23.10.2014 Views

Disertacija - Univerzitet u Novom Sadu

Disertacija - Univerzitet u Novom Sadu

Disertacija - Univerzitet u Novom Sadu

SHOW MORE
SHOW LESS

Create successful ePaper yourself

Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.

UNIVERZITET U NOVOM SADU<br />

FAKULTET TEHNIČKIH NAUKA U<br />

NOVOM SADU<br />

Sanja Bojić<br />

LOKACIJSKI PROBLEMI U LANCIMA<br />

SNABDEVANJA I NJIHOV UTICAJ NA<br />

LOGISTIČKE TROŠKOVE<br />

DOKTORSKA DISERTACIJA<br />

Novi Sad, 2013.


UNIVERZITET U NOVOM SADU FAKULTET TEHNIČKIH NAUKA<br />

21000 NOVI SAD, Trg Dositeja Obradovića 6<br />

KLJUČNA DOKUMENTACIJSKA INFORMACIJA<br />

Redni broj, RBR:<br />

Identifikacioni broj, IBR:<br />

Tip dokumentacije, TD:<br />

Tip zapisa, TZ:<br />

Vrsta rada, VR:<br />

Autor, AU:<br />

Mentor, MN:<br />

Naslov rada, NR:<br />

Jezik publikacije, JP:<br />

Jezik izvoda, JI:<br />

Zemlja publikovanja, ZP:<br />

Uže geografsko područje, UGP:<br />

Godina, GO:<br />

Izdavač, IZ:<br />

Mesto i adresa, MA:<br />

Fizički opis rada, FO:<br />

(poglavlja/strana/citata/tabela/slika/grafika/priloga)<br />

Naučna oblast, NO:<br />

Naučna disciplina, ND:<br />

Predmetna odrednica/Ključne reči, PO:<br />

UDK<br />

Čuva se, ČU:<br />

Važna napomena, VN:<br />

Izvod, IZ:<br />

Datum prihvatanja teme, DP:<br />

Datum odbrane, DO:<br />

Članovi komisije, KO:<br />

Predsednik:<br />

Član:<br />

Član:<br />

Član:<br />

Član, mentor:<br />

–<br />

–<br />

Monografska publikacija<br />

Tekstualni štampani materijal<br />

Doktorska disertacija<br />

Sanja Bojić, master<br />

Prof. dr Milan Martinov<br />

Lokacijski problemi u lancima snabdevanja i njihov uticaj na logističke<br />

troškove<br />

srpski<br />

srpski/engleski<br />

Republika Srbija<br />

Autonomna Pokrajina Vojvodina<br />

2013.<br />

autorski reprint<br />

Novi Sad, Trg Dositeja Obradovića 6<br />

5/119/85/21/54/0/0<br />

Tehničke nauke<br />

Logistika<br />

Logistika, lanci snabdevanja, logistički troškovi, lokacijsko-alokacijski<br />

problemi, logistički centri, biomasa<br />

–<br />

U biblioteci Fakulteta tehničkih nauka Novi Sad<br />

–<br />

Cilj ovog istraživanja bio je da se definišu matematički modeli za<br />

rešavanje lokacijsko-alokacijskih alokacijskih problema logističkih centara i<br />

