مدل‌سازی دینامیکی اثر سیاست دوگانه‌سوزکردن خودروها بر میزان تولید آلودگی و مصرف انرژی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار دانشگاه صنعتی مالک اشتر

2 پژوهش‌گر دانشکده مدیریت دانشگاه صنعتی مالک اشتر*(مسئول مکاتبات)

چکیده

زمینه و هدف: یارانه‌های بخش انرژی و آلودگی‌های ناشی از مصرف سوخت در شهرهای بزرگ کشور، سبب اتخاذ سیاست‌های دوگانه‌سوز کردن خودرها در کشور شده است. با توجه به گستردگی به‌کارگیری این سیاست، ضرورت دارد اثرات اقتصادی و زیست‌محیطی آن در بلندمدت بیش‌تر مورد مطالعه قرار گیرد.
روش بررسی: پس از مرور منابع در خصوص مزایا و معایب خودروهای گازسوز و دوگانه‌سوز، با استفاده از متدولوژی پویایی‌های سیستم که یکی از روش‌های مدل‌سازی سیستم‌های پویا و اجتماعی است، یک مدل دینامیک در مورد نحوه اثرگذاری خودروهای دوگانه‌سوز بر میزان مصرف انرژی، یارانه‌های بخش انرژی و ایجاد آلودگی توسط خودروها تهیه شده است که با اجرای آن، اثرات بلندمدت سیاست فعلی، مورد بررسی قرار می‌گیرد.
یافته‌ها: بر اساس خروجی‌های شبیه‌سازی مدل، سیاست دوگانه‌سوز کردن خودروها، تنها باعث کاهش سرعت رشد یارانه‌ها و آلودگی هوا می‌شود و مشکل را به‌صورت ریشه‌ای حل نمی‌کند.
بحث و نتیجه‌گیری: با توجه به هزینه‌های سیاست دوگانه‌سوز کردن و عدم دریافت خروجی مطلوب، به‌نظر می‌رسد اولاً باید به راه‌بردهای دیگری نظیر ایجاد سبد سوخت یا توسعه خودروهای CNG سوز در کشور نیز توجه کرد، و ثانیاً در فرآیند دوگانه‌سوز کردن خودروها، از سیاست‌های مکمل نیز بهره گرفت.
سیاست دوگانه‌سوز کردن خودروها، چند سالی است که در کشور در حال اجرا و پیگیری است. یارانه­های هنگفت انرژی و آلودگی شدید ناشی از مصرف سوخت در شهرهای بزرگ کشور، که مدیریت این دو را دشوار کرده است، محرک­های اصلی دولت برای اجرای این سیاست می­باشند. با توجه به اثرات فراوان سوخت در مسایل زیست­محیطی، در این مقاله تلاش شده است تا پس از بیان مزایا و معایب خودروهای گازسوز و دوگانه‌سوز، با استفاده از متدولوژی پویایی­های سیستم، که یکی از روش‌های مدل‌سازی سیستم‌های پویا و اجتماعی است، یک مدل دینامیک در مورد نحوه اثرگذاری خودروهای دوگانه‌سوز بر میزان مصرف انرژی، یارانه‌های بخش انرژی و ایجاد آلودگی توسط خودروها به­دست می­آوریم و سپس با اجرای این مدل در نرم‌افزار شبیه­سازی، نشان می­دهیم که ادامه این سیاست با روند فعلی، در بلندمدت جواب‌گو نبوده و خود، می‌تواند منشأ مشکلات فراوانی باشد. 

کلیدواژه‌ها


 

 

 

 

 

علوم و تکنولوژی محیط زیست ، دوره هفدهم، شماره یک ،  بهار 94

 

مدل­سازی دینامیکی اثر سیاست دوگانه‌سوزکردن خودروها بر میزان تولید آلودگی و مصرف انرژی

 

حمید رضا فرتوک­زاده [1]

حسن اشراقی [2]*

eshraghi.ir@gmail.com

 

 

تاریخ دریافت:20/1/88

تاریخ پذیرش:15/5/88

 

چکیده

زمینه و هدف: یارانه‌های بخش انرژی و آلودگی‌های ناشی از مصرف سوخت در شهرهای بزرگ کشور، سبب اتخاذ سیاست‌های دوگانه‌سوز کردن خودرها در کشور شده است. با توجه به گستردگی به‌کارگیری این سیاست، ضرورت دارد اثرات اقتصادی و زیست‌محیطی آن در بلندمدت بیش‌تر مورد مطالعه قرار گیرد.

روش بررسی: پس از مرور منابع در خصوص مزایا و معایب خودروهای گازسوز و دوگانه‌سوز، با استفاده از متدولوژی پویایی‌های سیستم که یکی از روش‌های مدل‌سازی سیستم‌های پویا و اجتماعی است، یک مدل دینامیک در مورد نحوه اثرگذاری خودروهای دوگانه‌سوز بر میزان مصرف انرژی، یارانه‌های بخش انرژی و ایجاد آلودگی توسط خودروها تهیه شده است که با اجرای آن، اثرات بلندمدت سیاست فعلی، مورد بررسی قرار می‌گیرد.

یافته‌ها: بر اساس خروجی‌های شبیه‌سازی مدل، سیاست دوگانه‌سوز کردن خودروها، تنها باعث کاهش سرعت رشد یارانه‌ها و آلودگی هوا می‌شود و مشکل را به‌صورت ریشه‌ای حل نمی‌کند.

بحث و نتیجه‌گیری: با توجه به هزینه‌های سیاست دوگانه‌سوز کردن و عدم دریافت خروجی مطلوب، به‌نظر می‌رسد اولاً باید به راه‌بردهای دیگری نظیر ایجاد سبد سوخت یا توسعه خودروهای CNG سوز در کشور نیز توجه کرد، و ثانیاً در فرآیند دوگانه‌سوز کردن خودروها، از سیاست‌های مکمل نیز بهره گرفت.

سیاست دوگانه‌سوز کردن خودروها، چند سالی است که در کشور در حال اجرا و پیگیری است. یارانه­های هنگفت انرژی و آلودگی شدید ناشی از مصرف سوخت در شهرهای بزرگ کشور، که مدیریت این دو را دشوار کرده است، محرک­های اصلی دولت برای اجرای این سیاست می­باشند. با توجه به اثرات فراوان سوخت در مسایل زیست­محیطی، در این مقاله تلاش شده است تا پس از بیان مزایا و معایب خودروهای گازسوز و دوگانه‌سوز، با استفاده از متدولوژی پویایی­های سیستم، که یکی از روش‌های مدل‌سازی سیستم‌های پویا و اجتماعی است، یک مدل دینامیک در مورد نحوه اثرگذاری خودروهای دوگانه‌سوز بر میزان مصرف انرژی، یارانه‌های بخش انرژی و ایجاد آلودگی توسط خودروها به­دست می­آوریم و سپس با اجرای این مدل در نرم‌افزار شبیه­سازی، نشان می­دهیم که ادامه این سیاست با روند فعلی، در بلندمدت جواب‌گو نبوده و خود، می‌تواند منشأ مشکلات فراوانی باشد.

 واژه های کلیدی: خودرو، دوگانه‌سوز، انرژی، آلودگی، مدل‌سازی دینامیکیف انرژی، آلودگی، ، مدل‌سازی دینامیکی.

 

مقدمه


سوخت جای‌گزین بنزین، موضوعی است که از سال­ها پیش در دنیا مطرح شده است (1). دلایل اصلی اهمیت این موضوع، نگرانی از تمام شدن سوخت‌های فسیلی، آلودگی محیط زیست و هزینه­های اقتصادی سوخت‌های فعلی است. در هر کشوری با توجه به شرایط و منابع آن، یکی از انواع سوخت کاربرد بیش‌تری یافته است. به­عنوان مثال، در کشور برزیل که یکی از تولیدکنندگان اصلی شکر در دنیاست، الکل استخراج شده از نی‌شکر، سوخت اصلی خودروها را تشکیل می­دهد. در ایران نیز با توجه به دخایر عظیم گاز طبیعی، استفاده از سوخت‌های گازی به­عنوان سوخت جای‌گزین بنزین، مورد توجه قرار گرفته است. از مزایای این نوع سوخت‌ها، می‌توان به کاهش یارانه­های بخش حمل­ونقل و کاهش آلودگی و هزینه­های آن در کشور اشاره کرد.

