| عنوان فارسی مقاله: | افزایش ابداع و نوآوری در راندمان انرژی خانگی: شبیه سازی پیشرفتهای بالقوه به روش مونت کارلو |
| عنوان انگلیسی مقاله: | Increasing innovation in home energy efficiency: Monte Carlo simulation of potential improvements |
| دانلود مقاله انگلیسی: | برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf اینجا کلیک نمائید |
| سال انتشار | 2010 |
| تعداد صفحات مقاله انگلیسی | 6 صفحه |
| تعداد صفحات ترجمه مقاله | 14 صفحه |
| مجله | مجله انرژی و ساختمان |
| دانشگاه | پیتزبورگ کشور ایالات متحده آمریکا |
| کلمات کلیدی | راندمان انرژی خانگی، شرکت های سرویس های انرژی، خانواده کم درآمد، مصرف انرژی |
| نشریه | Elsevier |
فهرست مطالب:
چکیده
۱ مقدمه
۲ روش
۳ نتایج و بحث
بخشی از ترجمه:
مقدمه
بخش مسکونی آمریکا ۱۱ درصد از کل مصرف انرژی اولیه را به خود اختصاص می دهد که سالانه هزینه ای بالغ بر ۲۴۰ بیلیون دلار دارد. تقریباً ۷۱۴۰۰۰۰ توسط این بخش مصرف می گردد، که از این مقدار، ۶۹ درصد به برق، ۲۳ درصد گاز طبیعی، ۳ درصد انرژی تجدید شدنی و ۰٫۰۳ درصدبه زغال سنگ تعلق دارد. مقدار انرژی تولید شده، ۱٫۲۱ *۱۰ ، معادل Co2 آزاد نمود که تا سال ۲۰۲۰ به ۱٫۳ * ۱۰ kg افزایش می یابد. اما اگر بخش مسکونی کار بهسازی راندمان انرژی را انجام دهد، آنگاه سالانه می توان ۴۱ بیلیون دلار پس انداز نمود و از انتشار ۳٫۶*۱۰ ۱۱ kg دی اکسید کربن جلوگیری نمود. در این راستا برآورد شد که با ارتقاء راندمان وسایل برقی و سیستم های HVAC برای ۱۱۵ میلیون خانوار، ۳۹ درصد کم درآمد و ۶۱ درصد با درآمد بالا؛ سالانه تقریباً ۳۵۲ بیلیون دلار در هزینه های تولید انرژی می توان صرفه جویی کرد. ارتقاء راندمان انرژی در بازار مسکونی دارای مزایای متعددی می باشد. برای مشتری، صورتحساب ها و همچنین مزایای تقسیم شده در صورت کاهش فشار روی شبکه های توزیع ، کاهش می یابد، در این وضعیت تقاضای کمتر، موجب کاهش قیمت کالاها و هزینه زیربنایی می شود و هزینه صورت حساب های پرداخت نشده ، به سایر مشتریان محول نمی گردد. برای دولت، کاهش مصرف برق و گاز طبیعی ، کاربرد منابع را کاهش، تاثیر منابع تجدید شدنی جدید را افزایش و انتشار متان و دی اکسید کربن را کاهش می دهد. با این وجود، پیشرفت های صورت گرفته در سطح پائینی قرار دارد. شرکت های سرویس انرژی (ESCO) که امروزه در ایالات متحده مشغول فعالیت هستند توسط پروژه هایی با کارایی انرژی در مقیاس بزرگ و متوسط موسسات و نهادهای دولتی و بخش خصوصی حمایت شده اند. عموماً، ۵۸ درصد از درآمد ESCO حاصل دولت محلی یا ایالتی، نهادها و موسسات آموزشی و بیمارستان ها، ۲۲ درصد به بخش فدرال، ۹ درصد تجاری، ۶ درصد صنعتی و ۵ درصد به بخشهای مسکن سازی عمومی تعلق دارند. ESCO مهارت، تخصص حاصل می کند. آنگاه ESCO و مشتری وارد قرارداد بلند مدتی می شوند که به واسطه آن ESCO درصدی از صرفه جویی در انرژی را اقتباس نموده و آن را از طریق بازبینی مستمر مثل پرداخت هزینه پیگیری می کند. دو ویژگی کلیدی مشتریان عبارت است از دسترسی آنها به سرمایه و دارایی های مرتبط با قراردادهای بلند مدت. در این مطالعه، مشتریان عمدتاً از خانوارهای قشر کم درآمد تشکیل می شوند و در میان این قشر خبری از دانش و آگاهی در مورد ارتقاء انرژی و سرمایه نیست. علی رغم پتانسیل عظیم صرفه جویی در انرژی و دلار بازیابی شده، نفوذ کمی در بازار مسکونی برای صاحبان خانه خصوصی یا شرکت های مدیریت با دارایی های کرایه ای بزرگ و به ویزه صاحب خانه ها یا مالکین کم درآمد دیده می شود.