان داد که خودروهای الکتریکی بالاترین رتبه را به خود اختصاص دادهاند و پس از آن خودروهای گازی، متانولی و اتانولی قرار دارند.
«امینطهماسبی و رضوینسب» (1398) با استفاده از روش «تحلیل و توسعه گزینههای استراتژیک»[24]، راهکارهای جهت بهبود استفاده از سوخت گاز طبیعی فشرده در بخش حملونقل ایران باهدف کاهش هزینههای دولت، خودکفایی در تأمین بنزین و گازوئیل و افزایش رفاه اجتماعی ارائه کردند. براساس نتایج آنها، تمایل به استفاده از گاز طبیعی فشرده بهجای بنزین، توسعۀ پایدار گاز طبیعی فشرده و تدوین سند چشمانداز مناسب از موضوعات کلیدی در جهت بهبود استفاده از این سوخت در بخش حملونقل است.
«ابوشقره و همکاران» (2022) باهدف انتخاب تاکسیهای پایدار با سوخت جایگزین، رویکردی ترکیبی شامل ارزیابی چرخه حیات هیبریدی و تصمیمگیری چندشاخصه ارائه کردند. آنها ابتدا یک مدل چندمنطقهای برای تحلیل اثرات پایداری خودروهای بنزینی، گاز طبیعی فشرده، هیبریدی و الکتریکی باتریدار توسعه دادند. سپس با استفاده از روش تحلیل سلسلهمراتبی مبتنی بر «مجموعههای نوتروسوفیک»[25] وزن شاخصها را محاسبه کرده و از روش «تاپسیس»[26] برای رتبهبندی استفاده کردند. نتایج نشان داد که خودروهای الکتریکی باتریدار در جایگاه نخست قرار دارند و خودروهای گاز طبیعی فشرده در جایگاه دوم قرار گرفتند.
«الحفداوی و همکاران» (2024) باهدف کاهش انتشار گازهای گلخانهای از بخش حملونقل، ارزیابی سوختهای جایگزین را در مغرب انجام دادند. این تحقیق به بررسی خودروهای دیزلی، هیبریدی الکتریکی، الکتریکی باتریدار و الکتریکی با سلول سوختی میپردازد و مزایای گذر به سمت خودروهای الکتریکی باتریدار و با سلول سوختی را برجسته میکند.
در جدول (3) خلاصهای از کارهای انجام شده در زمینۀ سوختهای جایگزین بنزین موتور در ایران و در سطح دنیا ارائه شده است. این مطالعات معمولاً سوختها و شاخصهای ارزیابی محدودی را مورد بررسی قرار دادهاند. این در حالی است که انتخاب سوخت جایگزین مناسب برای کشور مستلزم در نظر گرفتن مجموعهای جامع از سوختها و شاخصهای ارزیابی در قالب یک مسئله تصمیمگیری چندشاخصه است که اثرات متعارض این عوامل نیز لحاظ گردد. برای پر کردن این خلأ پژوهشی، محقق قصد دارد از روشهای تصمیمگیری چندشاخصه فازی ترکیبی برای انتخاب سوخت جایگزین بنزین موتور در ایران استفاده نماید. دلیل استفاده از روش فازی این است که این روشها بهخوبی با پیچیدگیها و عدم قطعیتهای موجود در فرایند تصمیمگیری سازگار هستند. ازآنجاییکه انتخاب سوخت جایگزین بنزین اغلب با اطلاعات ناقص یا متناقض همراه است، روشهای فازی بهخوبی قادرند این عدم قطعیتها را مدیریت کنند. در این راستا، برای وزندهی به شاخصهای ارزیابی از «روش بهترین-بدترین»[27] فازی استفاده شده و برای رتبهبندی سوختها از روش ویکور فازی استفاده میگردد.
جدول 3: خلاصهای از کارهای انجام شده در زمینۀ سوختهای جایگزین بنزین موتور
|
پژوهشگر |
کشور مورد مطالعه |
انواع سوختهای مورد بررسی |
شاخصهای ارزیابی |
استفاده از روش تصمیمگیری چندشاخصه |
|
|
قطعی |
فازی |
||||
|
محمدآبادی و همکاران (2009) |
کانادا |
بنزین، دیزل نفتی، گاز طبیعی فشرده، اتانول، بیودیزل و خودروی هیبریدی |
اقتصادی و زیستمحیطی |
PROMETHEE |
Ï |
|
تسیتا و پیلاواچی (2012) |
یونان |
موتور احتراق داخلی و ترکیب آن با بنزین و بیودیزل نسل اول و دوم، سلول سوختی، خودروهای هیبریدی، خودروهای هیبریدی قابل شارژ و خودروهای الکتریکی |
اقتصادی و سیاستگذاری |
AHP |
Ï |
|
اوغورلو و اوزتونا (2015) |
ترکیه |
گاز نفتی مایع، گاز طبیعی فشرده، هیدروژن، بیودیزل، اتانول و متانول و همچنین فناوریهای خودروهای الکتریکی، هیبریدی و سلول سوختی |
اقتصادی و زیستمحیطی |
Ï |
Ï |
|
صحتپور و همکاران (2017) |
ایران |
گاز طبیعی فشرده، گاز مایع نفتی، دیزل نفتی، بیودیزل، بیوگاز، اتانول، متانول و هیدروژن |
اقتصادی، فنی، اجتماعی و سیاستگذاری |
PROMETHEE |
Ï |
|
اوزتایسی و همکاران (2017) |
ایالاتمتحده |
گاز طبیعی فشرده، گاز نفتی مایع، اتانول، بیودیزل، سوخت الکتریکی و هیدروژن |
اقتصادی، ایمنی و عملکرد، سوخترسانی آسان، زیستمحیطی و اجتماعی و بلوغ بازار |
Ï |
Fuzzy IVIFS |
|
لی و همکاران (2019) |
استرالیا |
گاز طبیعی فشرده، اتانول، متانول و سوخت الکتریکی |
فناوری، اقتصادی، زیستمحیطی، اجتماعی و سیاستگذاری |
AHP-VIKOR |
Ï |
|
امینطهماسبی و رضوینسب (2019) |
ایران |
گاز طبیعی فشرده |
اقتصادی و اجتماعی |
SODA |
Ï |
|
ابوشقره و همکاران (2022) |
قطر |
بنزین، گاز طبیعی فشرده و سوخت الکتریکی |
اقتصادی، زیستمحیطی و اجتماعی |
Ï |
Neutrosophic AHP-TOPSIS |
|
الحفداوی و همکاران (2024) |
مراکش |
خودروهای دیزلی، هیبریدی الکتریکی، الکتریکی باتریدار و الکتریکی با سلول سوختی |
زیستمحیطی |
Ï |
Ï |
|
پژوهش حاضر (2025) |
ایران |
بنزین، دیزل نفتی، گاز طبیعی فشرده، گاز طبیعی مایع، گاز نفتی مایع، هیدروژن، بیودیزل، بیوگاز، اتانول، متانول و سوخت الکتریکی |
اقتصادی، فنی-فناوری، زیستمحیطی و سیاستگذاری |
Ï |
Fuzzy BWM Fuzzy VIKOR |
قالب و چهارچوب پژوهش حاضر به شرح زیر است (ساندرز و همکاران[28]، 2009):
فلسفه تحقیق: فلسفه تحقیق حاضر از نوع عملگرایی است. در این رویکرد فلسفی، از زبان و اندیشه بهعنوان ابزاری برای حل مسئله و پیشبینی استفاده میشود. فلسفه عملگرایی به استفاده از روشهای متنوع برای پاسخگویی به سؤالات تحقیق توجه دارد و از ترکیب دادههای کیفی و کمی برای یافتن بهترین راهکارها حمایت میکند.