با توجه به اهمیت و اثر سوخت در مسایل زیست­محیطی، در این مقاله با ارایه یک مدل دینامیکی، اثر سیاست­های دولت در زمینه دوگانه‌سوز کردن خودروها، بر روی مدیریت محیط زیست و نیز هزینه­های اقتصادی و مصرف انرژی بررسی شده است.

 

تاریخچه گازسوز کردن خودروها

در حال حاضر در کشور ایران، گاز طبیعی فشرده(CNG)[3]، به‌عنوان سوخت اصلی با منشأ گاز طبیعی برای وسایل نقلیه مطرح است. در نقاط مختلف جهان، بر روی انواع دیگری از سوخت‌های گازی، نظیر گاز طبیعی مایع­شده (LNG)[4]، ANG[5]، گاز نفتی مایع (CPG)، سوخت گازی مایع (LPG)[6]، [7]GTL، LCNG[8] و مشتقاتی نظیر DME[9]، اتانول و متانول نیز سرمایه­گذاری شده است (1). علاوه بر این، سوخت‌های بدون منشأ گاز، نظیر انرژی خورشیدی، آب، هیدروژن و بیودیزل نیز جزء سوخت‌های مورد استفاده در جهان هستند که کارهای مطالعاتی و سرمایه­گذاری­های فراوانی بر روی آن­ها صورت گرفته است.

استفاده از سوخت CNG به شکل فعلی با فشار 200 بار از دهه 1970 در ایتالیا آغاز شده است. استفاده از CNG، علاوه بر مزایای فراوان آن در مقایسه با بنزین، معایبی نظیر کاهش قدرت موتور، سنگین بودن تجهیزات، گرانی تجهیزات مربوطه و طی نمودن مسافت کم‌تر به­ازای یک بار سوخت­گیری نیز دارد (2).

طرح LPG سوز کردن خودروها، در اواخر دهه ۶۰ در کشور آغاز شد، اما به­دلیل عدم توجیه اقتصادی و وابستگی شدید به واردات، پس از گذشت ۵ سال متوقف شد. تغییر یک­باره سیاست دولت و جای‌گزینی CNG به­جای LPG موجب شد که برخی از قطعه‌سازان مخازن LPG، ۴۰ تا ۵۰ میلیارد تومان متضرر شوند (3).

تقاضا برای موتورهای گازسوز، با رشد شدید مصرف بنزین، سهمیه­بندی و بالا رفتن قیمت آن، رشد چشم­گیری یافته است. جدول 1، رشد تعداد خودروهای گازسوز را در ایران و در دنیا طی سالیان اخیر نشان می­دهد.

 

جدول 1: تعداد خودروهای گازسوز در ایران و جهان، از سال 2001 به بعد (4)


 

2001

2002

2003

2004

2005

2006

دسامبر 2012

ایران

800

800

000,1

000,1

029,48

607,229

000,000,3

جهان

812,792,1

607,356,2

788,104,3

192,935,3

408,633,4

379,791,5

098,733,16

 


به­دلیل وجود خودروهای بنزینی فراوان در کشور، ارزان­ترین و ساده­ترین راه برای گازسوز کردن این خودروها، دوگانه‌سوز کردن آن­ها می­باشد. مشکل اصلی نیز در همین نکته نهفته است که در ادامه به آن اشاره خواهد شد. ستاد تبصره 13، در راستای برنامه دوگانه‌سوز کردن خودروها طبق قانون بودجه سال 86 تشکیل و متولی این امر شده است.

تقسیم­بندی خودروهای گازسوز:

خودروهایی که از گاز طبیعی به­عنوان سوخت استفاده می‌کنند، به سه دسته تقسیم می‌شوند:

1-      یگانه­سوز با مصرف گاز: این خودروها صرفاً با گاز طبیعی کار می‌کنند و سوخت دیگری ندارند.

2-      دوگانه‌سوز: این خودروها به دو دسته تقسیم می‌شوند:

2-1- پایه گازسوز[10]: موتورهای پایه گازسوز، از ابتدا برای کار با سوخت گاز طراحی شده­اند. از آن­جا که طراحی این خودروها بر مبنای گاز بوده، تمام مسایل و مشکلات سوخت گاز در طراحی آن­ها مد نظر قرار گرفته است. بنابراین، چنان­چه موتور این خودروها به­صورت بهینه طراحی شده باشد، از کیفیت و بازده خوبی برخوردار خواهد بود.

2-2- دوگانه‌سوز با پایه بنزین[11]: خودروهای دوگانه‌سوز با پایه بنزین (که به اختصار دوگانه‌سوز نامیده می‌شود)، به آن دسته از خودروهایی اطلاق می‌شود که با استفاده از کیت تبدیل، از بنزین‌سوز به گازسوز تبدیل شده­اند. در واقع طراحی اولیه این خودروها برمبنای سوخت بنزین بوده است. نحوة عمل­کرد این خودروها بدین­گونه است که با استفاده از کیت گازسوز می‌توان هنگام نیاز، سوخت را از بنزین به گاز تغییر داد. این مسأله که این موتورها برای کار با گاز طراحی نشده­اند، بزرگ­ترین مشکل آن‌ها می­باشد. زیرا در احتراق آن­ها مشخصات یک موتور گازسوز دیده نشده است و باعث پایین آمدن بازده به هنگام کار با سوخت گاز می‌شود. البته برخی تمهیدات برای غلبه بر مشکلات فوق به­عمل آمده است که تا حدی عملکرد این موتورها را قابل قبول می­کند.

3-   دو سوخت هم­زمان[12]: این موتورها، موتورهایی هستند که اغلب از تبدیل یک موتور دیزل به گازسوز به دست می­آید. در این­گونه موتورها، ابتدا گاز با نسبت 90 تا 95% از کل انرژی وارد محفظة احتراق می‌شود. هنگامی­که مخلوط هوا و سوخت داخل محفظة احتراق تا حد مناسب فشرده و آمادة احتراق شد، مقدار کمی گازوییل توسط انژکتور پاشیده می‌شود. این فرایند باعث می‌شود تا احتراق، آغاز شده و موتور فعال شود. گازوییل در این­جا به­جای شمع عمل می­کند و لذا به آن سوخت پیلوت و یا سوخت آتش­زنه می­گویند. در این موتورها، هر یک از اجزا به دیگری وابسته بوده و بدون هم نمی‌توانند عمل کنند. البته انواع دیگری از موتورهای دوسوخت هم­زمان، نظیر موتورهای بنزینی - الکتریکی نیز وجود دارند که به خودروهای هیبریدی معروف شده‌اند.

بررسی آلایندگی انواع سوخت‌ها

خودروهای با سوخت‌های فسیلی، آلاینده­های مختلفی دارند که اصلی­ترین آن­ها گاز مونواکسید کربن (CO)، اکسید نیتروژن (NOX) و هیدروکربن­های غیر متان می­باشند. تمامی این گازها سمی بوده و آثار سوئی بر سلامتی بدن و محیط زیست دارند. مونواکسید کربن، سریع­تر از اکسیژن با هموگلوبین خون ترکیب شده و مانع از رسیدن اکسیژن کافی به قسمت­های مختلف بدن می‌شود. از عوارض آشکار دیگر این گاز، ایجاد سردرد، تندخویی و عصبی شدن افراد است که به­خوبی در جامعه امروز نمود یافته است. سرطان، کثیفی لباس­ها، پوسیدگی زودهنگام پارچه­ها و کاغذ، خوردگی سریع فلزات و باران­های اسیدی که پوشش­های گیاهی را از بین می­برد، بخش دیگری از آثار این آلودگی­ها هستند (5). اثرات مخرب آن بر روی مغز و کاهش ضریب هوشی را نیز به­عنوان یکی از آثار نسبتاً پنهان این آلودگی­ها باید در نظر گرفت.

فیض (6)، به مقایسه آلاینده­های خودروهای فسیلی در طول عمر خودرو پرداخته است. آلاینده مونواکسید کربن یک خودروی گازسوز، تقریباً 80% و اکسیدهای نیتروژن آن، حداقل 70% کم‌تر از خودروهای بنزین‌سوز می­باشد. انتشار آلاینده­های سمی ناشی از تبخیر بنزین از باک خودرو در زمان سوخت­گیری، در خودروهای گازسوز به­وقوع نمی­پیوندد. هم­چنین در واحد انرژی، گاز طبیعی نسبت به سایر سوخت‌های هیدروکربنی مایع، کربن کم‌تری دارد که باعث انتشار میزان کم‌تر دی­اکسید کربن در مسافت یکسان می­گردد (2).

