🎓 بورسیه فول فاند مقطع دکتری

🇫🇷 فرانسه | Institut National Polytechnique de Toulouse

🔬 عنوان پروژه:
ادغام مرزهای سیاره‌ای در بهینه‌سازی سیستم‌های انرژی: رویکرد مبتنی بر ارزیابی چرخه عمر با تمرکز بر مواد حیاتی

📌 عنوان انگلیسی:
Integrating Planetary Boundaries into Energy System Optimization: A Life-Cycle Assessment Framework Applied to Critical Materials

⸻

🏛️ اطلاعات کلیدی

🎓 دانشگاه/مؤسسه: Institut National Polytechnique de Toulouse
🏫 دانشکده دکتری: MEGEP – Mechanics, Energy, Civil Engineering, Processes
🧪 تخصص: Génie des Procédés et de l’Environnement
🔬 گروه پژوهشی: PSI – Procédés et Systèmes Industriels
🏢 واحد تحقیقاتی: LGC – Laboratoire de Génie Chimique
👩‍🔬 استاد راهنما: Catherine Azzaro-Pantel
🇧🇪 Cotutelle: بلژیک
📅 شروع دوره: ۱ سپتامبر ۲۰۲۷
⏳ تاریخ اتمام اپلای: ۲۳ نوامبر ۲۰۲۶، ساعت 23:59

⸻

🌍 درباره پروژه

گذار به سمت سیستم‌های انرژی کم‌کربن نیازمند توسعه سریع انرژی‌های تجدیدپذیر، ذخیره‌سازی انرژی، برقی‌سازی حمل‌ونقل، مولکول‌های تجدیدپذیر و زیرساخت‌های مرتبط است.

بااین‌حال، کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای به‌تنهایی به معنای دستیابی به پایداری زیست‌محیطی جامع نیست؛ زیرا فناوری‌های انرژی پاک نیز به منابعی مانند زمین، آب و مواد معدنی نیاز دارند و در طول چرخه عمر خود می‌توانند فشارهای زیست‌محیطی مختلفی ایجاد کنند.

این پروژه دکتری با هدف توسعه یک چارچوب یکپارچه میان:

🌱 ارزیابی چرخه عمر (LCA)
🌍 مرزهای سیاره‌ای (Planetary Boundaries)
⚙️ بهینه‌سازی سیستم‌های انرژی

طراحی شده است تا مسیرهای گذار انرژی را از نظر اقتصادی و فناورانه بررسی کند و هم‌زمان میزان سازگاری آن‌ها با محدودیت‌های زیست‌محیطی را ارزیابی نماید.

⸻

🔬 محورهای اصلی پژوهش

1️⃣ مرزهای سیاره‌ای و سیستم‌های انرژی

بررسی نحوه تبدیل مرزهای سیاره‌ای تعریف‌شده در مقیاس جهانی به محدودیت‌های زیست‌محیطی قابل استفاده در مقیاس ملی و منطقه‌ای و واردکردن این محدودیت‌ها به مدل‌های بهینه‌سازی سیستم انرژی.

2️⃣ اتصال LCA به مدل‌های بهینه‌سازی انرژی

توسعه یک لایه ترجمه میان پایگاه‌های داده LCA و مدل‌های سیستم انرژی برای هماهنگ‌سازی مواردی مانند:

🔹 Allocation
🔹 Substitution
🔹 System Expansion
🔹 Marginal Electricity Mixes
🔹 Co-product و By-product Credits

این روش با استفاده از یک مطالعه موردی موجود در حوزه سیستم انرژی هیدروژن در LGC اعتبارسنجی خواهد شد.

3️⃣ مواد حیاتی و منابع معدنی

تمرکز بر مواد حیاتی موردنیاز فناوری‌های کم‌کربن، از جمله:

🔋 لیتیوم
🔩 کبالت
🔧 نیکل
⚙️ مس
🌐 عناصر نادر خاکی

با همکاری VUB–EVERGi، محدودیت‌های مربوط به منابع معدنی و فلزی به محدودیت‌های جریان مواد تبدیل خواهند شد تا بتوان آن‌ها را مستقیماً در مدل بهینه‌سازی سیستم انرژی وارد کرد.

فناوری‌های مورد بررسی شامل:

🔋 باتری‌ها
🌬️ توربین‌های بادی
☀️ سامانه‌های فتوولتائیک
⚡ الکترولایزرها
🚗 خودروهای برقی
🔌 زیرساخت‌های برق

⸻

💻 روش‌های پژوهشی

این پروژه ترکیبی از روش‌های زیر را به کار خواهد گرفت:

🔹 Life Cycle Assessment (LCA)
🔹 Planetary Boundary Assessment
🔹 Mathematical Optimization
🔹 Mixed-Integer Linear Programming (MILP)
🔹 Material-Flow Modelling
🔹 Scenario Analysis
🔹 Sensitivity Analysis
🔹 Energy-System Modelling

تمرکز اولیه پروژه بر سیستم انرژی فرانسه خواهد بود و در صورت لزوم، تحلیل‌ها در سطح ملی و منطقه‌ای نیز انجام می‌شوند.

⸻

🎯 هدف نهایی پژوهش

این پروژه امکان مقایسه میان دو نوع مسیر گذار انرژی را فراهم می‌کند:

🔸 مسیرهایی که عمدتاً بر محدودیت انتشار گازهای گلخانه‌ای تمرکز دارند؛

در مقابل:

🔸 مسیرهایی که علاوه بر انتشار کربن، محدودیت‌های گسترده‌تر زیست‌محیطی و منابع مادی را نیز در نظر می‌گیرند.

نتایج این پژوهش می‌تواند به توسعه حوزه Absolute Environmental Sustainability Assessment of Energy Systems و ارائه ابزارهای تصمیم‌یار برای بررسی تعادل میان:

⚙️ عملکرد اقتصادی
🌱 کاهش اثرات زیست‌محیطی
🌍 مقابله با تغییرات اقلیمی
⛏️ مصرف منابع معدنی
⚡ طراحی سیستم‌های انرژی

کمک کند.

⸻

🎓 شرایط و رشته‌های مناسب

این موقعیت برای فارغ‌التحصیلان کارشناسی ارشد یا معادل آن در رشته‌های زیر مناسب است:

🔹 مهندسی انرژی
🔹 مهندسی شیمی
🔹 مهندسی فرآیند
🔹 مهندسی محیط‌زیست
🔹 مهندسی مکانیک
🔹 اکولوژی صنعتی (Industrial Ecology)
🔹 تحقیق در عملیات (Operations Research)
🔹 ریاضیات کاربردی
🔹 فناوری اطلاعات و علوم کامپیوتر
🔹 و رشته‌های مرتبط

📌 علاقه جدی به گذار انرژی، توسعه پایدار و مدل‌سازی کمی مورد انتظار است.

⸻

💻 مهارت‌های مزیت‌محسوب‌شونده