رویکرد تحقیق: در این تحقیق از رویکرد استقرایی استفاده میشود. این نوع رویکرد با شناسایی روابط بین دادههای جمعآوری شده، به تدوین مدل نهایی میانجامد.
راهبرد تحقیق: این لایه روشهای مختلف تحقیق را شامل میشود. انواع روشهای پژوهش علمی را معمولاً میتوان با توجه به دو معیار هدف و روش گردآوری دادهها تقسیمبندی کرد. این پژوهش از نظر هدف، کاربردی محسوب میشود. ازآنجاییکه تحقیق حاضر به شناسایی و مطالعه سوختهای جایگزین و شاخصهای ارزیابی آنها میپردازد، بنابراین براساس روش گردآوری دادهها، بهصورت نظرسنجی (پیمایشی) است.
گزینه تحقیق: منظور از گزینههای تحقیق، نوع دادههای پژوهشی است. طرح پژوهش حاضر بهصورت کمی است. بهعبارتدیگر، پژوهش حاضر به گردآوری دادههای کمی میپردازد تا بتواند با وزندهی به شاخصهای ارزیابی و رتبهبندی سوختهای جایگزین، سوخت جایگزین برتر را برای کشور انتخاب نماید.
بازۀ زمانی: با توجه به اهداف این پژوهش، دادهها بهصورت مقطعی گردآوری میشوند.
روشها و تکنیکها: در کار حاضر بهصورت همزمان از مطالعات کتابخانهای و مطالعات میدانی (مصاحبه و پرسشنامه) جهت گردآوری اطلاعات استفاده میشود. پرسشنامهها برای نهاییسازی زیرشاخصها وزندهی به زیرشاخصها و شاخصها و امتیازدهی به سوختها بین خبرگان پژوهش حاضر توزیع میگردد.
3-1. مراحل اجرایی و گامهای عملیاتی تحقیق
بهصورت کلی، چهار مرحله برای انجام و تکمیل تحقیق حاضر پیشبینیشده که هر مرحله شامل چندین گام است. در شکل (1) چهارچوب مراحل اجرایی و گامهای عملیاتی انجام تحقیق حاضر نمایش دادهشده است.
مرحله اول: مرور سیستماتیک پیشینۀ پژوهش، گردآوری سوختهای جایگزین و شاخصهای ارزیابی آنها؛ در این مرحله، ابتدا پژوهشهای انجامشده درباره سوختهای جایگزین بنزین موتور در ایران و جهان بهصورت سیستماتیک بررسی، تحلیل و مقایسه شدند. سپس، با توجه به پیشینه تحقیقات، انواع سوختهای جایگزین مورد استفاده در ایران و سایر کشورها شناسایی و گردآوری شدند. در گام بعدی، با تکیه بر پیشینه تحقیقات، شاخصها و زیرشاخصهای ارزیابی این سوختها شناسایی و دستهبندی گردیدند.
جهت گردآوری اطلاعات، علاوه بر منابع داخلی، از پایگاههای علمی معتبر مانند «گوگلاسکولار»[29]، «اسکوپوس»[30] و «وبآوساینس»[31] استفاده شده است. برای اطمینان از بهروز بودن دادهها، جستوجوی منابع خارجی در بازۀ زمانی سالهای 2005 تا 2024 و منابع داخلی در بازۀ زمانی 1390 تا 1403 انجام شده است. پرتکرارترین کلیدواژههای جستوجو شامل «سوختهای جایگزین»، «سوختهای پاک»، «حملونقل پایدار»، «تصمیمگیری چندشاخصه» و «روشهای وزندهی و رتبهبندی فازی» بوده است. در نهایت، از میان حدود 4۰ منبع فارسی، تعداد ۱5 منبع و از میان حدود ۱۰۰ منبع خارجی، تعداد ۵۰ منبع که بیشترین ارتباط را با موضوع تحقیق داشتند، انتخاب شده و منابعی که ارتباط ضعیفتری با موضوع پژوهش داشتند، کنار گذاشته شدند. همچنین، برای تجزیهوتحلیل ارتباطات بین متون و دادهها، ارائه آمار توصیفی و تدوین شبکههای علمی، از نرمافزارهای تحلیل سیستماتیک مانند VOS viewer استفاده شد تا تصویری شفاف، ساختاریافته و بصری از موضوع پژوهش ترسیم شود، بهگونهای که روندهای علمی، همبستگیهای پژوهشی و شکافهای تحقیقاتی در این حوزه بهخوبی نمایان گردد.
مرحله دوم: بومیسازی (نهاییسازی) زیرشاخصها؛ در گام اول از مرحله دوم، خبرگان متخصص و باتجربه انتخاب شده و پنل خبرگان آماده میگردد. در گام بعد، پرسشنامه روش «دلفی فازی»[32] برای زیرشاخصهای استخراجشده از پیشینه پژوهشها در اختیار خبرگان قرار داده میشود. در گام نهایی از مرحله اول، نتایج بهدستآمده از پرسشنامه تحلیل شده و زیرشاخصها بومیسازی میگردد.
مرحله سوم: تعیین وزن شاخصهای ارزیابی با روش بهترین-بدترین فازی؛ در گام اول از مرحله سوم، پرسشنامه زوجی شاخصهای ارزیابی با روش بهترین-بدترین فازی طراحی شده و به خبرگان تحویل داده میشود. پس از جمعآوری پرسشنامههای مربوط به مقایسه شاخصهای ارزیابی وزن شاخصها و زیرشاخصها با روش بهترین-بدترین فازی توسط محقق تعیین میگردد. در ادامه، نتایج تجزیهوتحلیل شده و اعتبارسنجی میشوند.