اصفهانیان (7)، میزان تولید متان و اثر آن در گرمای زمین را در خودروهای گازسوز، و دلایل سوخت پاک نامیده شدن سوخت‌های گازی را بررسی کرده است.

Goyal (2) بیان می‌کند که خودروهای CNG سوز در مقایسه با خودروهای بنزین‌سوز، 70% هیدروکربن­های نسوخته کم‌تری تولید می‌کنند. وی هم­چنین بیان می‌کند که موتورهای گازسوز، آلودگی صوتی کم‌تری نسبت به موتورهای بنزین‌سوز تولید می‌کنند که هرچه عدد اکتان سوخت بالاتر باشد، میزان این آلودگی کم‌تر خواهد شد.

یک تحقیق جامع در سال 1995، نشان داد که هیدروکربن­های غیرمتانی و گازهای سمی آلوده­کنندة هوا برای خودروهای گازسوز در حدود 1/0 مقادیر نظیر خودروهای بنزینی بودند، درحالی­که آلاینده­های متانی در حدود 10 برابر مقادیر متناظر خودروهای بنزین‌سوز بودند. مصرفت سوخت نیز برای خودروهای CNGسوز حدود 20% کم‌تر از خودروهای مشابه بنزین‌سوز بوده است (8).

سایت آفتاب (9)، به افت 20%ی بازده و کاهش 30%ی عمر موتورهای دوگانه‌سوز (BiFuel) کارگاهی (در صورت عدم رعایت استانداردهای مربوطه) و اثر آن در افزایش مصرف سوخت و ایجاد آلودگی می­پردازد و با اشاره به تحقیقات صورت گرفته، افزایش آلودگی را در خودروهای دوگانه‌سوز نشان می‌دهد.

براساس گزارش بانک جهانی، وقتی خودروی بنزین سوز به گازسوز تبدیل می‌شود، ظرف ۲سال مقدار آلاینده‏هایی که ایجاد می‌کند، بیش از موتورهای بنزین‌سوز است (10).

علاوه بر موارد فوق، خودروهای دوگانه‌سوز در ایران با مشکلات بیش‌تری مواجهند که برخی از آن­ها بدین شرح است:

1-   در ایران، برای گازسوز کردن همه خودروها، از چند نوع کیت ثابت استفاده می‌شود. این کیت­ها، بر اساس نوع خودرو طراحی و تنظیم نمی‌شود و لذا باعث مصرف بیش‌تر سوخت و نیز خام­سوزی (احتراق ناقص) می­گردد. طبق استانداردهای جهانی، یک مترمکعب گاز، باید معادل 3/1 لیتر بنزین عمل کند، ولی در ایران، به­دلیل همین عدم تطابق کیت و خودرو، این مقدار کم‌تر از 9/0 است که به معنای اتلاف فراوان انرژی و منابع کشور، و نیز ایجاد آلودگی است.

2-   در حالت تغییر سوخت از بنزین به گاز، باید سیستمی برای سوزاندن بنزین باقی­مانده در داخل مسیر و موتور وجود داشته باشد، ولی در تجهیزاتی که در ایران برای دوگانه‌سوز کردن خودرو نصب می‌شود، این مطلب رعایت نشده و لذا این خودروها در هنگام تغییر سوخت، با خام­سوزی مواجه می‌شوند و به­جای CO2، مونواکسید کربن تولید می‌کنند.

3-   تحقیقاتی که در بالا بدان­ها اشاره شد، در مورد خودروهایی صورت گرفته است که در خود کارخانه به­صورت دوگانه‌سوز تولید شده­اند. در حال حاضر در کشور ما بسیاری از خودروهای بنزین‌سوز، در کارگاه­ها دوگانه‌سوز می‌شوند که در نتیجه، از بازده و کیفیت پایین­تری برخوردار بوده و میزان آلودگی و مصرف انرژی آن­ها بالاتر است.

4-   در خودروهایی که در کارگاه­ها دوگانه‌سوز می‌شوند، افت توان موتور، بیش‌تر از خودروهای کارخانه­ای است. لذا برخی از رانندگان، جهت افزایش توان موتور خود، قطعه­ای به­نام مبدل کاتالیست (کاتالیست کانورتر) را برمی­دارند که باعث افزایش شدید آلایندگی خودرو می‌شود (11).

مدل دینامیکی اثرات دوگانه‌سوز کردن خودروها

روش‌شناسی پویایی‌های سیستم[13]، در اوایل دهه 60 میلادی، توسط Forrester و در دانشگاه MIT معرفی شد. این رویکرد که برای بررسی رفتار پویای سیستم‌های پیچیده فیزیکی و اجتماعی مناسب است، با تأکید بر بازخورها و تأخیرهای موجود در این سیستم‌ها، به درک بهتر فرآیندها، روابط علّی و معلولی و اثرات بلندمدت تصمیم‌ها و سیاست‌ها کمک می‌کند. نگاه سیستمی، که پایه این روش‌شناسی است، بر خلاف نگاه خطی، بیان می‌کند که در بسیاری از مواقع، معلول نیز بر روی علت خود اثر می‌گذارد و حلقه‌های بازخوری را تشکیل می‌دهد. شکل 1، مثالی از تفاوت این دو نوع نگاه را نشان می‌دهد. همان‌طور که در این شکل دیده می‌شود، در نگاه خطی، افزایش قیمت یک کالا، سبب کاهش تقاضای آن در بازار می‌شود که در نتیجه، یک رابطه علّی منفی (معکوس) را شکل می‌دهد. اما در نگاه سیستمی، مسأله به همین‌جا ختم نمی‌شود، بلکه کاهش تقاضا، خود، باعث کاهش قیمت کالا می‌گردد و یک حلقه علّی منفی پدید می‌آید. در مراجع 14-12 اطلاعات بیش‌تری در مورد این روش‌شناسی، ارایه شده است.

 

شکل 1-1: رابطه علّی منفی، ناشی از نگاه خطی

 

 

شکل 2-1: حلقه علّی منفی، ناشی از نگاه سیستمی

 

در این قسمت، تلاش می‌شود تا با توجه به اطلاعات موجود و با کمک روش‌شناسی پویایی­های سیستم، یک مدل دینامیکی (پویا) در مورد اثرات دوگانه‌سوز کردن خودروها در ایران، بر روی میزان ایجاد آلودگی و نیز مصرف انرژی به‌دست آوریم. این مدل، می‌تواند در شناخت روابط علّی و معلولی متغیرها و اثرگذاری عوامل بر روی یکدیگر مفید بوده و مبنای خوبی برای بررسی اثر سیاست­های مختلف بر روی این موارد باشد. فرآیند مدل­سازی مورد استفاده در این مقاله، روش Sterman (15) است که در شکل 2 نشان داده شده است.

برای اجرای سیاست دوگانه‌سوز کردن خودروها، دو عامل را می‌توان به­عنوان محرک­های اصلی شناسایی کرد: آلودگی هوای کلان­شهرها و میزان مصرف سوخت و هزینه­های مربوط به آن. این دو عامل، سبب تمایل دولت به سوخت جای‌گزین بنزین شده و تسهیلات و قوانین دولت، تقاضای مردم برای این امر را ایجاد می‌کند.

 

 


 

شکل 2- پنج گام مدل­سازی Sterman (15)

 

 

از آن­جا که هدف این مقاله، بررسی اثرات زیست­محیطی سیاست دوگانه‌سوز کردن خودروهاست، تأکید در مدل­سازی، بر روی عامل آلودگی خواهد بود و به عامل میزان مصرف سوخت، به­عنوان یکی از عوامل ایجاد آلودگی اشاره خواهد شد.

در شکل 3، دلایل تمایل دولت و تقاضای مردم برای سوخت جای‌گزین نشان داده شده است. میزان آلودگی، علاوه بر تحمیل هزینه­های آلودگی (نظیر هزینه­های درمان)، یک فشار اجتماعی برای کاهش آلودگی را نیز ایجاد می‌کند.