در بازار مسکونی، اگر صاحبان خانه دارای منابع مالی باشند، آنگاه عموماً با پیمانکاران HVAC ، مشاورین، معماران یا شرکت های مهندسی برای بهسازی خانه تماس می گیرند. از طرف دیگر، مالکینی با منابع ناکافی ( کمبود پول یا دانش) ، خودشان عمل بهسازی را انجام داده یا از برنامه های سوبسید مانند LIURP در پنسیلوانیا، و LIEE در کالیفرنیا بهره می گیرند. برای LIURP ، تاسیسات از درصدی از وصول های ناخالص خود (۰٫۲ درصد از درآمد) برای تامین وجه بهسازی انرژی برای مشتریان کم درآمد استفاده می کنند. آن خدمات هوازدگی برای خانوارهای کم درآمد بدون هیچ هزینه ای عرضه می کند. LIHEAP نام برنامه فدرالی است که به افراد مسن و قشرکم درآمد کمک می کند تا صورتحسابهای گرمایشی و سرمایشی خود را در طول شرایط آب و هوایی نامساعد پرداخت کنند. هر ایالت نسخه های متفاوتی از LIHEAP را در اختیار دارد. به طور مثال، LIHEAPدر میشیگان، HHC ، و در Utah HEAT نامیده شده است. در FY 2009 ، دولت آمریکا ۱٫ ۵ بیلیون دلار به LIHEAP اختصاص داد. اما بودجه را در صورتی می توان کاهش داد که سیستم های انرژی خانگی، به ویژه برای سرمایش و گرمایش ، از کارایی بیشتری برخوردار باشند. اخیراً، به عنوان بخشی از بسته محرک های اقتصادی آمریکا، ARRA 2009، دولت سرمایه گذاری تقریباً ۸ بیلیون دلاری در برنامه های بهسازی انرژی و هوازدگی اعلان کرد. WAP از بوحه ۵ بیلیون دلاری برای منازل کم درآمد استفاده نمود. متوسط هزینه ها و مخارج هوازدگی برای هر واحد خانواده ۶۵۰۰ دلار می باشد. اما بر طبق مطالعه مقدماتی، اگر این مبلغ سرمایه گذاری برای هر خانوار مطلوب WAP انجام شود، آنگاه فقط حدود ۲- ۳٫ ۰ درصد از تعداد کل واحدهای خانه های مطلوب و واجد شرایط WAP اصلاح خواهند شد ، در حالیکه ۹۸ درصد دیگر پیشرفت نخواهند نمود. بنابراین فرصتی برای صرفه جویی در انرژی و درآمد زایی خلق می گردد. ESCO مسکونی نوآوری بازار آزاد وراندمان آن را رد می کند، اما نیاز دارد به گونه ای متفاوت از ESCO سنتی عمل نماید، دلیل این امر کمبود سرمایه و دارایی های مشتری برای عقد قراردادهای بلند مدت می باشد. در این مورد شرکت نه تنها بایستی مهارت و تخصص حاصل کرده و نصب و تاسیسات را نظارت کند، بلکه همچنین باید سرمایه قابل توجهی تامین نماید. در این مطالعه ، فرض کردیم RESCO نیاز به فراهم نمودن ۱۰۰ درصد سرمایه دارد زیرا نمی دانیم تا چه حد مشتریان تمایل به پرداخت هزینه برای این نوع بهسازیها را دارند.RESCO درصدی از پول پس انداز شده در صورتحسابها را به عنوان پرداخت هزینه انتخاب می کند. قطعاً یکی از چالش های اصلی آن است که مشتریان کم درآمد ریسک های اعتباری نیز بوده و حتی بهسازیهای ارزان قیمت دارای دوره های بازپرداختی هستند که به اندازه کافی طولانی بوده و به همین خاطر نیاز به قرارداد دارند. فرضیه ما آن است که در بازار صرفه جویی در انرژی مسکونی بازار به خاطر کمبود سرمایه و ریسک بالای وام دهی به افراد فاقد سرمایه ورشکست می شود و به همین خاطر صرفه جویی بهبود نمی یابد. با این تحقیق، پتانسیل اقتصادی شرکت های سرویس دهی انرژی در بازار مسکونی را مورد پژوهش قرار می دهیم. هدف اصلی تحقیق، تعیین شرایطی است که RESCO براساس استفاده ازانرژی مسکونی و هزینه ها و عملکرد پیشرفت های بالقوه، می تواند به صورت سودآور ظاهر شود. هدف بلند مدت ارائه سیاست های مطلوب و متناسب با RESCO های متعددی است که بر سر صرفه جویی انرژی خانه رقابت می کنند.