مرحله چهارم: رتبهبندی گزینهها (سوختهای جایگزین) با روش ویکور فازی؛ در گام اول از مرحله چهارم، پرسشنامههای روش ویکور فازی جهت امتیازدهی به گزینهها (سوختهای جایگزین) طراحی شده و جهت تکمیل برای خبرگان ارسال میشود. پس از جمعآوری پرسشنامههای روش ویکور فازی، سوختهای جایگزین در کشور ایران با روش ویکور فازی رتبهبندی میشوند و سوخت جایگزین منتخب برای کشور ایران تعیین میگردد. در گام آخر از مرحله چهارم، نتایج تجزیهوتحلیل و اعتبارسنجی میشوند. در جدول (4) روش و ابزار گردآوری دادهها و روش تجزیهوتحلیل دادهها در هر مرحله ارائه شده است.
جدول 4: مراحل اجرایی، روش و ابزار گردآوری دادهها و روش تجزیهوتحلیل دادهها
|
شماره مرحله |
عنوان مرحله |
روش و ابزار گردآوری دادهها و روش تجزیهوتحلیل دادهها |
|
1 |
شناسایی سوختهای جایگزین و شاخصهای ارزیابی آنها |
بررسی پیشینه تحقیقات و استفاده از پایگاههای علمی مانند گوگلاسکولار، اسکوپوس و وبآوساینس جهت گردآوری دادهها |
|
2 |
بومیسازی زیرشاخصها براساس الزامات، قوانین و زیرساختهای فعلی سوختی کشور ایران |
استفاده از روش دلفی فازی جهت نهاییسازی زیرشاخصها، آمادهسازی پرسشنامه این روش، استفاده از نظرات خبرگان متخصص و باتجربه |
|
3 |
تعیین وزن شاخصهای ارزیابی |
استفاده از روش بهترین-بدترین فازی جهت مقایسه شاخصها و زیرشاخصها و وزندهی به آنها، آمادهسازی پرسشنامه این روش، استفاده از نظرات خبرگان متخصص و باتجربه جهت وزندهی |
|
4 |
رتبهبندی گزینهها (سوختهای جایگزین) |
استفاده از روش ویکور فازی جهت امتیازدهی به سوختها و رتبهبندی آنها، آمادهسازی پرسشنامه این روش، استفاده از نظرات خبرگان متخصص و باتجربه جهت امتیازدهی به سوختها |
شکل 1: چهارچوب مراحل اجرایی و گامهای عملیاتی تحقیق حاض
3-2. روش تصمیمگیری چندشاخصه فازی
با توجه به ماهیت چندوجهی ارزیابی سوختهای جایگزین، استفاده از روشهای ارزیابی چندشاخصه در این زمینه مناسب است. تصمیمگیری یک فرایند منظم و ساختارمند است که شامل چهار مرحله اصلی است: 1. شناسایی مسئله؛ 2. استخراج ترجیحات؛ 3. ارزیابی گزینهها و 4. انتخاب بهترین گزینه. روشهای تصمیمگیری چندشاخصه مورد بررسی در این پژوهش عمدتاً در حوزه تحلیل توصیفی و هنجاری قرار دارند (تاکار[33]، 2021).
3-2-1. مجموعههای فازی
دادههای واقعی معمولاً دارای عدم قطعیت و ابهام هستند. اعداد فازی میتوانند این عدم قطعیت را با ارائه طیفی از مقادیر ممکن، بهجای یک مقدار دقیق، مدیریت کنند. این قابلیت بهویژه در کاربردهایی مانند تصمیمگیری، پیشبینی و کنترل سیستمها بسیار مفید است (چانگ و همکاران[34]، 2012: 93-99) یک «عدد فازی مثلثی»[35] با سه عدد حقیقی بهصورت نمایش داده میشود. «تابع عضویت»[36] یک عدد فازی مثلثی بهصورت زیر تعریف میشود (ژو و ژآئو[37]، 2017: 23-31):
|
(1) |
|
که ، و به ترتیب کرانپایین (کمترین مقدار)، مد (محتملترین مقدار) و کران بالا (بیشترین مقدار) یک عدد فازی نامیده میشوند و است.
3-2-2. روش بومیسازی زیرشاخصها
بومیسازی شاخصها و زیرشاخصها با روش دلفی فازی انجام میشود. این روش با هدف افزایش دقت در تصمیمگیریهای گروهی و کاهش عدم قطعیت در نظرات کارشناسان بهکار میرود. روش دلفی فازی از عبارات زبانی برای سنجش دیدگاهها استفاده میکند و برای تعیین اهمیت شاخصها، پیشبینی و غربالگری آنها کاربرد دارد (حسنپور و نصری، 1401: 177-208).
3-2-3. روش وزندهی به شاخصها و زیرشاخصها
در پژوهش حاضر از روش بهترین-بدترین فازی برای وزندهی به شاخصها و زیرشاخصهای ارزیابی استفاده میشود. روش بهترین-بدترین یک رویکرد تصمیمگیری چند شاخصه مبتنی بر مقایسه زوجی است. هدف این روش، یافتن وزنهای بهینه و نسبت سازگاری از طریق یک مدل ساده بهینهسازی خطی است (رضائی، 2016: 126-130). گامهای روش بهترین-بدترین فازی برای محاسبه وزن شاخصها به شرح زیر است (ژو و ژآئو، 2017: 23-31):
گام اول: شناسایی مجموعهای از شاخصهای ارزیابی؛ در این مرحله، تصمیمگیرنده مجموعهای از شاخصهای ارزیابی را شناسایی میکند.
گام دوم: انتخاب بهترین و بدترین شاخص؛ از میان شاخصهای شناسایی شده، تصمیمگیرنده بهترین (مهمترین) شاخص و بدترین (کماهمیتترین) شاخص را انتخاب میکند.
گام سوم: مقایسه بهترین شاخص با سایر شاخصها با استفاده از متغیرهای زبانی؛ در این گام، تصمیمگیرنده با استفاده از متغیرهای زبانی به مقایسه زوجی بهترین شاخص نسبت به سایر شاخصها میپردازند. سپس، ارزیابیهای زبانی تصمیمگیرندگان به اعداد فازی مثلثی تبدیل میشوند.
