طراحی و بهینه سازی زنجیره تأمین تولید سوخت سبز از پسماندهای فاضلاب شهری در کشور با استفاده از یک روش فرا ابتکاری ترکیبی

یکی از مهم‌ترین مسائلی که آینده کشور را در تأمین انرژی تهدید می‌کند، وابستگی شدید به منابع نفتی و عدم توسعه قابل‌توجه انرژی‌های تجدید پذیر می‌باشد. در سال‌های اخیر در نقاط مختلف دنیا تولید سوخت سبز به‌عنوان جایگزینی برای سوخت‌های فسیلی گسترش فراوانی داشته است. اگرچه تولید سوخت سبز از مواد خوراکی قیمت تمام‌شده پایینی دارد و در برخی کشورها همچون برزیل به مقدار قابل‌توجهی تولید می‌شود اما به علت تأثیر نامطلوب استفاده از مواد غذایی بر بازار محصولات کشاورزی و افزایش قیمت محصولات کشاورزی، تولید آن محدودشده است. به‌عنوان جایگزینی برای حل این مشکل استفاده از موادی بدون منشأ غذایی همچون غلاف ذرت برای تولید سوخت توسعه‌یافته است. یکی از منابعی که برای تولید سوخت توجهات فراوانی را در سال‌های اخیر به خود جلب کرده است، استفاده از فاضلاب‌های شهری است. علت این موضوع این است که فاضلاب حاوی مقدار قابل‌توجهی لیپید است که می‌تواند برای تولید بیودیزل به کار گرفته شود، همچنین نیاز به دفن لجن‌های فاضلاب‌های شهری که فرایندی پرهزینه در تصفیه‌خانه‌ها می‌باشد را از بین می‌برد. برای بررسی توسعه چنین سوخت‌هایی در کشور این مطالعه به طراحی زنجیره تأمین تولید سوخت از فاضلاب‌های شهری می‌پردازد که کلیه مراحل از تأمین و انتقال فاضلاب از تصفیه‌خانه‌ها، تبدیل آن‌ها به سوخت و توزیع سوخت را به‌صورت یکپارچه بهینه می‌نماید. با توجه به ابعاد گسترده و غیرخطی بودن مدل حاصل، الگوریتم‌های دقیق از حل آن ناتوان هستند. لذا یک مدل فراابتکاری ترکیبی بر اساس الگوریتم‌های ژنتیک و بهینه‌سازی ازدحام ذرات توسعه داده‌شده است. نتایج به‌کارگیری الگوریتم توسعه داده‌شده نشان از برتری عملکرد آن نسبت به الگوریتم‌های ژنتیک و بهینه‌سازی ازدحام ذرات دارد. همچنین نتایج  نشان می‌دهد که سوخت حاصل از فاضلاب‌های شهری در حال حاضر اقتصادی نمی‌باشد اما با افزایش نرخ سوخت‌های فسیلی در آینده و بهبود نرخ تبدیل فاضلاب به سوخت، این سوخت قابلیت رقابت با سوخت‌های فسیلی را دارد.