DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-024-65982-6
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38956184
تاريخ النشر: 2024-07-02
المؤلف: Tianxing Li وآخرون
الموضوع الرئيسي: اتخاذ القرار متعدد المعايير
نظرة عامة
تسلط ورقة البحث الضوء على التحديات الحرجة للطاقة في ماليزيا، لا سيما استنفاد مصادر الطاقة التقليدية مثل النفط والغاز الطبيعي بسبب الاستهلاك المفرط. على الرغم من تنفيذ سياسات متنوعة تهدف إلى تطوير الطاقة المستدامة، اعتبارًا من عام 2022، تساهم مصادر الطاقة المتجددة بنسبة 2% فقط في إمدادات الكهرباء وأقل من 30% في الهيكل العام للطاقة. تؤكد الدراسة على ضرورة تعزيز ماليزيا لأمن الطاقة وتنويع إمدادات الطاقة لديها مع السعي نحو التنمية المستدامة.
لمعالجة هذه التحديات، يستخدم المؤلفون نهج اتخاذ القرار متعدد المعايير الضبابي (MCDM) المستند إلى نظرية الاحتمالات التراكمية لتحديد أنسب مصادر الطاقة المتجددة لماليزيا. تشير النتائج إلى أن الطاقة الشمسية تظهر كأفضل خيار للتنمية المستدامة، تليها الكتلة الحيوية، والطاقة الريحية، والطاقة المائية. ومع ذلك، فإن الخيار الأمثل حساس لمتغيرات نظرية الاحتمالات. تشمل العوامل الرئيسية التي تؤثر على تطوير الطاقة المتجددة الكفاءة، وفترة الاسترداد، وخلق الوظائف، وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون (CO₂). تختتم الورقة بتوصيات لتعزيز السياسات، والتمويل الأخضر، وزيادة الوعي العام، وتعليم الهندسة، واستراتيجيات الطاقة المستقبلية، مما يوفر رؤى قيمة لصانعي القرار الماليزيين في صياغة مسارات فعالة لانتقال الطاقة المتجددة والتنمية المستدامة.
الطرق
في هذا القسم، يتم توضيح منهجية البحث لتقييم اختيار أنظمة الطاقة المتجددة (RPS)، مع التركيز على إنشاء نظام معايير حاسم لاتخاذ القرار بما يتماشى مع أهداف الاستدامة. تم تحديد أربعة معايير رئيسية—التقنية، والاقتصادية، والاجتماعية، والبيئية—تعكس أهداف خطة ماليزيا الحادية عشرة. أدت مراجعة أدبية شاملة ومشاورات مع عشرة خبراء من مختلف القطاعات إلى الانتهاء من 15 معيارًا محددًا. يتم تقديم البيانات الديموغرافية لهؤلاء الخبراء في الجدول 1، بينما توضح الشكل 4 نظام تقييم معايير اختيار RPS.
يتم تفصيل المعيار الفني بشكل أكبر من خلال المعايير الفرعية: الموثوقية (C11)، التي تعرف على أنها قدرة النظام على العمل تحت ظروف محددة؛ الكفاءة (C12)، التي تقيس معدل تحويل الموارد الطبيعية إلى طاقة كهربائية قابلة للاستخدام؛ النضج (C13)، الذي يشير إلى نطاق تطبيق التكنولوجيا وإمكانية تحسينها؛ وتوافر الموارد (C14)، الذي يقيم التشغيل الآمن لـ RPS بناءً على توفر موارد الطاقة المتجددة للتوليد. تدعم هذه المعايير مجتمعة إطار تقييم شامل لاختيار RPS.
المناقشة
تسلط قسم المناقشة في ورقة البحث الضوء على تطبيق تقنيات اتخاذ القرار متعدد المعايير (MCDM) في اختيار مصادر الطاقة المتجددة (RES) عبر دراسات متنوعة. بشكل ملحوظ، قدم Büyüközkan وآخرون نهج MCDM جديد يدمج طرق الضبابية الكروية لتقييم مصادر الطاقة المتعددة، حيث خلصوا إلى أن الطاقة الريحية والطاقة الشمسية هي الأمثل للتنمية المستدامة في تركيا. بالمثل، حدد Giri وآخرون الطاقة الريحية كأفضل خيار للهند، بينما أوصى Nuriyev وآخرون بنهج متوازن لتخطيط الطاقة في أذربيجان. تؤكد الورقة على أهمية دمج تقنيات MCDM الضبابية لإدارة عدم اليقين المتأصل في اختيار RES، حيث غالبًا ما تتجاهل الطرق التقليدية تفضيلات المخاطر لدى صانعي القرار.