گام چهارم: مقایسه سایر شاخصها با بدترین شاخص با استفاده از متغیرهای زبانی؛ در این گام، تصمیمگیرنده با استفاده از متغیرهای زبانی، به مقایسه زوجی سایر شاخصها با بدترین شاخص میپردازد. سپس، ارزیابیهای زبانی تصمیمگیرندگان به اعداد فازی مثلثی تبدیل میشوند.
گام پنجم: یافتن وزنهای بهینه شاخصها؛ در روش بهترین-بدترین فازی وزن بهینه شاخصها با حل «مدل مینماکس»[38] بهدست میآید:
|
(2) |
|
در رابطه فوق، ، و هستند. همچنین، بیانگر «نمایش تجمیع میانگین درجهبندی شده»[39] عدد فازی مثلثی است که از رابطه (3) تعیین میشود:
|
(3) |
|
رابطه (2) به مدل برنامهنویسی زیر قابل تبدیل است:
|
(4) |
|
گام ششم: بررسی نسبت سازگاری روش بهترین-بدترین فازی؛ اگر نسبت سازگاری کوچکتر از 1/0 باشد، مقایسهها دارای سازگاری قابل قبولی هستند.
3-2-4. روش رتبهبندی سوختها
روش ویکور ابزار قدرتمندی است که میتواند برای انواع مسائل تصمیمگیری راهبردی در محیطهای مختلف مانند اجتماعی، اقتصادی یا زیستمحیطی استفاده شود. رویکرد ویکور شامل شناسایی گزینههای مختلف برای یک مسئله، تعیین اولویت بین آنها، رتبهبندی آنها و انتخاب بهترین راهحل سازشی براساس رتبهبندی است. گامهای روش ویکور فازی به شرح زیر است (چانگ[40]، 2014: 196-212):
گام اول: شناسایی مجموعهای از گزینهها (سوختهای جایگزین)؛ در این مرحله، مجموعهای از گزینهها توسط تصمیمگیرنده شناسایی میشود.
گام دوم: تشکیل ماتریس تصمیم فازی؛ تصمیمگیرنده با استفاده از متغیرهای زبانی، امتیاز هر گزینه را تعیین میکند. سپس، امتیازها به اعداد فازی مثلثی تبدیل میشوند.
گام سوم: شناسایی بهترین و بدترین مقدار فازی برای هر شاخص؛ برای هر شاخص ( )، بهترین مقدار فازی و بدترین مقدارفازی به ترتیب از روابط (5) و (6) به دست میآیند:
|
(5) |
|
|
(6) |
|
که نشاندهنده رتبه عملکردی گزینه در شاخص است.
گام چهارم: نرمالسازی ماتریس تصمیم فازی؛ ماتریس نرمال فازی برای شاخصهای سود و هزینه به ترتیب از روابط (7) و (8) محاسبه میشوند:
|
(7) |
|
|
(8) |
|
گام پنجم: محاسبه و برای هر گزینه؛ و برای گزینه ام به ترتیب از روابط (9) و (10) تعیین میشوند:
|
(9) |
|
|
(10) |
|
گام ششم: محاسبه شاخص ویکور برای هر گزینه؛ شاخص ویکور فازی برای گزینه ام ( ) از رابطه (11) محاسبه میشود:
|
(11) |
|
پارامترهای ، ، و به ترتیب از روابط (12) تا (15) تعیین میگردند.
|
(12) |
|
|
(13) |
|
|
(14) |
|
|
(15) |
|
گام هفتم: فازیزدایی از دادهها؛ در این مرحله، دادهها فازیزدایی شده و اعداد قطعی بهدست میآیند.
گام هشتم: رتبهبندی گزینهها؛ مقادیر ، و گزینهها در سه لیست به ترتیب صعودی رتبهبندی میشوند.
گام نهم: انتخاب راهحل مصالحه.
برای نهاییسازی زیرشاخصها، پرسشنامه روش دلفی فازی طی دو مرحله بین خبرگان توزیع گردید. شایانذکر است که خبرگان این پژوهش دوازده نفر از اساتید و پژوهشگران دانشگاهی، متخصصان حوزههای انرژی، مدیریت و اقتصاد هستند. مشخصات خبرگان پژوهش حاضر در جدول (5) ارائه شده است.
جدول 5: مشخصات خبرگان پژوهش حاضر.
|
شماره خبره |
تخصص |
مدرک تحصیلی |
سمت |
سن |
|
خبره 1 |
سلولهای سوختی |
کارشناسی ارشد |
پژوهشگر حوزه انرژی |
30 |
|
خبره 2 |
کارشناس بازرسی تست و تحویل تأسیسات برقی |
کارشناسی ارشد |
مدیر شرکت |
32 |
|
خبره 3 |
مکانیک جامدات |
دکتری تخصصی |
هیئتعلمی-استادیار |
32 |
|
خبره 4 |
سوختهای زیستی |
دکتری تخصصی |
پژوهشگر حوزه انرژی |
32 |
|
خبره 5 |
انرژیهای تجدیدپذیر |
دانشجوی دکتری تخصصی |
مدرس دانشگاه |
32 |
|
خبره 6 |
سوختهای جایگزین- انرژیهای تجدیدپذیر |
دکتری تخصصی |
هیئتعلمی-دانشیار |
42 |
|
خبره 7 |
مکانیک سیالات |
دانشجوی دکتری تخصصی |
مدرس دانشگاه |
35 |
|
خبره 8 |
حسابداری |
دکتری تخصصی |
هیئتعلمی-دانشیار |
46 |
|
خبره 9 |
اقتصاد |
دکتری تخصصی |
هیئتعلمی-استادیار |
43 |
|
خبره 10 |
صنایع |
دکتری تخصصی |
هیئتعلمی-استادیار |
43 |
|
خبره 11 |
مدیریت صنعتی |
دکتری تخصصی |
هیئتعلمی-دانشیار |
43 |
|
خبره 12 |
مدیریت صنعتی |
دکتری تخصصی |
هیئتعلمی-استادیار |
36 |
در پایان مرحله اول، نُه زیرشاخص جدید شامل «هزینه تولید وسایل نقلیه با سوخت جایگزین»، «کشش قیمتی سوخت»، «دارا بودن منبع سوختی در کشور»، «سازگاری با وسایل نقلیه فعلی»، «تأثیر سوخت بر عملکرد وسیله نقلیه (از حیث شتاب، بیشینه سرعت، طول عمر پیشرانه)»، «سهولت انتقال و توزیع سوخت»، «ماندگاری و امکان ذخیرهسازی سوخت»، «سهولت نظارت و کنترل زنجیره تأمین سوخت» و «امکان قاچاق سوخت» توسط خبرگان پیشنهاد شدهاند که به پرسشنامه مرحله دوم اضافه شده است.