 

 

 

شکل 3- عوامل ایجاد کننده تقاضای مردم و تمایل دولت برای سوخت جای‌گزین ارزان

 

 

بر اثر افزایش هزینه­های دولت در بخش سوخت، سیاست سهمیه­بندی بنزین و عرضه بنزین غیر سهمیه­ای با قیمت بالاتر، در کشور اجرا شد که خود، تا حدی باعث تغییر الگوی مصرف سوخت و کاهش میزان مصرف بنزین در داخل شد. حلقه B1 در شکل 3، این امر را نشان داده است.

همان‌طور که در شکل 4 دیده می‌شود، تمایل دولت و تقاضای مردم، در کنار وجود منابع عظیم گاز در داخل و هزینه ناچیز توزیع آن در کشور، تقاضا برای خودروهای گازسوز را ایجاد کرده است. با توجه به وجود تعداد زیاد خودروهای بنزینی در حال تردد در کشور، برای این پاسخ­گویی به این تقاضای خودروهای گازسوز، دو راه­حل وجود دارد:

1-      تعویض خودروهای بنزین‌سوز با خودروهای پایه گازسوز

2-      تبدیل خودروهای بنزین‌سوز به خودروهای دوگانه‌سوز، با نصب کیت تبدیل ومخزن گاز

 

 

 

 

شکل 4- عوامل ایجاد تقاضا برای خودروهای گازسوز

 

روش اول، پرهزینه است. البته موتورهای پایه گازسوز در کشور، طراحی و تولید شده­اند و به تدریج، خودروهای جدید با این موتورها به بازار عرضه خواهند شد، ولی تعویض خودروهای بنزین‌سوز فعلی با این خودروها، به­معنای تحمیل هزینه به دارندگان خودروهای بنزینی است که در حال حاضر، با توجه به قیمت نسبتاً پایین بنزین، انگیزه‌ای برای این اقدام وجود ندارد. لذا تمایل دولت و تقاضای مردم، به­سمت روش دوم و تبدیل خودروها به دوگانه‌سوز بوده است. همان‌طور که در بخش قبل اشاره شد، مصرف سوخت این خودروها به­هیچ وجه بهینه نبوده و موجب افزایش مصرف سوخت و نیز افزایش آلودگی خواهند شد. حلقه­های R1 و R2 در شکل 5، این مطلب را نشان می‌دهند.

 

 

 

شکل 5- اثر تولید خودروهای دوگانه‌سوز بر روی میزان مصرف سوخت و میزان آلودگی

 

 

علاوه بر عوامل بالا که بر تمایل دولت اثرگذارند، عوامل دیگری نیز هستند که در اثر افزایش تعداد خودروهای دوگانه‌سوز، باعث افزایش تقاضای مردم می‌شوند. این عوامل و حلقه­های تقویتی، در شکل 6 نشان داده شده­اند. ایجاد زیرساخت­ها و تجهیزات مربوط در سطح کشور، ناشی از افزایش تعداد خودروهای دوگانه‌سوز (حلقه R3)، ایجاد ظرفیت­های تولیدی ناشی از افزایش تقاضا برای خودروهای گازسوز (حلقه R4)، کاهش انگیزه خودروساز برای بهینه‌سازی یا سوخت جای‌گزین، ناشی از ایجاد ظرفیت تولید برای دوگانه‌سوزها در خود و در قطعه‌سازان (حلقه R5) و رشد آرام تعداد موتورهای پایه گازسوز، به‌دلیل فقدان انگیزه در خودروساز (حلقه R6)، عوامل تشدیدکننده تقاضا برای خودروهای دوگانه‌سوز هستند.

از آن­جا که کشورهای دارای منابع گاز طبیعی در دنیا محدود هستند، خودروسازان بین­المللی کمی وجود دارند که خودروهای گازسوز تولید کنند. لذا فقدان رقیب خارجی بالفعل، این بی­انگیزه بودن را در بین خودروسازان داخلی تشدید می‌کند. علاوه بر آن، نبود قوانین سخت­گیرانه زیست‌محیطی در داخل، دست خودروساز را برای تولید همین نوع خودروهای غیربهینه باز می­گذارد و بستری برای سرمایه­گذاری در پروژه‌های بهبود ایجاد نمی‌کند.

در حال حاضر، با توجه به فن‌آوری بالا و قیمت سنگین تجهیزات گازسوز کردن خودرو و نیز تفاوت قیمت نسبتاً کم بنزین سهمیه­ای و CNG در کشور، انگیزه زیادی برای خرید خودروهای گازسوز و در نتیجه سرمایه­گذاری خودروساز در این زمینه وجود ندارد و در واقع، این فشار دولت است که باعث حرکت خودروسازان به این سمت شده است. لذا ظرفیت­های مربوط به دوگانه‌سوز کردن خودروها، بیش‌تر در قطعه­سازان شکل گرفته و خودروساز، ظرفیت­سازی خاصی نکرده است.

عاملی که می‌تواند مانع گسترش خودروهای دوگانه‌سوز گردد، افزایش تعداد موتورهای پایه گازسوز در کشور است. اما همان‌طور که در شکل 6 مشاهده می‌شود، انگیزه کم خودروسازان داخل و نیز محدود بودن تعداد تولیدکنندگان خارجی برای این نوع موتورها، باعث کمی تعداد این نوع موتورها در بازار و در نتیجه، رشد تعداد دوگانه‌سوزها شده است.

 

 

شکل 6- حلقه­های تقویتی گسترش تعداد خودروهای دوگانه‌سوز

 

شکل 7- مدل روابط علی و معلولی عوامل اثرگذار بر تعداد خودروهای دوگانه‌سوز

 

 

شکل 7، مدل کامل روابط علی و معلولی را بین عوامل ایجادکننده تقاضای سوخت جای‌گزین و تعداد خودروهای دوگانه‌سوز نشان می‌دهد.

 

الگوی انتقال فشار به راه­حل موقت

یکی از الگوهای رفتاری مشهور که در پویایی‌های سیستم بدان اشاره می‌شود، الگوی انتقال فشار (16) است. این الگو بیان می‌کند که راه‌حل‌های موقت توجه و فشار را از روی راه‌حل‌های اساسی بر می‌دارند. در واقع راه‌حل‌های موقت علامت مشکل را به‌طور موقت و مسکّن‌وار برطرف کرده و سیستم را از پرداختن به ریشه‌های مسأله غافل می‌کنند (شکل 8).

با توجه به این‌که راه‌حل‌های اساسی مشکل‌تر بوده و همت و تلاش بیش‌تری را نسبت به راه‌حل‌های موقتی می­طلبد، افراد نوعی کشش به‌طرف راه‌حل‌های موقت دارند. اما گسترش ریشه مسأله و کاهش توان انجام اقدامات اساسی، موجب تشدید ریشه مسأله می‌شود. این موضوع و مدل در شکل 9 نشان داده شده است.

 

 

   

شکل 8- مدل دینامیکی اثر راه­حل موقت

شکل 9- مدل دینامیکی الگوی انتقال فشار

 

 

 

هدف از اشاره به الگوی انتقال فشار در این مقاله، این است که نشان دهیم آلودگی و هزینه­های انرژی، مشکل اصلی نیستند، بلکه خود، علایم مشکلی هستند که با یک تأخیر زمانی نسبتاً طولانی خود را نشان داده­اند. با این نگاه، ریشه مشکل، مصرف غیربهینه سوخت در خودروهاست. تولید خودروهای با مصرف نسبتاً زیاد و عدم توجه به تنظیمات فنی خودرو، باعث شده است که مصرف سوخت در خودروها غیر بهینه بوده و هزینه­ها و آلودگی را افزایش دهد. در این شرایط، دوگانه‌سوز کردن خودروها، صرفاً یک راه­حل موقت است و راه­حل اساسی، استفاده از خودروهای بهینه می­باشد (شکل 10).

در شکل 11 عوارض این راه­حل موقت نشان داده شده است که این عوارض، در بلندمدت باعث گسترش ریشه مشکل و دشوارتر شدن اجرای راه­حل اساسی می­گردد. ایجاد ظرفیت تولید و تجهیزات مربوط، باعث ایجاد اینرسی خودروسازان داخلی در برابر تغییرات می­گردد. این امر، امکان دست­یابی به راه­حل اساسی، یعنی تولید خودروهای کم­مصرف و بهینه‌سوز را دشوارتر می­سازد. علاوه بر آن، با گسترش خودروهای دوگانه‌سوز، مالکان این خودروها نیز به این وضعیت عادت کرده و در برابر تغییر شرایط، از خود مقاومت نشان می‌دهند.

