view in publisher's site

Environmental life cycle assessment for a cheese production plant towards sustainable energy transition: Natural gas to biomass vs. natural gas to geothermal

Highlights•Environmental impacts of energy transition scenarios on cheese factory were studied.•Monte Carlo simulations confirmed the independency of energy transition scenarios.•Exergy-aided LCA was performed supported by Monte Carlo simulations.•Geothermal scenarios had lowest burdens for majority of impacts e.g. Climate Change.•Natural gas-based scenarios had the lowest Photochemical Oxidant Formation.AbstractThe dairy processing industry is considered as one of the most electricity demanding industry among the process industries in New Zealand, which utilises fossil fuels for both process heat and utility generation including electricity. Fossil fuel combustion inherently produces and releases harmful chemicals to the environment as well as causing other environmental impacts, which make it essential to move towards renewable energy resources. This paper compares two renewable energy options to be introduced to the energy mix in order to moderate the environmental impacts of cheese production in a dairy processing factory during the energy transition period. Environmental Life Cycle Assessment (LCA) is used in conjunction with the concept of Cumulative Exergy Demand as an aggregated parameter in order to evaluate the environmental sustainability of the proposed energy mix. LCA confirms that without retrofitting the core of the cheese processing technology at this stage, it is possible to reduce several environmental impacts through the step-wise introduction of renewable energy into the energy mix. At each stage, 33% renewable energy is introduced to the energy mix where four different energy transition scenarios were investigated. The scenarios were supported by Monte Carlo simulation, which proves each defined energy transition scenario is sensitive to the step changes. In addition, it quantifies the independency of each scenario. The results showed that out of the 12 studied environmental impact categories, the natural gas based scenario, Scenario 1, has the lowest Human Health – Photochemical Oxidant Formation potential impact (1.44E-11 DALY), whereas renewable energy options (biomass and geothermal) have lower burdens regarding the other environmental impact categories. Having compared the scenarios associated with biomass and geothermal, it is observed that the geothermal-based scenarios have lower environmental burdens regarding the majority of impact categories.

ارزیابی چرخه زندگی زیست‌محیطی برای یک کارخانه تولید پنیر به سمت انتقال انرژی پایدار: گاز طبیعی به زیست توده در مقابل. گاز طبیعی به زمین گرمایی

اثرات محیطی سناریوهای انتقال انرژی بر روی کارخانه پنیر مورد مطالعه قرار گرفت. شبیه‌سازی‌های مونت کارلو استقلال سناریوهای انتقال انرژی را تایید کرد. LCA با کمک اکسرژی توسط شبیه‌سازی‌های مونت کارلو پشتیبانی شد. سناریوهای زمین گرمایی کم‌ترین بار را برای اکثر اثرات مانند تغییر آب و هوا داشته‌اند. غیر مخرب صنعت فرآوری لبنیات به عنوان یکی از صنعت تقاضای برق در میان صنایع فرآیند در نیوزیلند در نظر گرفته می‌شود، که از سوخت‌های فسیلی هم برای تولید حرارت فرآیند و هم برای تولید برق استفاده می‌کند. احتراق سوخت فسیلی به طور ذاتی تولید و انتشار مواد شیمیایی مضر به محیط‌زیست و نیز ایجاد دیگر اثرات زیست‌محیطی می‌کند که حرکت به سمت منابع انرژی تجدید پذیر را ضروری می‌سازد. این مقاله دو گزینه انرژی تجدید پذیر معرفی‌شده به مخلوط انرژی را به منظور تعدیل اثرات زیست‌محیطی تولید پنیر در یک کارخانه فرآوری لبنیات در طول دوره انتقال انرژی مقایسه می‌کند. ارزیابی چرخه حیات محیط‌زیست (LCA)در ارتباط با مفهوم تقاضای انرژی افزایشی به عنوان یک پارامتر مجتمع به منظور ارزیابی پایداری زیست‌محیطی ترکیب انرژی پیشنهادی استفاده می‌شود. LCA تایید می‌کند که بدون مقاوم‌سازی هسته تکنولوژی فرآوری پنیر در این مرحله، کاهش اثرات زیست‌محیطی متعدد از طریق معرفی گام‌به‌گام انرژی تجدید پذیر به ترکیب انرژی امکان پذیر است. در هر مرحله، ۳۳ % انرژی تجدید پذیر به مخلوط انرژی معرفی می‌شود که در آن چهار سناریوی انتقال انرژی مختلف مورد بررسی قرار می‌گیرند. این سناریوها توسط شبیه‌سازی مونت کارلو پشتیبانی شدند، که ثابت می‌کند هر سناریوی انتقال انرژی تعریف‌شده به تغییرات گام حساس است. علاوه بر این، استقلال هر سناریو را کمی می‌کند. نتایج نشان داد که از میان ۱۲ مقوله اثرات زیست‌محیطی مورد مطالعه، سناریوی مبتنی بر گاز طبیعی، سناریوی ۱، دارای کم‌ترین تاثیر بالقوه شکل‌گیری پتانسیل سلامت انسان - فوتوشیمیایی اکسیدانت (۱.۴۴ E - ۱۱ DALY)است، در حالی که گزینه‌های انرژی تجدید پذیر (زیست توده و زمین گرمایی)بار کمتری با توجه به سایر مقوله‌های اثرات زیست‌محیطی دارند. با مقایسه سناریوهای مرتبط با زیست توده و زمین گرمایی، مشاهده شد که سناریوهای مبتنی بر زمین گرمایی بار زیست‌محیطی کمتری با توجه به اکثر گروه‌های تاثیر دارند.
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله Renewable Energy, Sustainability and the Environment
  • ترجمه مقاله Renewable Energy, Sustainability and the Environment
  • مقاله انرژی تجدید پذیر، پایداری و محیط زیست
  • ترجمه مقاله انرژی تجدید پذیر، پایداری و محیط زیست
  • مقاله Strategy and Management
  • ترجمه مقاله Strategy and Management
  • مقاله استراتژی و مدیریت
  • ترجمه مقاله استراتژی و مدیریت
  • مقاله Industrial and Manufacturing Engineering
  • ترجمه مقاله Industrial and Manufacturing Engineering
  • مقاله مهندسی صنایع و ساخت
  • ترجمه مقاله مهندسی صنایع و ساخت
  • مقاله General Environmental Science
  • ترجمه مقاله General Environmental Science
  • مقاله علوم محیطی عمومی
  • ترجمه مقاله علوم محیطی عمومی
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.