postrojenja za generisanje električne energije iz biomase. Na osnovu<br />

uočenih manjkavosti do sada definisanih modela, formulisani su<br />

unapređeni matematički modeli koji omogućavaju određivanje<br />

optimalnog broja, tipa, kapaciteta/nazivne snage, lokacije i alokacije<br />

logističkih centara i postrojenja na biomasu. Osnovni kriterijum pri<br />

formulisanju i rešavanju problema bio je minimizacija ukupnih troškova.<br />

Modeli su testirani u studijama slučaja na području Republike Srbije i<br />

AP Vojvodine. Testiranjem se došlo do zaključka da, između ostalog,<br />

formulisani modeli predstavljaju koristan alat pri donošenju strateških<br />

odluka.<br />

25.02.2013.<br />

dr Milosav Georgijević, redovni profesor<br />

dr Milorad Vidović, redovni profesor<br />

dr Pere Tumbas, redovni profesor<br />

Potpis mentora<br />

dr Đurđica Stojanović, docent<br />

dr Milan Martinov, redovni profesor


UNIVERSITY OF NOVI SAD FACULTY OF TECHNICAL SCIENCES<br />

21000 NOVI SAD, Trg Dositeja Obradovića 6<br />

KEY WORDS DOCUMENTATION<br />

Accession number, ANO: –<br />

Identification number, INO: –<br />

Document type, DT:<br />

Type of record, TR:<br />

Contents code, CC:<br />

Author, AU:<br />

Mentor, MN:<br />

Title, TI:<br />

Language of text, LT:<br />

Language of abstract, LA:<br />

Country of publication, CP:<br />

Locality of publication, LP:<br />

Monographic publication<br />

Textual printed material<br />

Ph.D. Thesis<br />

Sanja Bojić, MSc<br />

Prof. Dr. Milan Martinov<br />

Location Problems in Supply Chains and their influence on the logistic<br />

costs<br />

Serbian<br />

Publication year, PY: 2013<br />

Publisher, PB:<br />

Serbian/English<br />

Republic of Serbia<br />

Autonomous Province of Vojvodina<br />

Author’s reprint<br />

Publication place, PP: Novi Sad, Trg Dositeja Obradovića 6<br />

Physical description, PD:<br />

(chapters/pages/ref./tables/pictures/graphs/appendixes) 5/119/85/21/54/0/0<br />

Scientific field, SF:<br />

Scientific discipline, SD:<br />

Subject/Key words, S/KW:<br />

Technological sciences<br />

Logistics<br />

Logistics, Supply Chains, logistic costs, location-allocation problems,<br />

logistic centers, biomass<br />

UC –<br />

Holding data, HD:<br />

Note, N: –<br />

Abstract, AB:<br />

Accepted by the Scientific Board on, ASB: 25.02.2013.<br />

Defended on, DE:<br />

In the Library of the Faculty of Technical Sciences Novi Sad<br />

Defended Board, DB: President: Dr. Milosav Georgijević, professor<br />

Member:<br />

The main objective of this research was to define mathematical models<br />

for solving location-allocation problems of logistics centers and solid<br />

biomass power plants. On the basis of deficiencies observed in the<br />

existing models, the improved mathematical models for the<br />

determination of the optimal number, type, capacity, location and<br />

allocation of logistics centers and biomass power plants are defined.<br />

The main optimization criteria when formulating and solving the<br />

problems was to minimize the total cost. The mathematical models were<br />

tested in the case studies of the Republic of Serbia and AP Vojvodina.<br />

The testing concluded that, among others, the formulated models<br />

represent a useful tool for making strategic decisions.<br />

Dr. Milorad Vidović, professor<br />

Member: Dr. Pere Tumbas, professor Menthor's sign<br />

Member: Dr. Đurđica Stojanović, assistant professor<br />

Member, Mentor:<br />

Dr. Milan Martinov, professor


SADRŽAJ:<br />

1. UVOD ............................................................................................................................ 1<br />

1.1 Predmet istraživanja ............................................................................................... 2<br />

1.2 Ciljevi i zadaci istraživanja ...................................................................................... 4<br />

1.3 Struktura disertacije ................................................................................................ 5<br />

2. STANJE U OBLASTI..................................................................................................... 7<br />

2.1 Primena matematičkog programiranja .................................................................... 7<br />

2.2 Modeliranje lokacijskih problema u lancima snabdevanja .................................... 10<br />

2.3 Lokacijski problemi logističkih centara .................................................................. 18<br />

2.4 Lokacijski problemi postrojenja za generisanje električne energije iz biomase .... 20<br />

3. MODELIRANJE LOKACIJSKIH PROBLEMA LOGISTIČKIH CENTARA .................... 24<br />

3.1 Logistički centri u lancima snabdevanja ............................................................... 24<br />

3.2 Model lokacijskog problema logističkih centara .................................................... 36<br />

3.3 Algoritam za rešavanje lokacijskog problema logističkih centara ......................... 39<br />

3.4 Testiranje modela: Lociranje otvorenih logističkih centara u Republici Srbiji ........ 42<br />

3.4.1 Metode ........................................................................................................... 42<br />

3.4.2 Rezultati i diskusija ........................................................................................ 50<br />

4. MODELIRANJE LOKACIJSKIH PROBLEMA POSTROJENJA ZA GENERISANJE<br />

ELEKTRIČNE ENERGIJE IZ BIOMASE ............................................................................ 64<br />

4.1 Biomasa kao materijal u lancu snabdevanja ........................................................ 65<br />

4.1.1 Karakteristike biomase kao goriva ................................................................. 67<br />

4.1.2 Lanac snabdevanja postrojenja biomasom - logistika biomase ..................... 70<br />

4.1.3 Postrojenja za generisanje električne energije iz biomase ............................. 76<br />

4.1.4 Cena biomase ................................................................................................ 77<br />

4.2 Model lokacijskog problema postrojenja ............................................................... 79<br />

4.3 Testiranje modela - lociranje postrojenja u AP Vojvodini ...................................... 85<br />

4.3.1 Materijali i metode .......................................................................................... 87<br />

4.3.2 Rezultati i diskusija ........................................................................................ 93<br />

5. ZAKLJUČCI .............................................................................................................. 111<br />

I


SPISAK SLIKA:<br />

Sl. 1 Evolutivni razvoj logistike i logističkih sistema ............................................................. 2<br />

Sl. 2 Genetski algoritam..................................................................................................... 10<br />

Sl. 3 Troškovi proizvodnje električne energije u zavisnosti od kapaciteta postrojenja ....... 21<br />

Sl. 4 Ciljevi razvoja logističkih centara ............................................................................... 26<br />

Sl. 5 Makro i mikrolokacija logističkih centara .................................................................... 27<br />

Sl. 6 Jednostepeni lanac snabdevanja sa direktnim isporukama ....................................... 28<br />

Sl. 7 Trostepeni distributivni sistem sa logističkim centrima .............................................. 28<br />

Sl. 8 Crossdoking logistički centri ...................................................................................... 29<br />

Sl. 9 Logistički centri kao mesta sučeljavanja makro i mikrodistribucije ............................ 31<br />

Sl. 10 Struktura funkcija logističkih centara ....................................................................... 32<br />

Sl. 11 Ukupni logistički troškovi u odnosu na broj logističkih centara ................................ 34<br />

Sl. 12 Usvojeni trostepeni lanac snabdevanja s otvorenim logističkim centrima................ 35<br />

Sl. 13 Predloženi algoritam za rešavanje lokacijskog problema definisanim matematičkim<br />

modelom ............................................................................................................................ 40<br />