3. نتایج و بحث
این بخش نتایج بدست آمده از مدل شبیه سازی مونت کارلو را مطرح و راجع به آنها بحث می کند که عبارتنداز: طول مدت قرارداد، حساسیت نتایج، درصد صرفه جویی در انرژی هر وسیله و اثر تجربه حسابرس بر RESCO. در این راستا این گونه استنباط می شود که متوسط طول مدت قرارداد با مشتریان مسکونی برای حبران هزینه بهسازی و سودآوری 35 سال می باشد، با این حال، این رقم میانگین بهترین راه حل برای تجارت RESCO نیست. حتی اگر اجرای همه ترفیعات انتخاب شده برای RESCO میسر باشد و آنها از لحاظ اقتصادی نیز بادوام باشند، به عبارتی بالاخره تسویه خواهند شد، بازهم نتیجه بدست آمده ممکن است قابل قبول نباشد ، زیرا نیمی از طول مدت قرارداد میتواند بیشتر از 30 سال باشد که بسیار طولانی است. به طور عادی، طول مدت قرارداد ESCO بین 7 تا 20 سال می باشد. بر طبق نتیجه بدست آمده، مفهوم RESCO از لحاظ اقتصادی ممکن نیست و مطالعه ما دلیل عدم ورود ESCO به بازار مسکونی را تائید می کند: سودآوری برای آن بسیار سخت و دشوار می باشد. طول مدت قرارداد RESCO بین 15 تا 55 سال می باشد که با لگاریتم توزیع عادی با میانگین 35 و انحراف معیار 5. 22 سال مطابقت دارد. شکل 2(b) حساسیت نتایج بدست آمده را نشان می دهد که یکی دیگر از مزایای شبیه سازی آنالیز مونت کارلو محسوب می گردد. حساسیت نتیجه میزان تغییر نتیجه بدست آمده با توجه به تغییرات صورت گرفته در پارامترهای ورودی را نشان می دهد. در این مورد، حساسترین پارامترها عبارتنداز صرفه جویی عرضه شده و تعویض در و پنجره ، این مسئله حاکی از آن است که هر چه RESCO در انرژی مشتری صرفه جویی کند یا هزینه های نصب دروپنجره بالاتر باشد ، به همان میزان طول مدت قرارداد بیشتر می باشد.از آنجایی که هدف RESCO کاهش طول مدت قرارداد است و دسترسی به داده های واقعی کافی نیست، در نتیجه موثرترین روش تکیه بر تجربه حسابرس با توجه به نحوه شناسایی خانه های واجدشرایط و بهسازی های بادوام، جهت ارزیابی مصرف انرژی خانه و پیشنهادات جالب توجه به مالکین می باشد. حسابرسی انرژی خانه توسط ….