در جدول (6) زیرشاخصهایی که در مرحله دوم (نهایی) پرسشنامه دلفی فازی تأیید یا رد شدهاند، مشخص شدهاند. مطابق این جدول، از میان بیستوپنج زیرشاخص موجود، هشت زیرشاخص شامل «هزینه تولید وسایل نقلیه با سوخت جایگزین، «محتوای انرژی»، «سازگاری با وسایل نقلیه فعلی»، «آلودگی صوتی سوخت»، «مقبولیت اجتماعی سوخت»، «تأثیر بر رفاه اجتماعی»، «نرخ اشتغالزایی» و «امکان قاچاق سوخت» حذف شده و هفده زیرشاخص تأیید شدهاند. در ادامه، زیرشاخصهای تأییدشده به چهار شاخص اصلی شامل شاخصهای «اقتصادی»، «فنی-فناوری»، «زیستمحیطی» و «سیاستگذاری» تقسیمبندی شدهاند.
جدول 6: زیرشاخصهای تأیید یا رد شده در مرحله نهایی پرسشنامه روش دلفی فازی.
|
شماره |
زیرشاخصها |
تجمیع فازی دادهها |
فازیزدایی دادهها |
تأیید/رد |
|
1 |
هزینه تأمین و توزیع سوخت |
(1، 9763/0، 5/0) |
8254/0 |
تأیید |
|
2 |
هزینههای پیادهسازی زیرساخت سوخت |
(1، 8576/0، 25/0) |
7025/0 |
تأیید |
|
3 |
قیمت سوخت مصرفی |
(1، 8784/0، 25/0) |
7095/0 |
تأیید |
|
4 |
هزینه تولید وسایل نقلیه با سوخت جایگزین |
(1، 7715/0، 0) |
5905/0 |
رد |
|
5 |
کشش قیمتی سوخت |
(1، 7110/0، 25/0) |
6537/0 |
تأیید |
|
6 |
دارا بودن منبع سوخت در کشور |
(1، 7640/0، 25/0) |
6713/0 |
تأیید |
|
7 |
محتوای انرژی |
(1، 7386/0، 0) |
5795/0 |
رد |
|
8 |
در دسترس بودن زیرساخت سوخت |
(1، 7903/0، 25/0) |
6801/0 |
تأیید |
|
9 |
ایمنی سوخت |
(1، 7825/0، 25/0) |
6775/0 |
تأیید |
|
10 |
بلوغ فناوری سوخت |
(1، 6941/0، 25/0) |
6480/0 |
تأیید |
|
11 |
سازگاری با وسایل نقلیه فعلی |
(1، 7040/0، 0) |
5680/0 |
رد |
|
12 |
تأثیر سوخت بر عملکرد وسیله نقلیه |
(1، 7533/0، 25/0) |
6678/0 |
تأیید |
|
13 |
سهولت انتقال و توزیع سوخت |
(1، 8576/0، 25/0) |
7025/0 |
تأیید |
|
14 |
ماندگاری و امکان ذخیرهسازی سوخت |
(1، 7981/0، 25/0) |
6827/0 |
تأیید |
|
15 |
انتشار گازهای گلخانهای |
(1، 7314/0، 25/0) |
6605/0 |
تأیید |
|
16 |
انتشار گازهای آلاینده |
(1، 7749/0، 25/0) |
6750/0 |
تأیید |
|
17 |
انتشار ذرات معلق جامد |
(1، 7386/0، 25/0) |
6629/0 |
تأیید |
|
18 |
آلودگی صوتی |
(1، 4978/0، 0) |
4993/0 |
رد |
|
19 |
مقبولیت اجتماعی سوخت |
(1، 4930/0، 0) |
4977/0 |
رد |
|
20 |
تأثیر بر رفاه اجتماعی |
(1، 0، 0) |
3333/0 |
رد |
|
21 |
نرخ اشتغالزایی |
(1، 4699/0، 0) |
4900/0 |
رد |
|
22 |
حمایت دولتی |
(1، 6807/0، 25/0) |
6436/0 |
تأیید |
|
23 |
امنیت سوخت |
(1، 8373/0، 25/0) |
6958/0 |
تأیید |
|
24 |
سهولت نظارت و کنترل زنجیره تأمین سوخت |
(1، 7427/0، 25/0) |
6642/0 |
تأیید |
|
25 |
امکان قاچاق سوخت |
(1، 6272/0، 0) |
5424/0 |
رد |
|
حد آستانه |
(1، 7068/0، 18/0) |
6289/0 |
||
در تحقیق حاضر از روش بهترین-بدترین فازی جهت وزندهی به شاخصهای اصلی و زیرشاخصها استفاده شده است. در این راستا، پرسشنامه روش بهترین-بدترین فازی طراحی شد و برای کسب نظرات، بین خبرگان توزیع گردید. در جدول (7) وزن شاخصهای اصلی وزن محلی و نهایی زیرشاخصها و رتبه زیرشاخصها نشان داده شده است. مطابق این جدول، بیشترین وزن در میان شاخصهای اصلی به ترتیب متعلق به شاخص اقتصادی (C1) با وزن 354/0، شاخص فنی-فناوری (C2) با وزن 275/0، شاخص زیستمحیطی (C3) با وزن 244/0 و شاخص سیاستگذاری (C4) با وزن 127/0 است.
علاوه بر این، بیشترین وزن در میان زیرشاخصهای اقتصادی به ترتیب متعلق به قیمت سوخت مصرفی (C13) با وزن 263/0، هزینههای تأمین و توزیع سوخت (C11) با وزن 235/0، هزینههای پیادهسازی زیرساخت (C12) سوخت با وزن 201/0، دارا بودن منبع سوخت در کشور (C15) با وزن 186/0 و کشش قیمتی سوخت (C14) با وزن 115/0 است.