Sl. 14 Predloženi pod-algoritam za rešavanje lokacijskog problema definisanim<br />

matematičkim modelom ..................................................................................................... 41<br />

Sl. 15 Uvoz robe iz susednih zemalja u hiljadama t, u 2012. godini .................................. 43<br />

Sl. 16 Panevropski koridori ................................................................................................ 45<br />

Sl. 17 Drumski koridor X u Republici Srbiji ........................................................................ 46<br />

Sl. 18 Izabrani tipovi i lokacije centara i njima alocirani korisnici, LP, prvi scenario ........... 51<br />

Sl. 19 Izabrani tipovi i lokacije centara, LP, drugi scenario ................................................ 52<br />

Sl. 20 Udeo pojedinih troškova u ukupnim, prvi scenario .................................................. 55<br />

Sl. 21 Udeo opsluženih robnih tokova prema tački generisanja u svakom od izabranih<br />

centara, prvi scenario ........................................................................................................ 56<br />

Sl. 22 Udeo pojedinih troškova u ukupnim, drugi scenario ................................................ 57<br />

Sl. 23 Udeo opsluženih robnih tokova prema tački generisanja u svakom od izabranih<br />

centara, drugi scenario ...................................................................................................... 58<br />

Sl. 24 Udeo opsluženih robnih tokova prema tački generisanja u svakom od izabranih<br />

centara, peti scenario ........................................................................................................ 60<br />

Sl. 25 Udeo pojedinih troškova u ukupnim, šesti scenario ................................................. 60<br />

Sl. 26 Udeo opsluženih robnih tokova prema tački generisanja u svakom od izabranih<br />

centara, šesti scenario ....................................................................................................... 61<br />

Sl. 27 Šematski prikaz podele čvrste biomase .................................................................. 67<br />

II


Sl. 28 Poređenje energetskih gustina različitih goriva ....................................................... 70<br />

Sl. 29 Dijapazoni veličina i gustina bala slame za vazdušno suvu masu ........................... 71<br />

Sl. 30 Utovar velikih četvrtastih bala na transportno sredstvo ........................................... 72<br />

Sl. 31 Iverač drveta, sečka, ubacuje iver u transportno sredstvo ....................................... 72<br />

Sl. 32 Način i gustina skladištenja bala ............................................................................. 73<br />

Sl. 33 Usvojeni lanac snabdevanja postrojenja biomasom ................................................ 75<br />

Sl. 34 Mapa gustine žetvenih ostataka po opštinama u Vojvodini ..................................... 88<br />

Sl. 35 Ukupni troškovi generisanja električne energije u €/MWh u zavisnosti od ukupne<br />

instalirane snage za postrojenja različitih nazivnih snaga, sadašnji uslovi, koeficijent bik=<br />

0,5 ..................................................................................................................................... 93<br />

Sl. 36 Troškovi snabdevanja postrojenja biomasom i njihov udeo u ukupnim troškovima<br />

generisanja električne energije u zavisnosti od ukupne instalirane snage i nazivne snage<br />

postrojenja, sadašnji uslovi, koeficijent bik = 0,5 ............................................................... 94<br />

Sl. 37 Udeo logističkih troškova u ukupnim troškovima nabavke biomase za sva locirana<br />

postrojenja, sadašnji uslovi, koeficijent bik = 0,5 ............................................................... 95<br />

Sl. 38 Prosečni transportni troškovi za sva locirana postrojenja u €/t biomase, sadašnji<br />

uslovi, koeficijent bik = 0,5 ................................................................................................. 96<br />

Sl. 39 Lokacije i alokacije postrojenja maksimalne nazivne elektrilne snage do 20 MW za<br />

ukupnu instaliranu snagu 60 MW, sadašnji uslovi, koeficijent bik = 0,5 ............................. 97<br />

Sl. 40 Ukupni troškovi generisanja električne energije u €/MWh u zavisnosti od ukupne<br />

instalirane snage za postrojenja različitih nazivnih snaga, sadašnji uslovi, koeficijent bik=1<br />

.......................................................................................................................................... 98<br />

Sl. 41 Troškovi snabdevanja postrojenja biomasom i njihov udeo u ukupnim troškovima<br />

generisanja električne energije u zavisnosti od ukupne instalirane snage i nazivne snage<br />

postrojenja, sadašnji uslovi, koeficijent bik = 1 .................................................................. 99<br />

Sl. 42 Udeo logističkih troškova u ukupnim troškovima nabavke biomase za sva locirana<br />

postrojenja, sadašnji uslovi, koeficijent bik = 1 .................................................................. 99<br />

Sl. 43 Prosečni transportni troškovi za sva locirana postrojenja u €/t biomase, sadašnji<br />

uslovi, koeficijent bik = 1 .................................................................................................. 100<br />

Sl. 44 Lokacije i alokacije postrojenja maksimalne nazivne električne snage do 20 MW za<br />

ukupnu instaliranu snagu 60 MW, sadašnji uslovi, koeficijent bik = 1 .............................. 101<br />

Sl. 45 Ukupni troškovi generisanja električne energije u €/MWh u zavisnosti od ukupne<br />

instalirane snage za postrojenja različitih nazivnih snaga, budući uslovi, koeficijent bik =<br />

0,5 ................................................................................................................................... 102<br />

Sl. 46 Troškovi snabdevanja postrojenja biomasom i njihov udeo u ukupnim troškovima<br />

generisanja električne energije u zavisnosti od ukupne instalirane snage i nazivne snage<br />

postrojenja, budući uslovi, koeficijent bik = 0,5 ................................................................ 103<br />