بخشی از مقاله انگلیسی:
Introduction
The U.S. residential sector accounts for 11 percent of the totalprimary energy consumption, which costs $240 billion, annually[1]. Approximately 7,140,000 TJ are consumed by this sector, ofwhich 69% is from electricity, 23% from natural gas, 3% fromrenewable energy, and 0.03% from coal [2]. The amount of energyproduced released 1.25 1012 kg of CO2 equivalents emissions [3],which is projected to increase up to 1.35 1012 kg of CO2 eemissions by 2020 [4]. However, if the residential sector conductedenergy efficiency improvements, $41 billion could be savedannually, and 3.6 1011 kg of CO2 e emissions could be avoided.It was estimated that by improving the efficiency of electricalappliances and HVAC systems for 115 million households, 39%low-income and 61% non-low-income; approximately $352 billionin energy production costs could be annually saved [4,5].Severalbenefits canbeobtainedfromimprovingenergyefficiencyin the residential market. For the customer, there are immediateeconomic benefits in lowering utility bills, but also shared benefitsamong all users as strain on the distribution networks is reduced,lower demands reduce commodity prices and infrastructure cost,and the costs of unpaid bills are not passed on to other customers. For the environment, reduced natural gas and electricity consumptionreduces resource use, increases the impact of new renewableresources, and reduces carbon dioxide and methane emissions.Yet penetration of improvements remains frustratingly low [6].The energy services companies (ESCOs) which exist today in theUnited States are supported by large and medium scale energyefficiency projects of government institutions and the privatesector. Generally, 58% of ESCO revenues come from state or localgovernment, educational institutions, and hospitals, 22% fromfederal, 9% from commercial, 6% from industrial, while only 5% isfrom the public housing and residential sectors together [6]. AnESCO provides expertise and oversight to customers on whatimprovements should be made to their buildings in order to reduceenergy consumption and cut down their utility bills. The ESCO andthe customer then enter into a long-term contract whereby theESCO takes a percentage of the provided energy savings – trackedthrough extensive monitoring – as its payment [7]. Two keycharacteristics of the customers are their access to capital andassets which can be tied to long-term contracts.In this study, customers are primarily low-income householdsand have a lack of capital and energy improvement knowledge.Despite the huge potential for energy savings – and thereforerecovered dollars – there is little penetration in the residentialmarket, either for private homeowners or for managementcompanies with large rental property holdings, and especiallylow-income homeowners or landlords.In the residential market, if homeowners have financialresources, they generally contact HVAC contractors, consultants,architects or engineering firms to make home improvement [6]. Onthe other hand, homeowners with insufficient resources (lackingeither money or knowledge) will make the improvementthemselves, or take advantage of subsidized programs like LIURP(Low-Income Usage Reduction Program) in Pennsylvania, and LIEE(Low-Income Energy Efficiency Program) in California. For LIURP,the utilities use a percentage of their gross receipts (0.2% of theirrevenue) to fund energy improvements for low-income customers.It provides weatherization services to eligible low-income householdsat no charge [8,9]. Low-Income Home Energy AssistanceProgram (LIHEAP) is a federal-level program that helps lowincomeand elderly people pay their heating or cooling bills duringextreme weather conditions. Each state has different versions ofLIHEAP. For instance, LIHEAP is called Home Heating Credit (HHC)in Michigan, and Home Energy Assistance Target (HEAT) in Utah[8,10]. In FY 2009, the U.S. government approved up to $5.1 billionfor LIHEAP [11]; however, the budget can be decreased if overallhome energy systems, particularly for heating and cooling, becomemore efficient.Recently, as part of the U.S. economic stimulus package,American Recovery and Reinvestment Act (ARRA) of 2009, thegovernment announced an almost $8 billion-investment in aweatherization and energy improvement programs. $5 billion ofthe budget will be used by the Weatherization Assistance Program(WAP) for eligible low-income dwellings. The average weatherizationexpenditure for each single-family unit is $6500 [12].However, according to our preliminary study, if the sameinvestment were made for each WAP-eligible household, onlyabout 0.3–2% of the total number of WAP-eligible housing unitswould be improved [13,14], while another 98% would not beimproved. So, there is opportunity beyond the stimulus package tosave energy and to potentially make money.A residential ESCO would inject free market innovation andefficiency, but would need to operate differently than a traditionalESCO due to the customer’s lack of capital and lack of assets to tie tolong-term contracts. The company in this case would need toprovide not only the expertise and oversight of installation, butalso significant portions of the capital. In this study, we assumedRESCO would need to provide 100% of capital since we do not knowhow much customers would be willing to pay for theseimprovements. The RESCO will still take a percentage of themoney saved on bills as payment. One challenge, of course, is thatlow-income customers are also credit risks, and even cheapimprovements would still likely have payback periods long enoughto require contracts.
| عنوان فارسی مقاله: | افزایش ابداع و نوآوری در راندمان انرژی خانگی: شبیه سازی پیشرفتهای بالقوه به روش مونت کارلو |
| عنوان انگلیسی مقاله: | Increasing innovation in home energy efficiency: Monte Carlo simulation of potential improvements |
خرید ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد