Modelo de programação linear inteira mista para o planejamento da cadeia de suprimentos do hidrogênio verde: um estudo de caso

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Camelo, Mirella Martins
Orientador(a): Prata, Bruno de Athayde
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Área do conhecimento CNPq:
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Link de acesso: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/78826
Resumo: The green hydrogen supply chain has an increasing interest as a promising alternative for a low-carbon economy transition. Challenges related to the production, storage, and distribution infrastructure of this fuel are widely investigated in this field. Therefore, this Dissertation aims to propose a mixed-integer linear programming model for the optimized green hydrogen supply chain design, taking into account the production of renewable energy and hydrogen, the storage and distribution from the production plants to the final demand. The objective function is to minimize the total costs, considering the available technological options at each stage. With this model, the quantity, type, and location of production plants, transportation modes, and storage facilities will be determined to achieve an efficient and cost-effective operation in its application in the case study located in Ceará. Three scenarios epresenting cases of increased demand in the Ceará State were simulated to demonstrate a practical application of the proposed model. The costs per unit of produced hydrogen decreased by 1.1%, 46.5%, 77.7%, and 54.6% for feedstock, production, distribution, and storage, respectively. Consequently, the results of this study offer valuable insights for decision-making in terms of infrastructure and operation of the optimized supply chain.
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The objective function is to minimize the total costs, considering the available technological options at each stage. With this model, the quantity, type, and location of production plants, transportation modes, and storage facilities will be determined to achieve an efficient and cost-effective operation in its application in the case study located in Ceará. Three scenarios epresenting cases of increased demand in the Ceará State were simulated to demonstrate a practical application of the proposed model. The costs per unit of produced hydrogen decreased by 1.1%, 46.5%, 77.7%, and 54.6% for feedstock, production, distribution, and storage, respectively. Consequently, the results of this study offer valuable insights for decision-making in terms of infrastructure and operation of the optimized supply chain.A cadeia de suprimentos de hidrogênio verde tem despertado crescente interesse como uma alternativa promissora para a transição à uma economia de baixo carbono. Problemáticas acerca da infraestrutura do fornecimento de insumos, produção, armazenamento e distribuição para a exploração deste combustível têm sido bastante estudadas por investigadores da área. Isto posto, esta Dissertação de Mestrado tem como objetivo propor um modelo de programação linear inteira mista para o planejamento otimizado da cadeia de suprimentos do hidrogênio verde, levando em consideração a produção de energias alternativas e hidrogênio, sua armazenagem e distribuição, desde o local de produção até a demanda final. A função objetivo é minimizar os custos totais, considerando as opções tecnológicas disponíveis em cada estágio. Por meio desse modelo, são definidas a quantidade, o tipo e a localização das usinas de produção, meios de transporte e tanques de armazenagem, a fim de atingir uma operação eficiente e econômica da sua aplicação no estudo de caso, situado no Ceará. A simulação de três cenários, os quais apresentam demanda de hidrogênio crescente no Estado cearense, foi implementada visando a aplicação prática da modelagem proposta. Os custos por unidade de hidrogênio produzido diminuem, perante a expansão da demanda, em 1,1%, 46,5%, 77,7% e 54,6% para as etapas de insumo, produção, distribuição e armazenamento, respectivamente. Desta forma, os resultados deste estudo fornecem percepções para a tomada de decisões sobre a infraestrutura e a operação da cadeia de suprimentos otimizada.Este documento está disponível