III


Sl. 47 Udeo logističkih troškova u ukupnim troškovima nabavke biomase za sva locirana<br />

postrojenja, budući uslovi, koeficijent bik = 0,5 ................................................................ 103<br />

Sl. 48 Prosečni transportni troškovi za sva locirana postrojenja u €/t biomase, budući<br />

uslovi, koeficijent bik = 0,5 ............................................................................................... 104<br />

Sl. 49 Lokacije i alokacije postrojenja maksimalne nazivne električne snage do 20 MW za<br />

ukupnu instaliranu snagu 60 MW, budući uslovi, koeficijent bik = 0,5 ............................. 105<br />

Sl. 50 Ukupni troškovi generisanja električne energije u €/MWh u zavisnosti od ukupne<br />

instalirane snage za postrojenja različitih nazivnih snaga, budući uslovi, koeficijent bik = 1<br />

........................................................................................................................................ 106<br />

Sl. 51 Troškovi snabdevanja postrojenja biomasom i njihov udeo u ukupnim troškovima<br />

generisanja električne energije u zavisnosti od ukupne instalirane snage i nazivne snage<br />

postrojenja, budući uslovi, koeficijent bik = 1 ................................................................... 106<br />

Sl. 52 Udeo logističkih troškova u ukupnim troškovima nabavke biomase za sva locirana<br />

postrojenja, budući uslovi, koeficijent bik= 1 .................................................................... 107<br />

Sl. 53 Prosečni transportni troškovi za sva locirana postrojenja u €/t biomase, budući<br />

uslovi, koeficijent bik= 1 ................................................................................................... 108<br />

Sl. 54 Lokacije i alokacije postrojenja maksimalne nazivne električne snage do 20 MW za<br />

ukupnu instaliranu snagu 60 MW, budući uslovi, koeficijent bik= 1 ................................. 108<br />

IV


SPISAK TABELA:<br />

Tab. 1 Tipovi logističkih centara u odnosu na njihovo gravitaciono područje .................... 33<br />

Tab. 2 Uvozni robni tokovi u Srbiji, u 2012. godini, prema nameni i carinarnici u kojoj su<br />

carinjeni, u 1.000 t ............................................................................................................. 44<br />

Tab. 3 Izabrane lokacije, kapaciteti i tipovi centara, LP, prvi scenario ............................... 50<br />

Tab. 4 Izabrane lokacije, kapaciteti i tipovi centara, LP, drugi scenario ............................. 52<br />

Tab. 5 Izabrane lokacije, kapaciteti i tipovi centara, LP, treći scenario .............................. 53<br />

Tab. 6 Izabrane lokacije, kapaciteti i tipovi centara, LP, peti scenario ............................... 54<br />

Tab. 7 Izabrane lokacije, kapaciteti i tipovi centara, LP, šesti scenario ............................. 54<br />

Tab. 8 Tipovi, kapaciteti i troškovi centara na izabranim lokacijama, GA, prvi scenario .... 55<br />

Tab. 9 Tipovi, kapaciteti i troškovi centara na izabranim lokacijama, GA, drugi scenario .. 57<br />

Tab. 10 Tipovi, kapaciteti i troškovi centara na izabranim lokacijama, GA, treći scenario . 58<br />

Tab. 11 Tipovi, kapaciteti i troškovi centara na izabranim lokacijama, GA, peti scenario .. 59<br />

Tab. 12 Tipovi, kapaciteti i troškovi centara na izabranim lokacijama, GA, šesti scenario 61<br />

Tab. 13 Poređenje rezultata dobijenih LP solverom i Genetskim algoritmom .................... 62<br />

Tab. 14 Opis materijala koji spadaju ili ne pod pojam "biomasa" u smislu korišćenja<br />

obnovljivih izvora energije.................................................................................................. 66<br />

Tab. 15 Donje toplotne moći i sadržaj pepela za neka goriva, srednje vrednosti na osnovu<br />

merenja i podataka u literaturi ........................................................................................... 68<br />

Tab. 16 Gustina raznih vrsta i formi drveta, u kg/m3 ......................................................... 73<br />

Tab. 17 Vozila za sakupljanje i transport biomase ............................................................. 74<br />

Tab. 18 Izabrane vrste biomase i njene osnovne karakteristike ........................................ 89<br />

Tab. 19 Razmatrani tipovi postrojenja i udeo vrsta biomase koji koriste ........................... 90<br />

Tab. 20 Koeficijenti korisnosti postrojenja u odnosu na nazivnu snagu, % ........................ 91<br />

Tab. 21 Vrednost investicija postrojenja u hiljadama €/MW .............................................. 91<br />