همچنین، بیشترین وزن در میان زیرشاخصهای فنی-فناوری به ترتیب متعلق به در دسترس بودن زیرساخت سوخت (C21) با وزن 204/0، تأثیر سوخت بر عملکرد وسیله نقلیه (C24) با وزن 202/0، ایمنی سوخت (C22) با وزن 198/0، سهولت انتقال و توزیع سوخت (C25) با وزن 138/0، بلوغ فناوری سوخت (C23) با وزن 133/0 و ماندگاری و امکان ذخیرهسازی سوخت (C26) با وزن 125/0 هستند. علاوه بر این، جدول (7) نشان میدهد که بیشترین وزن در میان زیرشاخصهای زیستمحیطی به ترتیب متعلق به انتشار ذرات معلق جامد (C33) با وزن 360/0، انتشار گازهای آلاینده (C32) با وزن 341/0 و انتشار گازهای گلخانهای (C31) با وزن 299/0 هستند. همچنین، مطابق جدول (7)، بیشترین وزن در میان زیرشاخصهای زیستمحیطی به ترتیب متعلق به امنیت سوخت (C42) با وزن 330/0، حمایت دولتی (C41) با وزن 367/0 و سهولت نظارت و کنترل زنجیره تأمین سوخت (C43) با وزن 303/0 هستند.
در تحقیق حاضر وزنهای نهایی زیرشاخصها از روش سلسهمراتبی حاصل شده است. در روش سلسهمراتبی وزن نهایی هر زیرشاخص از ضرب وزن شاخص اصلی مربوطه در وزن محلی زیرشاخص مورد نظر محاسبه میشود. برای مثال وزن نهایی زیرشاخص هزینههای تأمین و توزیع سوخت برابر 083/0 است که این مقدار از ضرب وزن محلی زیرشاخص مورد نظر (235/0) در وزن نهایی شاخص اقتصادی (354/0) بهدستآمده است. مطابق جدول (7)، از میان زیرشاخصهای اقتصادی، بالاترین وزن (بهترین رتبه) به ترتیب متعلق به قیمت سوختی مصرفی (وزن نهایی 093/0 و رتبه نهایی 1)، هزینههای تأمین و توزیع سوخت (وزن نهایی 083/0 و رتبه نهایی 3)، هزینههای پیادهسازی زیرساخت سوخت (وزن نهایی 071/0 و رتبه نهایی 6)، دارا بودن منبع سوخت در کشور (وزن نهایی 066/0 و رتبه نهایی 7) و کشش قیمتی سوخت (وزن نهایی 041/0 و رتبه نهایی 13) است. همچنین، در دسترس بودن زیرساخت سوخت (وزن نهایی 056/0 و رتبه نهایی 8)، تأثیر سوخت بر عملکرد وسیله نقلیه از حیث شتاب، بیشینه سرعت، طول عمر پیشرانه (وزن نهایی 056/0 و رتبه نهایی 8)، ایمنی سوخت (وزن نهایی 054/0 و رتبه نهایی 10)، سهولت انتقال و توزیع سوخت (وزن نهایی 038/0 و رتبه نهایی 14)، بلوغ فناوری سوخت (وزن نهایی 037/0 و رتبه نهایی 16) و ماندگاری و امکان ذخیرهسازی سوخت (وزن نهایی 034/0 و رتبه نهایی 17) به ترتیب بیشترین وزن (بهترین رتبه) را در میان زیرشاخصهای اقتصادی به خود اختصاص دادهاند. در میان زیرشاخصهای زیستمحیطی، انتشار ذرات معلق جامد (وزن نهایی 088/0 و رتبه نهایی 2)، انتشار گازهای آلاینده (وزن نهایی 083/0 و رتبه نهایی 3) و انتشار گازهای گلخانهای (وزن نهایی 073/0 و رتبه نهایی 5) به ترتیب بیشترین وزن نهایی (بهترین رتبه نهایی) را دارا هستند. همچنین، در میان شاخصهای سیاستگذاری، امنیت سوخت (وزن نهایی 047/0 و رتبه نهایی 11)، حمایت دولتی (وزن نهایی 042/0 و رتبه نهایی 12) و سهولت نظارت و کنترل زنجیره تأمین سوخت (وزن نهایی 038/0 و رتبه نهایی 14) به ترتیب از بیشترین وزن (بهترین رتبه) برخوردار هستند. بنابراین، از دیدگاه خبرگان پژوهش حاضر، شاخصهای اقتصادی و زیستمحیطی دارای بیشترین اهمیت هستند. نتایج نشان داد که در میان پنج زیرشاخص برتر، دو زیرشاخص متعلق به شاخص اقتصادی (به ترتیب شامل قیمت سوخت مصرفی و هزینههای تأمین و توزیع سوخت) و سه زیرشاخص متعلق به شاخص زیستمحیطی (به ترتیب شامل انتشار ذرات معلق جامد، انتشار گازهای آلاینده و انتشار گازهای گلخانهای) هستند.
در تحقیق حاضر از روش ویکور فازی جهت رتبهبندی سوختها استفاده شده است. برای تکمیل پرسشنامه روش ویکور فازی (تکمیل ماتریس تصمیم فازی)، از خبرگان درخواست شد تا با استفاده از عبارتهای زبانی، نظرشان را درباره سوختهای یازدهگانه مورد بررسی در تحقیق حاضر از دیدگاه هفده زیرشاخص نهایی بیان کنند. در ادامه، عبارتهای زبانی با استفاده از قوانین تبدیل، به اعداد فازی مثلثی تبدیل شدند. در شکل (2) مقادیر شاخص ویکور و رتبه سوختهای مختلف نشان دادهشده است. مطابق این شکل، سوخت الکتریکی کمترین مقدار شاخص ویکور (برابر 0017/0) را به خود اختصاص داده است. ازآنجاییکه این سوخت هر دو شرط مورد نیاز روش ویکور فازی را دارا است درنتیجه بهعنوان بهترین سوخت از دیدگاه روش تصمیمگیری ویکور فازی معرفی میشود. پس از سوخت الکتریکی، به ترتیب گاز طبیعی فشرده (CNG)، گاز طبیعی مایع (LNG)، گاز نفتی مایع (LPG)، اتانول، متانول، بنزین، دیزل نفتی، بیوگاز، بیودیزل و هیدروژن در رتبههای دوم تا یازدهم قرار گرفتهاند.
برای اعتبارسنجی نتایج، از روش تاپسیس فازی برای رتبهبندی سوختها استفاده شد تا اطمینان حاصل شود که تغییر روش رتبهبندی، سوخت برتر را تغییر نمیدهد. نتایج نشان دادند که در این روش نیز سوخت الکتریکی بهعنوان بهترین گزینه انتخاب شده است. پس از آن، به ترتیب گاز طبیعی فشرده (CNG)، بنزین، دیزل نفتی، گاز نفتی مایع (LPG)، گاز طبیعی مایع (LNG)، اتانول، متانول، بیودیزل، بیوگاز و هیدروژن در رتبههای دوم تا یازدهم قرار گرفتند.