عارضه دیگر افزایش تعداد دوگانه‌سوزها، با توجه به قیمت اندک گاز، گسترش فرهنگ سوخت رایگان است که باعث می‌شود مردم نسبت به میزان مصرف سوخت، حساسیتی نداشته باشند و در نتیجه، ریشه مشکل، یعنی مصرف غیر بهینه سوخت در خودروها گسترش یابد.

مورد دیگری که باید به آن توجه کرد، این است که آلودگی­های مختلف، نظیر آلودگی هوا، آلودگی صوتی و نیز تولید گرما و گرم شدن زمین، که همگی جزء معضلات زیست­محیطی کشور ما و جهان در قرن اخیر هستند، رایگان ایجاد نمی‌شوند! یعنی برای ایجاد همین معضلات نیز باید هزینه زیادی پرداخت و سوخت بیش‌تری مصرف کرد. در حال حاضر در کشور ما، با توجه به یارانه­های پرداختی دولت، این هزینه برای مصرف‌کنندگان محسوس نبوده و لذا حاضر به پرداخت هزینه اولیه بیش‌تر جهت خرید خودروهای بهینه­تر نیستند. درنتیجه، خودروسازان داخلی نیز انگیزه­ای برای سرمایه­گذاری بر روی این موضوع ندارند. همان‌طور که در شکل 12 مشاهده می‌شود، برای این­که بتوان با این معضلات زیست­محیطی مقابله کرد، بهترین راه، مقابله با فرهنگ سوخت رایگان است. یعنی چنان‌چه مصرف­کنندگان و دارندگان خودروهای شخصی متوجه شوند هزینه­ای که بابت ایجاد آلودگی هوا پرداخت می‌کنند، در طول عمر خودروی ایشان، بسیار زیاد خواهد بود، حاضر خواهند شد که با پرداخت بخش کوچکی از این هزینه در هنگام خرید خودرو، یا جهت معاینه و تنظیمات فنی خودروی خود، مصرف سوخت خود را کاهش داده و از خودروهای بهینه­تر استفاده نمایند. ایجاد تقاضا برای خودروهای بهینه­سوز، سبب عرضه این خودروها توسط خودروسازان داخلی شده و امکان ورود آن­ها به میدان رقابت جهانی را نیز فراهم می‌کند.

 

   

شکل 10- اثر راه­حل موقت دوگانه‌سوز کردن خودروها

شکل 11- اثر انتقال فشار به دوگانه‌سوز کردن خودروها

 

 

شکل 12- عامل ایجاد آلودگی و گرما توسط خودروها

 

 

 

شبیه­سازی رایانه­ای مدل

 

گام­های سوم و چهارم در روش استرمن، پیاده­سازی مدل در نرم­افزار و سپس شبیه­سازی آن است. در این مقاله، از نرم‌افزار Vensim استفاده شده است. با این­کار، امکان شبیه­سازی وضع موجود و بررسی اثر سیاست­های مختلف بر روی عوامل مورد نظر مقاله، یعنی نرخ افزایش آلودگی و میزان یارانه­های پرداختی سوخت، فراهم می‌شود. برای ایجاد مدل واقعی، نیاز به اطلاعات جامع و دقیقی نظیر تعداد و انواع خودروهای موجود در سطح کشور، در حال تولید و در حال واردات و نیز میزان سوخت مصرفی و هزینه آن­ها، وضعیت ترافیک و اثر آن در افزایش مصرف سوخت و... است. از آن‌جا که هدف اصلی این مقاله، نشان دادن اثر کلی سیاست دوگانه‌سوز کردن خودروها بر روی میزان مصرف سوخت و ایجاد آلودگی است، مدلی که در ادامه ارایه خواهد شد، تا حد ممکن ساده شده است و فقط به شبیه­سازی رفتار کلی متغیرهای مورد نظر می­پردازد. بدیهی است که با افزودن اطلاعات فوق به مدل، شبیه­سازی دقیق­تر و نتیجه­گیری­ها واقعی‌تر و ملموس­تر خواهند شد که این امر، پیشنهاد ما برای کارهای آتی و مقالات تکمیلی است. در مورد نرم‌افزار Vensim و متغیرهای نرخ و حالت، اطلاعات مناسبی در منابع 13 و 14 ذکر شده است.

در شکل 13، تعداد کل خودروها، به­عنوان مجموع خودروهای بنزین‌سوز، پایه گازسوز، دوگانه‌سوز، و سایر سوخت‌ها نشان داده شده است. هر دسته از این خودروها، با نرخ مشخصی از رده خارج می‌شوند. علاوه بر آن، خودروهای بنزینی موجود نیز با نرخ مشخصی به خودروهای دوگانه‌سوز تبدیل می‌شوند.

 

 

شکل 13- مدلسازی تعداد خودروهای موجود و در حال تولید و واردات در کشور

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل 14- مدل کامل پیاده­سازی شده در نرم­افزار Vensim

 

 

در شکل 14، با افزودن عوامل ایجاد کننده تمایل دولت، یعنی هزینه­ها و یارانه­های سوخت و میزان آلودگی، و عوامل اثرگذار بر تقاضای مردم، و سایر متغیرهای مطرح شده در بخش قبل، مدل کامل نشان داده شده است. در این مدل، فرض شده است که خودروهای دوگانه‌سوز، صرفاً از سوخت سهمیه­ای استفاده می‌کنند و خودروهای بنزین‌سوز، علاوه بر بنزین سهمیه­ای، از بنزین غیر سهمیه­ای نیز استفاده می‌کنند. از آن­جا که در حال حاضر، دولت برای این نوع سوخت نیز مبلغی یارانه پرداخت می‌کند، اثر یارانه آن نیز در مدل وارد شده است.

همان‌طور که اشاره شد، در این مدل، از فرض­های نسبتاً ساده‌کننده استفاده شده است. به­عنوان مثال، نرخ افزایش تعداد خودروهای بنزین‌سوز و نیز خودروهای با سایر سوخت‌ها، یارانه سایر سوخت‌ها، نرخ کاهش آلودگی، قیمت جهانی بنزین، قیمت بنزین آزاد و سهمیه بنزین خودروهای بنزین‌سوز و دوگانه‌سوز، ثابت فرض شده­اند. برای افزایش روایی مدل و بررسی دقیق­تر اثر سیاست­های مختلف بر متغیرهای هدف (گام پنجم روش استرمن)، علاوه بر تغییر برخی از این متغیرهایی که ثابت فرض شده­اند، باید خودروهای عمومی و شخصی نیز که میزان سهمیه سوخت آن­ها با هم متفاوت است، از یکدیگر تفکیک شوند.

با فرض وجود 6 میلیون خودروی بنزین‌سوز، 260000 خودروی دوگانه‌سوز، افزایش سالانه 800000 دستگاه خودروی بنزین‌سوز و تولید سالانه 650000 خودروی دوگانه‌سوز، مقادیر متغیرهای مهم (هزینه‌ها و یارانه‌های سوخت ،تعداد خودروهای موجود در کشور، آلودگی ناشی از بنزین‌سوز و دوگانه‌سوز و نرخ افزایش آلودگی)، به­صورت شکل 15 خواهد بود. همان‌طور که مشاهده می‌شود، علی‌رغم کاهش آلودگی ناشی از خودروهای بنزین‌سوز، مجموع نرخ افزایش آلودگی، در حال رشد است که ناشی از ایجاد و افزایش آلودگی خودروهای دوگانه‌سوز می­باشد. تغییر رفتاری که در سال 1392 مشاهده می‌شود، ناشی از این است که بر اساس فرضیات این مدل، تا سال 1392، تمام خودروهای بنزین‌سوز موجود در کشور، دوگانه‌سوز شده‌اند و پس از آن، تنها همان 800هزار خودروی بنزین‌سوزی که هر سال تولید می‌شوند، در حال تردد در کشور می‌باشند.

هم­چنین، مشاهده می‌شود که به­علت سهمیه بنزین نسبتاً بالای خودروهای دوگانه‌سوز و افزایش تعداد آن­ها، علی‌رغم کاهش تعداد خودروهای بنزین‌سوز، یارانه بخش سوخت در مجموع در حال افزایش می­باشد.

اعتبارسنجی مدل

یکی از بخش­های مهم پویایی­های سیستم، اعتبارسنجی مدل است. اطمینان از اعتبار مدل، پیش­شرط ضروری برای اطمینان از اعتبار نتایج حاصل از مدل است. برای اعتبارسنجی مدل­های پویا، آزمون­های متعددی طرح شده­اند که به دو دسته ساختاری و رفتاری تقسیم می‌شوند. آزمون­های ساختاری، اعتبار کلیت و ساختار مدل، و آزمون­های رفتاری، اعتبار رفتار و خروجی­های مدل را بررسی می‌کند. از جمله آزمون‌های ساختاری، می‌توان به آزمون‌های پارامتری مدل، کفایت مرز و شرایط حدی اشاره کرد. تحلیل حساسیت که یکی از آزمون‌های مهم برای سنجش اعتبار و پایایی انواع مدل‌ها محسوب می‌شود، رفتار انعکاسی، رفتار متناقض و پیش‌بینی رفتار نیز از جمله آزمون‌های رفتاری می‌باشند. در منبع 13 به­صورت مفصل در مورد اعتبارسنجی مدل­های دینامیکی بحث شده است. ضمناً در روش‌شناسی پویایی­های سیستم، نوع روابط بین متغیرها و اعتبار مقادیر عددی، در گروه­های کانونی[14] متشکل از متخصصان آن زمینه تعیین می‌شود (13). برای مدل این مقاله نیز گروه­های کانونی متعددی در این خصوص تشکیل گردیده است.

آزمون­های متعددی برای بررسی روایی و پایایی این مدل مورد استفاده قرار گرفته­اند که به جهت رعایت اختصار، از ذکر همه آن‌ها و نمودارهای خروجی آن‌ها خودداری شده است. دو مورد از این آزمون­ها عبارتند از:­

1- آزمون شرایط حدی: در این آزمون با تعیین مقادیر اولیه متغیرها در حالت حدی، میزان پایداری رفتار مدل بررسی می‌شود.

چنان­چه میزان هزینه بنزین سهمیه­ای و قیمت بنزین آزاد، در پایین­ترین سطح خود قرار گیرد، میزان آلودگی هوا افزایش می‌یابد. با افزایش هزینه­ها و قیمت، از میزان آلودگی کاسته می‌شود. این امر مشابه حالتی است که انتظار می­رود مدل از خود نشان دهد.

چنان­چه عمر متوسط خودروهای دوگانه‌سوز کاهش یابد، میزان آلودگی هوا، همان‌طور که پیش­بینی می‌شود، کاهش خواهد یافت.

2- آزمون حساسیت رفتار: با تغییرات جزئی متغیرهای اثرگذار مدل، رفتار خروجی، تغییراتی بر اساس وزن و میزان اثرگذاری متغیر بر روی آلودگی ناشی از خودروها از خود نشان می‌دهد و تغییرات شدید غیر قابل پیش­بینی ندارد.

 

   

شکل 15 (الف)- نرخ­های افزایش آلودگی

شکل 15 (ب)- تعداد کل خودروها و یارانه سوخت

 

 

نتیجه­گیری

 

هدف این مقاله، بررسی اثر دوگانه‌سوز کردن خودروها بر روی میزان آلودگی و مصرف سوخت در کشور است. همان‌طور که مشاهده شد، مدل دینامیکی، با برداشتن حصار زمان و نزدیک کردن آینده­های دور، امکان تحلیل بهتر و آسان­تر اثرات بلندمدت سیاست دوگانه‌سوز کردن را فراهم می‌کند.

با توجه به داده­ها و مدل ارایه­ شده در مقاله، مشاهده می‌شود که سیاست دوگانه‌سوز کردن خودروها، تنها باعث کاهش سرعت رشد یارانه­ها و آلودگی شده و مشکل را به­صورت ریشه­ای حل نمی‌کند. در کنار این بحث، سیاست دوگانه‌سوز کردن خودروها، نکات و آثار جنبی دیگری نیز دارد که توجه به آن­ها ضروری است. برخی از نکات و پیامدهای زیست‌محیطی آن، در ادامه ذکر می‌شوند.

1-   به­نظر می­رسد در مورد راه­حل موقت دوگانه‌سوز کردن خودروها، این خطر وجود دارد که مجدداً سناریوی بنزین و نیز LPG، در کشور تکرار شود. یعنی در صورت استفاده غیر بهینه از CNG در کشور، پس از چند سال مشکلات عدیده آن بروز خواهد کرد و آن­گاه، باید با صرف هزینه­های بالا، دنبال راه­حل و جای‌گزین جدیدی برای آن گشت.

2-   همان‌طور که اشاره شد، فراوانی و ارزانی گاز، مانع از این است که کسی به فکر بهینه­سازی مصرف سوخت (که از آن به­عنوان راه­حل اساسی یاد شد) باشد. در حالی­که با موارد ساده­ای نظیر تنظیم باد لاستیک‌های خودرو، استفاده از دنده مناسب در حین رانندگی، تعویض به­موقع فیلترهوا و روغن موتور و خاموش کردن خودرو در هنگام توقف، می‌توان مصرف سوخت را تا حد زیادی کاهش داد، هم‌اکنون به این­گونه موارد بهای بسیار اندکی داده می‌شود. مطالعات وزارت نفت، حاکی از آن است که 30 تا 50% از مصارف انرژی در بخش حمل‌ونقل، با اعمال راهکارهای مناسب از جمله جای‌گزینی روش‌های قدیمی تولید خودرو با روش‌های جدید، قابل صرفه‌جویی است (17). شکل 16، متوسط مصرف سوخت در خودروها را در ایران و جهان نشان می‌دهد.

 

 

 

 

 

شکل 16- مقایسه مصرف سوخت برخی خودروهای سبک با متوسط جهانی (بر اساس آمار سال 1384) (18)

 

 

یکی از شاخص­های بهره­وری انرژی، شدت انرژی است که تعریف آن عبارت است از مقدار انرژی معادل نفت خام که برای ایجاد 1000 دلار تولید ناخالص داخلی مصرف می‌شود. شکل 17، شدت انرژی را در ایران و چند کشور دیگر جهان مقایسه می‌کند. در سال 2002، شدت انرژی مربوط به ایران، 322 تن معادل نفت­خام به قیمت ثابت سال 2000 بوده است، درحالی‌که این رقم در چین، 217، در آلمان، 161، در آمریکا 227 و در ژاپن، 156تن معادل نفت­خام بودن است (19).

 

 

 

 

 

 

شکل 17- شدت انرژی در ایران و کشورهای منتخب در سال 2005 (19)

 

 

علت اصلی این مصرف بی­رویه، بهای نازل سوخت در ایران است. این بهای اندک، فرهنگ سوخت رایگان را تشدید می‌کند.

3-      هر چند خودروهای دوگانه‌سوز آلودگی هوا را کم‌تر می‌کنند، ولی با گسترش تعداد آن­ها و نیز گذشتن چند سال از فعالیت این خودروها، همان‌طور که در شکل 15 دیدیم، آلودگی حاصل از این خودروها تشدید خواهد شد. لذا برای رفع این مشکل، به ‌هیچ ‌وجه نمی‌توان از راه­حل اساسی، یعنی بهینه‌سازی مصرف سوخت صرف­نظر کرد.