V


SPISAK SKRAĆENICA:<br />

BNP<br />

CP<br />

DP<br />

DTM<br />

EU<br />

GIS<br />

IT<br />

KP<br />

LP<br />

NP<br />

NP<br />

OIE<br />

P<br />

SC<br />

SCM<br />

Bruto nacionalni proizvod<br />

Celobrojno programiranje<br />

Dinamičko programiranje<br />

Donja toplotna moć<br />

Evropska unija<br />

Geografski informacioni sistem<br />

Informacione tehnologije<br />

Kvadratno programiranje<br />

Linearno programiranje<br />

Nelinearno programiranje<br />

Problemi koji nisu rešivi u polinomijalnom vremenu<br />

Obnovljivi izvori energije<br />

Problemi rešivi u polinomijalnom vremenu<br />

Supply Chain - lanac snabdevanja<br />

Supply Chain Management - upravljanje lancem snabdevanja<br />

VI


REZIME<br />

U ambijentu permanentnog porasta tokova roba i smanjenja resursa fosilnih goriva,<br />

strateški pristup upravljanju lancima snabdevanja sve više dobija na značaju. Prvi korak u<br />

strateškom pristupu optimizacije lanaca snabdevanja predstavlja određivanje optimalne<br />

lokacije objekata u lancu. U ovom istraživanju razmatrana su dva karakteristična lanca<br />

snabdevanja za koja je sprovedeno definisanje i modeliranje lokacijsko alokacijskih<br />

problema:<br />

1. međunarodnih otvorenih logističkih centara sa distributivnom funkcijom i<br />

2. postrojenja za generisanje električne energije iz biomase.<br />

Lokacijsko alokacijski problem međunarodnih otvorenih logističkih centara sa<br />

distributivnom funkcijom modeliran je kao jednokriterijumski, diskretan, statički, lokacijsko<br />

alokacijski problem na mreži. Definisanim modelom se razmatra lociranje jednog ili više<br />

otvorenih logističkih centara sa distributivnom funkcijom, na postojećoj saobraćajnoj mreži,<br />

potrebnih za pokrivanje celokupne potražnje za logističkim uslugama u definisanom<br />

području. Ima za cilj da za poznate robne tokove u definisanom gravitacionom području<br />

odredi optimalan broj, tip, kapacitet i lokaciju logističkih centara, kao i alokaciju korisnika<br />

lociranim centrima, težeći pritom minimizaciji ukupnih logističkih troškova. U odnosu na<br />

dosadašnja istraživanja, definisani unapređeni model omogućava izbor opimalnog tipa<br />

centra i vida transporta za makro tokove roba, razmatra uticaj udela pojedinih vidova<br />

transporta na ukupne troškove lanca snabdevanja, a pri određivanju optimalnog kapaciteta<br />

centra, pored vrednosti investicija, u obzir uzima i fiksne operativne troškove centra. Za<br />

rešavanje lokacijskog problema definisanim matematičkim modelom razvijen je genetski<br />

algoritam koji u obzir uzima sve navedene specifičnosti. Model je testiran na primeru<br />

Republike Srbije. Rezultati testiranja su pokazali da najveći uticaj na broj i lokaciju centara<br />

imaju transportni troškovi makrotokova robe, da udeo pojedinih vidova transporta u<br />

ukupno ostvarenom transportnom radu ima značajan uticaj na tip, kapacitet i lokaciju<br />

centara, kao i da razmatranje fiksnih operativnih troškova ima pozitivan uticaj na<br />

određivanje kapaciteta centara. Testiranjem se, između ostalog, došlo do zaključka da<br />

formulisani model i algoritam predstavljaju koristan alat pri donošenju strateških odluka, ne<br />

samo pri lociranju logističkih centara već i pri dizajniranju i upravljaju distributivnim<br />

sistemima.<br />

Lokacijsko alokacijski problem postrojenja za generisanje električne energije iz<br />

biomase modeliran je kao jednokriterijumski, diskretan, statički, lokacijsko alokacijski<br />

problem na mreži. Definisani model ima za cilj da na osnovu količina raspoloživih vrsta<br />

biomasa i njihove lokacije, cene biomase, potrebne količine biomase za godišnje<br />

funkcionisanje postrojenja, investicionih i operativnih troškova postrojenja, definiše<br />

optimalan broj i tip postrojenja, a potom lokaciju i nazivnu snagu za koje će ukupni troškovi<br />

po jedinici dobijene električne energije biti najniži. Nadalje model omogućava da se<br />

sagleda promena cene dobijene električne energije u zavisnosti od ukupno instalirane<br />

snage električnih centrala, te da se na osnovu toga definišu granične vrednosti mogućih ili<br />

ekonomski isplativih instaliranih snaga na definisanom području. U odnosu na dosadašnja<br />

istraživanja, model omogućava izbor više tipova postrojenja, od kojih neka koriste<br />

kombinaciju različitih vrsta biomasa. Takođe, uvedena su dva nova koeficijenta koja<br />

omogućavaju preciznije definisanje realno za ovu namenu raspoloživih resursa biomasa:<br />

VII


koeficijent dostupnosti žetvenih ostataka s obzirom na mogućnost ubiranja u formi velikih<br />

valjkastih i četvrtastih bala i koeficijent raspoloživih količina biomase s obzirom na druge<br />

uticaje, kao što su primena žetvenih ostataka za druge svrhe, smanjenje raspoloživih<br />

količina na osnovu primene konzervacijske obrade zemljišta, smanjenje raspoloživih<br />

količina iz drugih razloga, na primer, problemi s ugovaranjem otkupa, nedostatak potrebne<br />

mehanizacije, loše vremenske prilike u vreme ubiranja, itd. Model je testiran na primeru<br />