online com base na Portaria nº 348, de 08 de dezembro de 2022, disponível em: https://biblioteca.ufc.br/wp-content/uploads/2022/12/portaria348-2022.pdf, que autoriza a digitalização e a disponibilização no Repositório Institucional (RI) da coleção retrospectiva de TCC, dissertações e teses da UFC, sem o termo de anuência prévia dos autores. Em caso de trabalhos com pedidos de patente e/ou de embargo, cabe, exclusivamente, ao autor(a) solicitar a restrição de acesso ou retirada de seu trabalho do RI, mediante apresentação de documento comprobatório à Direção do Sistema de BibliotecasModelo de programação linear inteira mista para o planejamento da cadeia de suprimentos do hidrogênio verde: um estudo de casoA mixed-integer linear programming model for optimizing green hydrogen supply chain networks: a case studyinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisHidrogênio como como combustívelProgramação linearCadeia de suprimentos - PlanejamentoFontes de energias renováveisHydrogen as fuelLinear programmingRenewable hydrogen economyRenewable energy sourcesCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICAinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)instacron:UFChttps://orcid.org/0009-0009-2549-0521http://lattes.cnpq.br/9500102675714218http://lattes.cnpq.br/99570401646974102024-06-26ORIGINAL2024_dis_mmcamelo.pdf2024_dis_mmcamelo.pdfDissertação de Mirella Martins Cameloapplication/pdf10954775http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/78826/1/2024_dis_mmcamelo.pdfd944af98869667a3e8b934619dc8acffMD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/78826/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52riufc/788262024-11-10 17:47:10.842oai:repositorio.ufc.br:riufc/78826Tk9URTogUExBQ0UgWU9VUiBPV04gTElDRU5TRSBIRVJFClRoaXMgc2FtcGxlIGxpY2Vuc2UgaXMgcHJvdmlkZWQgZm9yIGluZm9ybWF0aW9uYWwgcHVycG9zZXMgb25seS4KCk5PTi1FWENMVVNJVkUgRElTVFJJQlVUSU9OIExJQ0VOU0UKCkJ5IHNpZ25pbmcgYW5kIHN1Ym1pdHRpbmcgdGhpcyBsaWNlbnNlLCB5b3UgKHRoZSBhdXRob3Iocykgb3IgY29weXJpZ2h0Cm93bmVyKSBncmFudHMgdG8gRFNwYWNlIFVuaXZlcnNpdHkgKERTVSkgdGhlIG5vbi1leGNsdXNpdmUgcmlnaHQgdG8gcmVwcm9kdWNlLAp0cmFuc2xhdGUgKGFzIGRlZmluZWQgYmVsb3cpLCBhbmQvb3IgZGlzdHJpYnV0ZSB5b3VyIHN1Ym1pc3Npb24gKGluY2x1ZGluZwp0aGUgYWJzdHJhY3QpIHdvcmxkd2lkZSBpbiBwcmludCBhbmQgZWxlY3Ryb25pYyBmb3JtYXQgYW5kIGluIGFueSBtZWRpdW0sCmluY2x1ZGluZyBidXQgbm90IGxpbWl0ZWQgdG8gYXVkaW8gb3IgdmlkZW8uCgpZb3UgYWdyZWUgdGhhdCBEU1UgbWF5LCB3aXRob3V0IGNoYW5naW5nIHRoZSBjb250ZW50LCB0cmFuc2xhdGUgdGhlCnN1Ym1pc3Npb24gdG8gYW55IG1lZGl1bSBvciBmb3JtYXQgZm9yIHRoZSBwdXJwb3NlIG9mIHByZXNlcnZhdGlvbi4KCllvdSBhbHNvIGFncmVlIHRoYXQgRFNVIG1heSBrZWVwIG1vcmUgdGhhbiBvbmUgY29weSBvZiB0aGlzIHN1Ym1pc3Npb24gZm9yCnB1cnBvc2VzIG9mIHNlY3VyaXR5LCBiYWNrLXVwIGFuZCBwcmVzZXJ2YXRpb24uCgpZb3UgcmVwcmVzZW50IHRoYXQgdGhlIHN1Ym1pc3Npb24gaXMgeW91ciBvcmlnaW5hbCB3b3JrLCBhbmQgdGhhdCB5b3UgaGF2ZQp0aGUgcmlnaHQgdG8gZ3JhbnQgdGhlIHJpZ2h0cyBjb250YWluZWQgaW4gdGhpcyBsaWNlbnNlLiBZb3UgYWxzbyByZXByZXNlbnQKdGhhdCB5b3VyIHN1Ym1pc3Npb24gZG9lcyBub3QsIHRvIHRoZSBiZXN0IG9mIHlvdXIga25vd2xlZGdlLCBpbmZyaW5nZSB1cG9uCmFueW9uZSdzIGNvcHlyaWdodC4KCklmIHRoZSBzdWJtaXNzaW9uIGNvbnRhaW5zIG1hdGVyaWFsIGZvciB3aGljaCB5b3UgZG8gbm90IGhvbGQgY29weXJpZ2h0LAp5b3UgcmVwcmVzZW50IHRoYXQgeW91IGhhdmUgb2J0YWluZWQgdGhlIHVucmVzdHJpY3RlZCBwZXJtaXNzaW9uIG9mIHRoZQpjb3B5cmlnaHQgb3duZXIgdG8gZ3JhbnQgRFNVIHRoZSByaWdodHMgcmVxdWlyZWQgYnkgdGhpcyBsaWNlbnNlLCBhbmQgdGhhdApzdWNoIHRoaXJkLXBhcnR5IG93bmVkIG1hdGVyaWFsIGlzIGNsZWFybHkgaWRlbnRpZmllZCBhbmQgYWNrbm93bGVkZ2VkCndpdGhpbiB0aGUgdGV4dCBvciBjb250ZW50IG9mIHRoZSBzdWJtaXNzaW9uLgoKSUYgVEhFIFNVQk1JU1NJT04gSVMgQkFTRUQgVVBPTiBXT1JLIFRIQVQgSEFTIEJFRU4gU1BPTlNPUkVEIE9SIFNVUFBPUlRFRApCWSBBTiBBR0VOQ1kgT1IgT1JHQU5JWkFUSU9OIE9USEVSIFRIQU4gRFNVLCBZT1UgUkVQUkVTRU5UIFRIQVQgWU9VIEhBVkUKRlVMRklMTEVEIEFOWSBSSUdIVCBPRiBSRVZJRVcgT1IgT1RIRVIgT0JMSUdBVElPTlMgUkVRVUlSRUQgQlkgU1VDSApDT05UUkFDVCBPUiBBR1JFRU1FTlQuCgpEU1Ugd2lsbCBjbGVhcmx5IGlkZW50aWZ5IHlvdXIgbmFtZShzKSBhcyB0aGUgYXV0aG9yKHMpIG9yIG93bmVyKHMpIG9mIHRoZQpzdWJtaXNzaW9uLCBhbmQgd2lsbCBub3QgbWFrZSBhbnkgYWx0ZXJhdGlvbiwgb3RoZXIgdGhhbiBhcyBhbGxvd2VkIGJ5IHRoaXMKbGljZW5zZSwgdG8geW91ciBzdWJtaXNzaW9uLgo=Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufc.br/ri-oai/requestbu@ufc.br || repositorio@ufc.bropendoar:2024-11-10T20:47:10Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)false
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