برای این­که هر دو هدف ما یعنی کاهش هزینه انرژی و کاهش آلودگی هوا محقق شود، به­نظر می­رسد دو راه‌برد کلی قابل پیگیری باشند:

  1. راه‌برد ایجاد سبد سوخت در کشور
  2. راه‌برد توسعه خودروهای CNG سوز

راه‌برد ایجاد سبد سوخت در کشور

یک راه‌برد کلی این است که از وابسته کردن تمام خودروها به یک نوع سوخت اجتناب شود. دلایل متعددی می‌توان برای این راه‌برد ذکر کرد، از جمله این­که وابسته کردن کشور به یک نوع سوخت، ممکن است در شرایط بحرانی و تشدید تحریم، مشکلات فراوانی را برای کشور ایجاد کند. علاوه بر این، نگاهی به وضعیت سوخت در کشورهای پیشرفته، وجود سبد سوخت را در این کشورها نشان می‌دهد که می‌تواند توجیه نسبتاً خوبی برای کشور ما نیز باشد. بر مبنای راه‌برد ایجاد سبد سوخت، سیاست پیشنهادی، سرمایه­گذاری بر روی تحقیقات در زمینه سوخت‌های جای‌گزین دیگر است. هم‌اکنون استفاده از سوخت‌های متنوع دیگری نظیر سوخت‌های هیدروژنی، گیاهی و دیزل، در دنیا در حال رشد است که لازم است ما نیز به­سمت استفاده از آن­ها و انجام تحقیقات در مورد آن­ها حرکت کنیم. میزان استفاده از خودروهای دیزل و یا دوگانه‌سوزهای دیزل - گاز (خودروهای هیبریدی)، در اروپا در حال افزایش است که این امر در شکل 18 دیده می‌شود. طبق برخی آمارها، هم­اکنون سوخت بیش از 50 % خودروهای دنیا، دیزل است (20). مصرف و آلایندگی کم‌تر، بازده و عمر بالاتر خودروهای دیزلی، از جمله مزیت­های به­کارگیری سوخت نفت گاز است. بازدهی انرژی در موتور دیزل 42 % است در حالی­که این عدد در موتورهای بنزینی، حدود 24 % می‌باشد (21).

 

 

 

 

شکل 18- سهم فروش خودروهای دیزل در اروپا در مقایسه با کل خودروهای تولیدی، ژانویه 2002 (21)

 

 

هزینه­های این راه‌برد در کشور ما، در مقایسه با راه‌برد دوم، بالاست و لذا سرمایه­گذاری بر روی آن، توجیه اقتصادی ندارد.

راه‌برد توسعه خودروهای CNG سوز

در مورد راه‌برد CNGسوز کردن خودروها، به­نظر می­رسد بهترین سیاست ممکن، سیاست توسعه پلکانی باشد. یعنی به‌جای این­که در کشور موج دوگانه‌سوز کردن ایجاد گردد، بهتر است ابتدا به­صورت آزمایشی، تعدادی خودرو گازسوز شوند و با مطالعه نحوه عمل­کرد، میزان مصرف سوخت، میزان آلودگی و موارد مهم دیگر آن­ها، نقاط قوت و ضعف کشور، و گلوگاه­های موجود در این زمینه را شناسایی کرده و سپس، با آگاهی و توانایی کامل به­سمت گسترش تعداد خودروهای گازسوز حرکت کرد. برای این منظور، خودروهای پر مصرف عمومی، از اولویت برخوردارند. یعنی سیاست پیشنهادی این است که در این مرحله و با توجه به ظرفیت دوگانه‌سوز کردن فعلی در کشور، دولت صرفاً به گازسوز کردن خودروهای حمل‌ونقل عمومی بپردازد. با این­کار با توجه به اختلاف قیمت گاز و بنزین، مردم به استفاده از وسایل حمل‌ونقل عمومی ترغیب خواهند شد و در نتیجه هم مصرف سوخت و هزینه­های آن کم‌تر خواهد شد و هم ترافیک، آلودگی و هزینه­های آشکار و پنهان آن­ها کاهش می­یابد. علاوه بر آن، امکان مطالعه موارد ذکر شده نیز به­خوبی فراهم می‌شود. با توجه به تعداد کم‌تر خودروهای عمومی، از ایجاد صف­های طویل در جلوی جایگاه­های سوخت­رسانی نیز جلوگیری می‌شود. در این مدت زمان، می‌توان بر روی فن‌آوری گازسوز کردن خودروها، تولید موتورهای پایه گازسوز و توسعه جایگاه­ها متمرکز شد.

در مورد راه‌برد گازسوز کردن خودروها، علاوه بر سیاست پلکانی فوق، سیاست­های زیر را نیز به­عنوان سیاست­های مکمل، می‌توان مطرح کرد:

-     سرمایه­گذاری در فن‌آوری CNG در داخل کشور: ایجاد مراکز تحقیقاتی، جذب دانشجویان دکترا و آشنا کردن جامعه با دانش فنی این نوع سوخت، می‌تواند باعث دست­یابی کامل به این فن‌آوری شده و مشکلات فعلی، از قبیل دشوار بودن انتقال فن‌آوری مخازن (به­دلیل قابلیت استفاده از آن در صنایع نظامی)، مرتفع خواهد شد.

-     ایجاد هم­افزایی منطقه­ای: در اطراف ایران، کشورهای دیگری نظیر روسیه، ترکیه و پاکستان نیز هستند که علاوه بر داشتن ذخایر گاز، در حال گازسوز کردن خودروهای خود می­باشند. هم­کاری با این کشورها، می‌تواند هم در زمینه انتقال فن‌آوری مفید باشد و هم باعث کاهش هزینه­ها و گسترش بازار شود.

-         کاهش سهمیه بنزین خودروهای عمومی: این سیاست، باعث ترغیب مالکان این نوع خودروها جهت گازسوز کردن خودروی خود می‌شود.

نهایتاً و مستقل از راه‌برد انتخابی، توجه به میزان مصرف سوخت و حساس کردن جامعه نسبت به آن، امری ضروری است. در این راستا، تولید خودروهایی با موتورهای پایه گازسوز، که البته گاز را نیز به­صورت بهینه مصرف کنند (خودروهای کم مصرف) و نیز اعمال قوانین سخت­گیرانه­تر در مورد میزان و نحوه مصرف سوخت خودروها می‌توانند سیاست­های مؤثری باشند. در حال حاضر، رده­بندی خودروها بر اساس میزان مصرف بنزین است و این رده­بندی در مورد میزان کل انرژی مصرفی وجود ندارد. ایجاد این رده­بندی و استفاده از برچسب­های انرژی، در جهت ایجاد حساسیت در جامعه و تغییر فرهنگ و الگوی مصرف سوخت، قابل استفاده است.

در پایان ذکر این نکته ضروری است که با توجه به سرمایه­گذاری دولت برای گسترش خودروهای دوگانه‌سوز، چنان­چه از هم­اکنون سیاست­های صحیح اتخاذ نشوند، در سال­های آتی با افزایش تعداد این خودروها، ایجاد تغییرات و اصلاح شرایط، بسیار دشوار خواهد شد.

 

منابع

  1. پیمان پاک، علی رضا (25/9/1382)، موانع گازسوز کردن خودروها و ضرورت ائتلاف، گزارش تحلیلی شماره 666، شبکه تحلیل گران تکنولوژی ایران(www.naft.itan.ir)
  2. Goyal, P. Sidhartha, (2003), Present scenario of air quality in Delhi: a case study of CNG implementation, Atmospheric Environment, 37, (www.Elsevier.com)
  3. «چرا LPG رفت، CNG آمد»، (5 دی 86)، سایت آفتاب (www.aftab.ir)
  1. http://www.iangv.org
  2. شایق، میترا (4 آذر 86)، «مصرف سوخت خودروهای ایرانی، 2 برابر استانداردهای جهانی است»، سایت آفتاب (www.aftab.ir)
    1. Faiz, Asif, Weaver, Christopher S., Walsh, Michael P., (1996), Air Pollution from Motor Vehicles, Washington D.C., The World Bank
    2. اصفهانیان، وحید (اردی‌بهشت 1383)، «اولین همایش سراسری سوخت جای‌گزین»، جزوه آلودگی، ص 70، مؤسسه عالی پژوهشی خودرو، سوخت و محیط زیست
      1. Hochhauser, A., Koel, W., Burns, V. et al, (1995), Comparison of CNG and Gasoline Vehicle Exhaust Emissions: Mass and Composition- The Auto/Oil Air Quality Improvment Research Program, SAE Technical Paper 952507
      2. «مزیت­ها، مشکلات و اولویت­های گازسوز کردن خودروها»، (31 اردیبهشت 85)، سایت آفتاب (www.aftab.ir)
      3. صارمی‌فر، مهدی (3 بهمن 1386)، «LPG از گور بیرون کشیده ‌می‌شود»، همشهری آنلاین (www.hamshahrionline.ir)
      4. ابراهیمی، علی (9 مرداد 1385)، «بررسی روند اجرا و موانع گازسوزکردن خودروها»، همشهری آنلاین (www.hamshahrionline.ir)
      5. فرتوک‌زاده، حمیدرضا، «نگاهی بر پویایی سیستم‌ها»، فصل‌نامه علمی و پژوهشی دانش مدیریت، شماره‌های 17، 19، 20 و 23 (تابستان 1371 - زمستان 1372)
      6. اشراقی، حسن (شهریور 1387)، «مدل­سازی دینامیکی مهاجرت نخبگان از ایران و ارایه راهکارهایی برای مقابله با آن»، پایان­نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی مالک اشتر
      7. فرتوک‌زاده، حمیدرضا. اشراقی، حسن (زمستان 1387)، «مدل­سازی دینامیکی پدیده مهاجرت نخبگان و نقش آموزش‌عالی در آن»، فصل‌نامه پژوهش و برنامه‌ریزی در آموزش‌عالی، شماره 50
        1. Sterman, John D., (2000), Business Dynamics, System Thinking and Modeling for a Complex World, McGrowhill
        2. سنگه، پیتر (چاپ پنجم،1384)، پنجمین فرمان، حافظ کمال هدایت، تهران، سازمان مدیریت صنعتی
        3. براتی ملایری، عقیل. حوری جعفری، حامد (بهار 1387)، «بررسی وضعیت مصرف انرژی در بخش‌های مصرف‌کننده نهایی»، بررسی مسایل اقتصاد انرژی، سال اول، شماره 1، صص 56 – 96
          1. Houri Jafari, H., Baratimalayeri, A., (2008), The crisis of gasoline consumption in the Iran’s transportation sector, Energy Policy, 36, 2536– 2543, (www.Elsevier.com)
          2. امامی میبدی، علی. اله­دادی، سمیه (بهار 1387)، «ضرورت تدوین راه‌بردهای انرژی کشور»، بررسی مسایل اقتصاد انرژی، سال اول، شماره 1، صص 3 – 27
          3. «طرح تولید خودروی سواری گازوییل­سوز در یک شرکت داخلی»، (۱۳ آذر ۱۳۸۶)، شبکه اطلاع­رسانی نفت و انرژی (http://www.shana.ir)
  1. «حمایت از طرح های صرفه جویی در صنعت خودرو»، (26 آذر 1386)، سایت گروه مشاوران جوان وزارت صنایع (http://www.nasiran.ir)