AP Vojvodine, kao zaokružene geografske celine sa okvirno poznatim resursima. Rezultati<br />

testiranja ukazuju da vrsta biomase, njena cena i prostorna gustina, imaju dominantan<br />

uticaj na izbor tipa i lokacije postrojenja. Najveći uticaj na izbor tipa, nazivne snage i<br />

lokacije postrojenja imaju troškovi snabdevanja postrojenja biomasom, a u njima logistički<br />

troškovi imaju značajan udeo, oko 30 %. Usled uticaja vrednosti investicija i stepena<br />

korisnosti, izbor postrojenja većih nazivnih snaga (20 MW) daje najbolje rezultate s<br />

aspekta ukupnih troškova generisanja električne energije. Na osnovu rezultata testiranja<br />

se, između ostalog, došlo do zaključka da definisani matematički model predstavlja<br />

koristan alat pri donošenju strateških odluka kojima može bitno da se utiče na visinu<br />

troškova generisane električne energije.<br />

Rezultati dobijeni testiranjem oba modela ostavljaju prostor za dalja istraživanja<br />

prvenstveno u sledeća tri pravca: primene višekriterijumske optimizacije, posmatranja<br />

pojedinih parametara kao fazi (fuzzy) vrednosti, uvođenje dodatnih ograničenja u cilju<br />

mogućnosti premene modela za određivanje mikrolokacije.<br />

Ključne reči: logistika, lanci snabdevanja, logistički troškovi, lokacijsko-alokacijski<br />

problemi, logistički centri, biomasa<br />

VIII


ABSTRACT<br />

In an environment of continuing increase of cargo flows and reduced fossil fuel<br />

resources, a strategic approach to supply chain management is becoming increasingly<br />

important. The first step in a strategic approach to optimization of the supply chain is to<br />

determine the optimal facility locations. Within this research two characteristic Supply<br />

Chains were examined and modeling of the following location and allocation problems was<br />

carried out:<br />

1. public, international logistics centers with the distribution function and<br />

2. solid biomass power plants.<br />

The location allocation problem of public international logistics centers with the<br />

distribution function is modeled as a single objective, discrete, static problem on the<br />

network. The defined model considers locating one or more public logistics centers with<br />

the distribution function on the existing transportation network as a set covering location<br />

model for a defined gravitation area. The model determines the optimal number, type, size<br />

and location of logistics centers, as well as the allocation of users to located centers,<br />

based on the existing or expected cargo flows in the defined gravitational area, aiming<br />

thereby to minimize the total supply chain costs. In comparison to previous researches, the<br />

defined improved model enables selection of optimal logistic center type and optimal<br />

transport mode for the macro flows of goods, considers impact of the share of certain<br />

transport modes to the total cost of the supply chain, and when determining the optimal<br />

capacity of the center, besides the value of investments, it considers also the fixed<br />

operational cost of the center. To solve the location allocation problem with the help of<br />

defined mathematical model, a genetic algorithm, which takes into consideration all the<br />

aforementioned specificities, was developed. The model has been tested in the case study<br />

of the Republic of Serbia. The results pointed out that transport costs of macro flows have<br />

the biggest influence on the optimal number and location of centers, that share of transport<br />

modes has a significant influence to the choice of optimal type, capacity and location of<br />

centers, as well as that considering fixed operational costs of centers should be<br />

considered when determining the optimal capacity. The testing, among others, concluded<br />

that the formulated model represents a useful tool for making strategic decisions, not only<br />

in the case of logistics centers’ location problem solving, but also in the design and<br />

management of the distribution systems.<br />

The location allocation problem of the solid biomass power plants is modeled as a<br />

single objective, discrete, static problem on the network. The developed model, based on<br />

the defined geographical region, available types of biomass and their spatial distribution,<br />

yearly amount of biomass required, investments and operational costs of the plants, aims<br />

to determine the optimal number, type, nominal power, location and allocation of the solid<br />

biomass power plants for which the total cost per unit of generated electric power will be<br />

the lowest. Additionally, the model should show the change of the total electrical energy<br />

generation costs in relation to the change of the total installed capacity of all located power<br />

plants, and on the basis of this change to define a limit of cost-effective total power to be<br />

installed in the defined area. In comparison to previous researches, the defined improved<br />

model enables selection of different types of solid biomass power plants, some of which<br />

combining more biomass sorts. Also, two new coefficients enabling more precise mapping<br />

IX


of biomass resources were introduced: coefficient of availability of crop residues due to the<br />

possibility of their harvesting in the form of large round and square bales and coefficient of<br />

available biomass with regard to other influences, such as use of crop residues for other<br />

purposes, reduction of biomass availability based on the application of conservation<br />

farming and other reasons, such as potential purchasing problems, the lack of required<br />

machinery, poor weather conditions at the time of collection, etc. The model has been<br />

tested in the case study of the AP Vojvodina, as it represents rounded geographical region<br />

with approximately known biomass resources. The test results indicate that the type of<br />

biomass, its price and space density, have a dominant influence on the choice of type and<br />

location of the plant. The largest influence on the choice of type, capacity and location of<br />

the plants have the biomass supply costs. Logistics costs have a significant share in the<br />

biomass supply costs, about 30 %. Due to the impact of investment costs and electrical<br />

efficiency coefficient, the power plants of bigger capacity (20 MW) give better results in<br />

terms of total electricity generation costs. Based on the test results, it has been concluded,<br />

among other things, that the defined mathematical model represents a useful tool for<br />

making strategic decisions which could significantly influence the level of total costs per<br />

unit of generated electrical energy.<br />

The testing results of both developed models indicated the directions for further<br />

research: application of multi-criteria optimization, considering certain parameters to be<br />

fuzzy values, introducing additional constraints in order to adopt a model for solving the<br />

micro location problems.<br />

Key words: logistics, Supply Chains, logistic costs, location-allocation problems, logistic<br />