جدول 7: وزن نهایی و رتبه نهایی شاخصها و زیرشاخصها.
|
شاخص اصلی |
وزن شاخص اصلی |
زیرشاخص |
وزن محلی زیرشاخص |
وزن نهایی زیرشاخص |
رتبه نهایی زیرشاخص |
|
اقتصادی (C1) |
354/0 |
هزینههای تأمین و توزیع سوخت (C11) |
235/0 |
083/0 |
3 |
|
هزینههای پیادهسازی زیرساخت سوخت (C12) |
201/0 |
071/0 |
6 |
||
|
قیمت سوخت مصرفی (C13) |
263/0 |
093/0 |
1 |
||
|
کشش قیمتی سوخت (C14) |
115/0 |
041/0 |
13 |
||
|
دارا بودن منبع سوخت در کشور (C15) |
186/0 |
066/0 |
7 |
||
|
فنی-فناوری (C2) |
275/0 |
در دسترس بودن زیرساخت سوخت (C21) |
204/0 |
056/0 |
8 |
|
ایمنی سوخت (C22) |
198/0 |
054/0 |
10 |
||
|
بلوغ فناوری سوخت (C23) |
133/0 |
037/0 |
16 |
||
|
تأثیر سوخت بر عملکرد وسیله نقلیه از حیث شتاب، بیشینه سرعت، طول عمر پیشرانه (C24) |
202/0 |
056/0 |
8 |
||
|
سهولت انتقال و توزیع سوخت (C25) |
138/0 |
038/0 |
14 |
||
|
ماندگاری و امکان ذخیرهسازی سوخت (C26) |
125/0 |
034/0 |
17 |
||
|
زیستمحیطی (C3) |
244/0 |
انتشار گازهای گلخانهای (C31) |
299/0 |
073/0 |
5 |
|
انتشار گازهای آلاینده (C32) |
341/0 |
083/0 |
3 |
||
|
انتشار ذرات معلق جامد (C33) |
360/0 |
088/0 |
2 |
||
|
سیاستگذاری (C4) |
127/0 |
حمایت دولتی (C41) |
330/0 |
042/0 |
12 |
|
امنیت سوخت (C42) |
367/0 |
047/0 |
11 |
||
|
سهولت نظارت و کنترل زنجیره تأمین سوخت (C43) |
303/0 |
038/0 |
14 |
شکل 2: مقادیر قطعی شاخص ویکور و رتبه سوختهای مختلف از دیدگاه روش ویکور فازی
تجزیهوتحلیل حساسیت اثر وزنهای مختلف را بر رتبهبندی نهایی نشان میدهد و پایداری رتبهبندی جامع را ارزیابی میکند. تغییر وزن زیرشاخصها یک روش رایج برای تحلیل حساسیت است. تحلیل حساسیت این مطالعه به دنبال ارزیابی تأثیر وزنهای زیرشاخصها بر پاسخها است. به این منظور، شش سناریو برای نشان دادن اثر وزنهای مختلف زیرشاخصها طراحی شده است. در سناریوی اول، وزن پنج مورد از مهمترین شاخصها نسبت حالت اولیه به میزان 20 درصد کاهش مییابد؛ در سناریوی دوم، وزن پنج مورد از ضعیفترین شاخصها نسبت حالت اولیه به میزان 20 درصد افزایش مییابد. سناریوهای اول و دوم بهطور همزمان در سناریوی سوم اعمال میشوند. سناریوهای چهارم، پنجم و ششم از ساختاری مشابه با سه سناریوی اول پیروی میکنند؛ اما در این سناریوها وزن 30 درصد تغییر میکند (زلفانی و همکاران[41]، 2023: 13736).
جدول (8) رتبه سوختها در روش ویکور فازی برای سناریوهای مختلف ارائه شده است. لازم به ذکر است که منظور از سناریوی صفر همان حالت اصلی (قبل از اعمال تغییر در وزنها) است.
با انجام تحلیل حساسیت مشخص گردید که روش ویکور فازی در این مسئله پایدار بوده و نتیجه نهایی وابستگی ناچیزی به تغییر وزن زیرشاخصها دارد.
جدول 8: رتبه سوختها در روش ویکور فازی برای سناریوهای مختلف
|
سوخت |
شماره سناریو |
||||||
|
صفر |
اول |
دوم |
سوم |
چهارم |
پنجم |
ششم |
|
|
بنزین |
7 |
7 |
7 |
7 |
5 |
7 |
5 |
|
دیزل نفتی |
8 |
8 |
8 |
8 |
8 |
8 |
8 |
|
گاز طبیعی فشرده (CNG) |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
|
گاز طبیعی مایع (LNG) |
3 |
3 |
3 |
3 |
4 |
3 |
4 |
|
گاز نفتی مایع (LPG) |
4 |
4 |
4 |
4 |
3 |
4 |
3 |
|
هیدروژن |
11 |
11 |
11 |
11 |
11 |
11 |
11 |
|
اتانول |
5 |
5 |
5 |
5 |
6 |
5 |
6 |
|
متانول |
6 |
6 |
6 |
6 |
7 |
6 |
7 |
|
بیودیزل |
10 |
10 |
10 |
10 |
9 |
10 |
9 |
|
بیوگاز |
9 |
9 |
9 |
9 |
10 |
9 |
10 |
|
الکتریکی |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
پژوهش حاضر باهدف شناسایی و انتخاب سوخت جایگزین بنزین موتور در ایران انجام شده است. برای انتخاب سوختهای جایگزین در ایران، ابتدا پژوهشهای مرتبط با سوختهای جایگزین بنزین موتور در ایران و در دنیا انتخاب، بررسی و مطالعه شدند. به این منظور، از روش دلفی فازی برای بومیسازی زیرشاخصها، روش بهترین-بدترین فازی برای وزندهی به شاخصها و زیرشاخصها و روش ویکور فازی برای رتبهبندی سوختها استفاده شده است. در پایان مرحله اول پرسشنامه روش دلفی فازی، نه زیرشاخص جدید توسط خبرگان پیشنهاد شدهاند که به پرسشنامه مرحله دوم اضافه شده است. در مرحله دوم این روش، از میان بیستوپنج زیرشاخص موجود، هشت زیرشاخص حذف گردیده و هفده زیرشاخص تأیید شدهاند. زیرشاخصهای باقیمانده شامل «هزینههای تأمین و توزیع سوخت»، «هزینههای پیادهسازی زیرساخت سوخت»، «قیمت سوخت مصرفی»، «کشش قیمتی سوخت»، «دارا بودن منبع سوخت در کشور»، «در دسترس بودن زیرساخت سوخت»، «ایمنی سوخت»، «بلوغ فناوری سوخت»، «تأثیر سوخت بر عملکرد وسیله نقلیه»، «سهولت انتقال و توزیع سوخت»، «ماندگاری و امکان ذخیرهسازی سوخت»، «انتشار گازهای گلخانهای»، «انتشار گازهای آلاینده»، «انتشار ذرات معلق جامد»، «حمایت دولتی»، «امنیت سوخت» و «سهولت نظارت و کنترل زنجیره تأمین سوخت» هستند. در ادامه، این زیرشاخصها به چهار شاخص اصلی شامل شاخصهای «اقتصادی»، «فنی-فناوری»، «زیستمحیطی» و «سیاستگذاری» تقسیمبندی شدهاند.