يقترح المؤلفون نموذج MCDM ضبابي استنادًا إلى نظرية الاحتمالات التراكمية لتعزيز اتخاذ القرار في قطاع الطاقة المتجددة في ماليزيا. يدمج هذا النموذج البيانات النوعية والكمية، مستخدمًا الأعداد الضبابية المثلثية (TFNs) وعملية التحليل الهرمي (AHP) لاشتقاق الأوزان لمعايير ومعايير فرعية مختلفة. تكشف النتائج أن الطاقة الشمسية تحتل المرتبة الأعلى بين البدائل، تليها الكتلة الحيوية، والطاقة الريحية، والطاقة المائية، مع كون العوامل الاقتصادية هي الأهم. تشير تحليلات الحساسية إلى أن نتائج القرار حساسة بشكل خاص لمتغيرات تفضيلات المخاطر، مما يشير إلى أن صانعي السياسات يجب أن يعطوا الأولوية للطاقة الريحية لاستقرارها. تؤكد الدراسة على الحاجة إلى إطار تقييم شامل لدعم أهداف تطوير الطاقة المتجددة في ماليزيا، داعية إلى تعزيز السياسات وتوفير الدعم المالي للمبادرات المتجددة.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-024-65982-6
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38956184
Publication Date: 2024-07-02
Author(s): Tianxing Li et al.
Primary Topic: Multi-Criteria Decision Making
Overview
The research paper highlights Malaysia’s critical energy challenges, particularly the depletion of traditional energy sources like oil and natural gas due to excessive consumption. Despite the implementation of various policies aimed at sustainable energy development, as of 2022, renewable energy sources contribute only 2% to the electricity supply and less than 30% to the overall energy structure. The study emphasizes the need for Malaysia to enhance energy security and diversify its energy supply while pursuing sustainable development.
To address these challenges, the authors employ a fuzzy multi-criteria decision-making (MCDM) approach grounded in cumulative prospect theory to identify the most suitable renewable energy sources for Malaysia. The findings indicate that solar power emerges as the most viable option for sustainable development, followed by biomass, wind, and hydropower. However, the optimal choice is sensitive to the parameters of the prospect theory. Key factors influencing renewable energy development include efficiency, payback period, job creation, and carbon dioxide (CO₂) emissions. The paper concludes with recommendations for policy enhancement, green finance, public awareness, engineering education, and future energy strategies, providing valuable insights for Malaysian decision-makers in formulating effective paths for renewable energy transition and sustainable development.
Methods
In this section, the research methodology for evaluating Renewable Power Systems (RPS) selection is outlined, emphasizing the establishment of a criteria system crucial for decision-making aligned with sustainability objectives. Four primary criteria—technical, economic, social, and environmental—were identified, reflecting the goals of the Eleventh Malaysia Plan. An extensive literature review and consultations with ten experts from various sectors led to the finalization of 15 specific criteria. The demographic data of these experts is presented in Table 1, while Figure 4 illustrates the RPS selection criteria evaluation system.
The technical criterion is further detailed through sub-criteria: Reliability (C11), defined as the system’s ability to function under specified conditions; Efficiency (C12), which measures the conversion rate of natural resources into usable electrical energy; Maturity (C13), indicating the technology’s application range and potential for improvement; and Resource Availability (C14), which assesses the secure operation of the RPS based on the availability of renewable energy resources for generation. These criteria collectively support a comprehensive evaluation framework for RPS selection.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights the application of Multi-Criteria Decision-Making (MCDM) techniques in selecting renewable energy sources (RES) across various studies. Notably, Büyüközkan et al. introduced a novel MCDM approach that integrates Spherical Fuzzy methods to evaluate multiple energy sources, concluding that wind and solar energy are optimal for Turkey’s sustainable development. Similarly, Giri et al. identified wind energy as the best option for India, while Nuriyev et al. recommended a balanced approach for Azerbaijan’s energy planning. The paper emphasizes the importance of incorporating fuzzy MCDM techniques to manage uncertainties inherent in RES selection, as traditional methods often overlook decision-makers’ risk preferences.
The authors propose a fuzzy MCDM model based on cumulative prospect theory to enhance decision-making in Malaysia’s renewable energy sector. This model integrates qualitative and quantitative data, utilizing triangular fuzzy numbers (TFNs) and the Analytic Hierarchy Process (AHP) to derive weights for various criteria and sub-criteria. The findings reveal that solar power ranks highest among alternatives, followed by biomass, wind, and hydropower, with economic factors being paramount. Sensitivity analyses indicate that decision outcomes are particularly sensitive to the parameters of risk preferences, suggesting that policymakers should prioritize wind energy for its stability. The study underscores the need for a comprehensive evaluation framework to support Malaysia’s renewable energy development goals, advocating for stronger policy measures and financial backing for renewable initiatives.