centers, biomass<br />

X


1. UVOD<br />

Globalizacija, konkurentnost na globalnim tržištima, proizvodi sa kratkim životnim<br />

ciklusom i značajno povećana očekivanja kupaca, primorali su privredne subjekte da<br />

investiraju u logističke sisteme. Navedeno, zajedno sa razvojem IT i transportnih<br />

tehnologija, dovelo je do kontinualne evolucije logističkih sistema, usled čega se, u<br />

savremenim sistemima, različiti segmenti proizvode na različitim mestima, transportuju do<br />

skladišta, a zatim do raznih postrojenja za sklapanje konačnog proizvoda. Odatle se gotovi<br />

proizvodi transportuju, najčešće, do distributivnih skladišta, pa tek onda do maloprodaje i<br />

krajnjih potrošača. Shodno tome, da bi se smanjili troškovi, a poboljšao nivo usluge,<br />

neophodno je da se u obzir uzmu interakcije svih subjekata sistema na svim nivoima<br />

logističke mreže, od dobavljača, preko proizvodnih centara, skladišta, distributivnih<br />

centara, maloprodaje, pa sve do krajnjeg korisnika. U vezi sa tim, za logistički sistem se<br />

može reći da je kompleksan, socio-tehnički sistem koji egzistira u okviru širih, nadređenih<br />

sistema, sa ciljem da omogući racionalan protok svih vrsta materijalnih dobara i<br />

pripadajućih informacija, unutar i između sistema. Pritom, svaki objekat integrisan u<br />

posmatranu logističku mrežu, ima uticaj na efektivnost i efikasnost, a time i troškove<br />

funkcionisanja celokupnog sistema, zbog čega, u ambijentu izrazite konkurentnosti na<br />

globalnom tržištu, lokacija svakog od tih objekata ima veliku ulogu pri organizaciji i<br />

upravljanju celokupnim sistemom, ili nekim njegovim delom. S obzirom na značaj te uloge<br />

koju lokacija objekata ima, jasno je da se njenom određivanju mora pridati odgovarajući<br />

značaj.<br />

Jedan od najvećih problema današnjice jeste ugrožavanje životne sredine, koje se,<br />

na globalnom nivou ogleda u evidentnim klimatskim promenama, uzrokovanih efektom<br />

staklene bašte. Jedan od najznačjnijih uzročnika jeste emisija ugljen-dioksida, koja je<br />

rezultat potpunog sagorevanja fosilnih goriva. Takođe, značajan problem jeste i smanjenje<br />

rezervi fosilnih goriva i energetska zavisnost mnogih zemalja od uvoza. Jedna od mera za<br />

smanjenje ovih negativnih uticaja jeste korišćenje obnovljivih izvora energije. Politička<br />

podrška tome data je kroz brojna dokumenta i zakonska rešenja, a najznačajnija je<br />

Direktiva Evropske unije 2009/28/EC (Anonim, 2009a). Njome su jasno postavljeni ciljevi<br />

da se, na nivou Unije, do 2020. godine ostvari da 20 % primarne energije, 20 % električne<br />

energije i 10 % goriva za transportna sredstva bude iz obnovljivih izvora. Ovu politiku<br />

prihvatila je i Srbija potpisivanjem Memoranduma o razumevanju (Anonim, 2007a).<br />

Biomasa u mnogim zemljama, pa i u Srbiji, predstavlja najveći potencijal obnovljivih<br />

izvora energije. Gustina, pa i energetska gustina biomase, su niske, a resursi široko<br />

distribuirani. Sa druge strane, korišćenje biomase, posebno za generisanje električne<br />

energije i kogeneraciju (kombinovanu proizvodnju električne i toplotne) u postrojenjima<br />

velikih nazivnih snaga ekonomski je povoljnije. Izbor lokacije za takva postrojenja, između<br />

ostalih tehničkih zahteva, umnogome zavisi od logističkih troškova, zbog čega predstavlja<br />

karakterističan lokacijski problem, vezan za lanac snabdevanja.<br />

1


1.1 Predmet istraživanja<br />

Prema Savetu logističkog menadžmenta 1 : Logistika podrazumeva integrisano<br />

planiranje, kontrolu, realizaciju i praćenje svih tokova robe i informacija, kako interno tako i<br />

na mrežama, duž celokupnog lanca dodavanja vrednosti (i životnog ciklusa proizvoda) u<br />

cilju zadovoljenja zahteva kupaca.<br />

Prema Cooper-u i dr.: Logistika je strateško upravljanje transportom, skladištenjem i<br />

informacijama u vezi sa robom, delovima ili gotovim proizvodima u lancima snabdevanja,<br />

kroz faze nabavke, proizvodnje i distribucije. Njen cilj jeste da doprinese sadašnjoj i<br />

budućoj profitabilnosti kroz troškovno efektivno zadovoljenje potražnje kupaca. (Rushton i<br />

dr, 2000)<br />

Pored navedenih, u literaturi može da se nađe veliki broj različitih definicija logistike,<br />

međutim, suština svih definicija se poklapa s onim kako je logistika viđena u praksi, a to je<br />

kroz pojam 6P: Prava robe, na pravom mestu, u pravo vreme, u pravoj količini, u pravom<br />

stanju, po pravim troškovima.<br />

Do ekspanzije razvoja logistike došlo je istovremeno sa globalizacijom i<br />

decentralizacijom proizvodnje i sa revolucionarnim razvojem komunikacionih i<br />

informacionih tehnologija, dok je značaj logistike, u savremenom kontekstu, postao<br />

transparentan upravo kroz detaljniju analizu troškova koji nastaju u okviru procesa, koji se<br />

smatraju njenim delom, kao što su: proizvodnja, distribucija, skladištenje, transport, itd.<br />