 

A dynamic modeling for effects of dual-fuel vehicles on the production of pollution and energy consumption

 

Hamid Reza FartookZadeh[15]

Hassan Eshraghi [16]

 

Abstract:

Background: Subsidies for energy and emissions from fossil fuel consumption in large cities, due to dual-fuel policy in the country. Given the widespread use of this policy, economic and environmental impacts need to be studied more in the long run.
Methods: After reviewing the literature on the advantages and disadvantages of dual-fuel vehicles, using the methodology of system dynamics that is one of modeling methods for social and dynamic systems, creat a dynamic model about the influence of dual-fuel cars on energy consumption, subsidies for energy and pollution. So by running the model, the long-term effects of the current policy, is examined.

Results: Based on the outputs of the simulation model, dual-fueling policy, only reduces the growth rate subsidies and air pollution, and does not solve the problem basically.
Conclusion: Considering the costs of dual-fueling policy and not get the desired output, it seems primarily to other strategies, such as creating a basket of fuel or the development of CNG vehicles burning in the matter, and, secondly, in the process of dual-fueling, should be using the supplement policies.

Keywords: vehicle, dual-fuel, energy, pollution, System Dynamics.

 

 



1- استادیار دانشگاه صنعتی مالک­اشتر.

2- پژوهش­گر دانشکده مدیریت دانشگاه صنعتی مالک اشتر*(مسئول مکاتبات)

[3]- Compressed Natural Gas

[4]- Liquefied Natural Gas

[5]- Absorbed Natural Gas

[6]- liquefied Petroleum Gas

[7]- Gas To Liquid

[8]- Liquefied Compressed Natural Gas

[9]- DiMethyl Ethan

[10]- Dedicated

[11]- Bifuel

[12]- Dual Fuel

[13]- System Dynamics Methodology

[14]- Focus Groups

1- Assistant Professor, Management Depatrment, Malek-e-Ashtar University of Technology

2- MSc Student of MBA, Malek-e-Ashtar University of Technology

 

  1. پیمان پاک، علی رضا (25/9/1382)، موانع گازسوز کردن خودروها و ضرورت ائتلاف، گزارش تحلیلی شماره 666، شبکه تحلیل گران تکنولوژی ایران(www.naft.itan.ir)
    1. Goyal, P. Sidhartha, (2003), Present scenario of air quality in Delhi: a case study of CNG implementation, Atmospheric Environment, 37, (www.Elsevier.com)
  2. «چرا LPG رفت، CNG آمد»، (5 دی 86)، سایت آفتاب (www.aftab.ir)
    1. http://www.iangv.org
  3. شایق، میترا (4 آذر 86)، «مصرف سوخت خودروهای ایرانی، 2 برابر استانداردهای جهانی است»، سایت آفتاب (www.aftab.ir)
    1. Faiz, Asif, Weaver, Christopher S., Walsh, Michael P., (1996), Air Pollution from Motor Vehicles, Washington D.C., The World Bank
  4. اصفهانیان، وحید (اردی‌بهشت 1383)، «اولین همایش سراسری سوخت جای‌گزین»، جزوه آلودگی، ص 70، مؤسسه عالی پژوهشی خودرو، سوخت و محیط زیست
    1. Hochhauser, A., Koel, W., Burns, V. et al, (1995), Comparison of CNG and Gasoline Vehicle Exhaust Emissions: Mass and Composition- The Auto/Oil Air Quality Improvment Research Program, SAE Technical Paper 952507
  5. «مزیت­ها، مشکلات و اولویت­های گازسوز کردن خودروها»، (31 اردیبهشت 85)، سایت آفتاب (www.aftab.ir)
  6. صارمی‌فر، مهدی (3 بهمن 1386)، «LPG از گور بیرون کشیده ‌می‌شود»، همشهری آنلاین (www.hamshahrionline.ir)
  7. ابراهیمی، علی (9 مرداد 1385)، «بررسی روند اجرا و موانع گازسوزکردن خودروها»، همشهری آنلاین (www.hamshahrionline.ir)

12. فرتوک‌زاده، حمیدرضا، «نگاهی بر پویایی سیستم‌ها»، فصل‌نامه علمی و پژوهشی دانش مدیریت، شماره‌های 17، 19، 20 و 23 (تابستان 1371 - زمستان 1372)

13. اشراقی، حسن (شهریور 1387)، «مدل­سازی دینامیکی مهاجرت نخبگان از ایران و ارایه راهکارهایی برای مقابله با آن»، پایان­نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی مالک اشتر

14. فرتوک‌زاده، حمیدرضا. اشراقی، حسن (زمستان 1387)، «مدل­سازی دینامیکی پدیده مهاجرت نخبگان و نقش آموزش‌عالی در آن»، فصل‌نامه پژوهش و برنامه‌ریزی در آموزش‌عالی، شماره 50

  1. Sterman, John D., (2000), Business Dynamics, System Thinking and Modeling for a Complex World, McGrowhill
  2. سنگه، پیتر (چاپ پنجم،1384)، پنجمین فرمان، حافظ کمال هدایت، تهران، سازمان مدیریت صنعتی

17. براتی ملایری، عقیل. حوری جعفری، حامد (بهار 1387)، «بررسی وضعیت مصرف انرژی در بخش‌های مصرف‌کننده نهایی»، بررسی مسایل اقتصاد انرژی، سال اول، شماره 1، صص 56 – 96

  1. Houri Jafari, H., Baratimalayeri, A., (2008), The crisis of gasoline consumption in the Iran’s transportation sector, Energy Policy, 36, 2536– 2543, (www.Elsevier.com)
  2. امامی میبدی، علی. اله­دادی، سمیه (بهار 1387)، «ضرورت تدوین راه‌بردهای انرژی کشور»، بررسی مسایل اقتصاد انرژی، سال اول، شماره 1، صص 3 – 27
  3. «طرح تولید خودروی سواری گازوییل­سوز در یک شرکت داخلی»، (۱۳ آذر ۱۳۸۶)، شبکه اطلاع­رسانی نفت و انرژی (http://www.shana.ir)
  4. «حمایت از طرح های صرفه جویی در صنعت خودرو»، (26 آذر 1386)، سایت گروه مشاوران جوان وزارت صنایع (http://www.nasiran.ir)