در تحقیق حاضر از روش بهترین-بدترین فازی جهت وزندهی به شاخصهای اصلی و زیرشاخصها استفاده شده است. با توجه به نتایج بهدستآمده، بیشترین وزن در میان شاخصهای اصلی به ترتیب متعلق به «شاخص اقتصادی» با وزن 354/0، «شاخص فنی-فناوری» با وزن 275/0، «شاخص زیستمحیطی» با وزن 244/0 و «شاخص سیاستگذاری» با وزن 127/0 تعیین گردید. علاوه بر این، نتایج نشان داد که در میان پنج زیرشاخص برتر (از میان هفده زیرشاخص)، دو زیرشاخص متعلق به شاخص اقتصادی (به ترتیب شامل قیمت سوخت مصرفی و هزینههای تأمین و توزیع سوخت) و سه زیرشاخص متعلق به شاخص زیستمحیطی (به ترتیب شامل انتشار ذرات معلق جامد، انتشار گازهای آلاینده و انتشار گازهای گلخانهای) هستند. در ادامه، از روش ویکور فازی برای رتبهبندی سوختها بهره گرفته شد. مطابق نتایج بهدستآمده، «سوخت الکتریکی» کمترین مقدار شاخص ویکور را به خود اختصاص داده و درنتیجه بهعنوان فناوری برتر جایگزین بنزین موتور برای کشور ایران معرفی میشود. پس از سوخت الکتریکی، به ترتیب «گاز طبیعی فشرده (CNG)»، «گاز طبیعی مایع (LNG)»، «گاز نفتی مایع (LPG)»، «اتانول»، «متانول»، «بنزین»، «دیزل نفتی»، «بیوگاز»، «بیودیزل» و «هیدروژن» در رتبههای دوم تا یازدهم قرار گرفتهاند. همچنین، در روش رتبهبندی تاپسیس نیز «سوخت الکتریکی» جایگاه اول را حفظ کرده و «گاز طبیعی فشرده (CNG)» بهعنوان گزینه دوم معرفی شده است. این انتخاب نشاندهنده پتانسیل بالای موتورهای الکتریکی برای جایگزینی با موتورهای بنزینی است. استفاده از سوختهای جایگزین بنزین، بهویژه موتورهای الکتریکی نتایج متعددی بههمراه دارد که برخی از آنها به شرح زیر هستند:
توسعه خودروهای الکتریکی میتواند وابستگی کشور به بنزین را کاهش دهد. این اقدام به کنترل مشکل ناترازی بنزین، جلوگیری از واردات بیش از حد و دستیابی به خودکفایی در تأمین سوخت مورد نیاز کشور کمک میکند.
استفاده از خودروهای الکتریکی سبب کاهش مصرف بنزین و ایجاد تعادل در عرضه و تقاضای بنزین میشود.
تنوع در منابع انرژی و بهرهگیری از سوختهای جایگزین میتواند امنیت انرژی کشور را ارتقا دهد و در مواجهه با بحرانهای انرژی یا حملات به زیرساختهای نفتی، پایداری صنعت دفاعی را تضمین کند. این موضوع نقش مهمی در تقویت توان دفاعی کشور، افزایش امنیت ملی و حفظ استقلال سیاسی دارد.
کاهش هزینههای مرتبط با تأمین و حملونقل سوختهای بنزینی میتواند به تخصیص منابع مالی بیشتر به دیگر جنبههای بخش دفاعی مانند تحقیق و توسعه، آموزش و خرید تجهیزات پیشرفته کمک کند.
حرکت به سمت سوختهای پاک جایگزین بنزین موتور، فرصتهای جدیدی را برای توسعه فناوریهای پاک، پایدار، ایجاد شرکتهای جدید و رشد صنعتهای مرتبط باانرژی پایدار ایجاد میکند. این رویکرد به تقویت اقتصاد ملی و کاهش هزینههای حملونقل کمک میکند.
بااینوجود، پیادهسازی و توسعه سوخت جایگزین منتخب در کشور با چالشهای مختلفی روبهرو است که برخی از آنها به شرح زیر هستند:
5-1. پیشنهادهای پژوهش
پیشنهادهایی که برای مطالعات آینده و پژوهشهای تکمیلی ارائه میشوند، شامل موارد زیر هستند:
[1]. Khan et al.
[2]. Okoh and Onuoha
[3]. Hassan et al.
[4]. Gao et al.
[5]. Ramadhas
[6]. Aboushaqrah et al.
[7]. Compressed natural gas (CNG)
[8]. Oztaysi et al.
[9]. Liquid natural gas (LNG)
[10]. Maimoun et al.
[11]. Liquefied petroleum gas (LPG)
[12]. Ugurlu & Oztuna
[13]. Li et al.
[14]. Tsita & Pilavachi
[15]. El Hafdaoui et al.
[16]. Barrett
[17]. Hezam et al.
[18]. Multi-criteria decision-making method
[19]. Preference ranking organization method for enrichment evaluations (PROMETHEE)
[20]. Analytic hierarchy process (AHP)
[21]. Fuel cell
[22]. Interval-valued intuitionistic fuzzy sets (IVIFS)
[23]. VIKOR method (VlseKriterijumska Optimizacija I Kompromisno Resenje)
[24]. Strategic Options development and analysis (SODA)
[25]. Neutrosophic sets
[26]. Technique for order preference by similarity to ideal solution (TOPSIS)
[27]. Best-worst method (BWM)
[28]. Saunders et al.
[29]. Google Scholar
[30]. Scopus
[31]. Web of Science
[32]. Fuzzy Delphi
[33]. Thakkar
[34]. Chang et al.
[35]. Triangular fuzzy number (TFN)
[36]. Membership function
[37]. Guo & Zhao
[38]. Minmax model
[39]. Graded mean integration representation (GMIR)
[40]. Chang
[41]. Zolfani et al.
)