Najbolji pokazatelj značaja logistike u kontekstu troškova logistike jeste podatak da su, u<br />

2009. godini, logistički troškovi u SAD-u imali udeo od 7,8 % u bruto nacionalnom<br />

proizvodu (BNP), a u 2010. godini, udeo od 8,3 % u BNP-u. Slični podaci važe i za ostale<br />

razvijene zemlje.<br />

Razvoj logističkih sistema<br />

Logistika<br />

radnih<br />

operacija<br />

Logistika<br />

skladišta,<br />

transporta,<br />

pretovara<br />

Logistika<br />

nabavke,<br />

proizvodnje,<br />

distribucije<br />

Logistika<br />

integriše<br />

lanac<br />

vrednosti<br />

kompanije<br />

Integrisane<br />

logističke<br />

mreže<br />

1950 1960 1970 1980 1990 2000 Vremenski<br />

horizont<br />

Sl. 1 Evolutivni razvoj logistike i logističkih sistema (Kilibarda, 2005)<br />

1 Council of Logistics Management (http://cscmp.org/)<br />

2


Od 80-tih godina prošlog veka, uporedo sa pojmom logistike javlja se i pojam lanac<br />

snabdevanja (Supply Chain), propraćen pojmom upravljanje lancem snabdevanja (Supply<br />

Chain Management). Od tada pa do danas, u literaturi može da se nađe veliki broj<br />

definicija logistike i lanaca snabdevanja, kao i njihovih međusobnih relacija. Prema<br />

Lambertu i drugima (1998): Lanac snabdevanja je usklađivanje firmi koje donose<br />

proizvode ili usluge na tržište. Prema Chopr-u i Meindel-u (2007): Lanac snabdevanja se<br />

sastoji od svih faza uključenih, direktno ili indirektno, u ispunjavanje zahteva korisnika.<br />

Lanac snabdevanja ne uključuje samo proizvođača i dobavljače, nego i prevoznike,<br />

skladišta, maloprodaje, pa i kupce. Prema Ganeshan-u i Harrison-u (1995): Lanac<br />

snabdevanja je mreža objekata i distribucionih opcija koja obavlja funkcije nabavke<br />

materijala, transformacije tih materijala u poluproizvode i gotove proizvode, kao i<br />

distribuciju tih gotovih proizvoda kupcima.<br />

Na osnovu svega navedenog, može da se zaključi da lanac snabdevanja obuhvata<br />

sve učesnike, od početnog snabdevača, pa do krajnjeg korisnika, koji su povezani: tokom<br />

materijala, povratnim tokom materijala, informacionim tokovima (upravljačkim i kontrolnim)<br />

i finansijskim tokovima, a da se upravljanje lancem snabdevanja odnosi na integraciju,<br />

koordinaciju i sinhronizaciju aktivnosti i procesa kod svih učesnika lanca na različitim<br />

nivoima – od strateških, preko taktičkih, pa do operativnih aktivnosti, pri čemu stalno mora<br />

da se ima na umu činjenica da svaki član lanca utiče na visinu ukupnih troškova i na<br />

vrednost proizvoda/usluge za krajnjeg korisnika. Naravno, cilj upravljanja lancem<br />

snabdevanja jeste podizanje njegove profitabilnosti, što može da se ostvari samo preko<br />

podizanja ili održavanja nivoa konkurentnosti, tj. preko podizanja nivoa kvaliteta<br />

opsluživanja korisnika sa jedne strane i snižavanja ukupnih troškova lanca sa druge strane<br />

(Vlajić i dr, 2005).<br />

Troškovi u lancu snabdevanja predstavljaju jednu od najznačajnijih performansi, iz<br />

razloga što je cilj svake kompanije i lanca snabdevanja sticanje profita i podizanje<br />

konkurentske prednosti. Jedan od prvenstvenih načina za postizanje postavljenog cilja<br />

jeste snižavanje ukupnih troškova lanca snabdevanja. Ukupni troškovi lanca snabdevanja<br />

se, po pravilu, sastoje iz sume troškova po procesima, koji se u lancu snabdevanja<br />

pojavljuju.<br />

Zbog značaja koji logistički troškovi imaju u lancima snabdevanja, postavlja se<br />

pitanje na koji način da se efikasno optimizuju, tako da efekti budu merljivi na nivou<br />

celokunog lanca. To prvenstveno zahteva strateški pristup u formiranju ili reformi nekog<br />

lanca snabdevanja, uzimajući u obzir sve njegove specifičnosti.<br />

Jedan od najvažnijih koraka u strateškom pristupu optimizaciji lanaca snabdevanja<br />

jeste lociranje objekata koji su deo posmatranog lanca. Optimalnim lociranjem objekata u<br />

kontekstu tokova materijala u posmatranom lancu snabdevanja sprovodi se preliminarna<br />

optimizacija funkcionisanja celokupnog lanca i stvaraju podloge za donošenje adekvatnih<br />

taktičkih i operativnih odluka. Istovremeno, ukoliko objekti u datom lancu snabdevanja nisu<br />

optimalno locirani, stvaraju se negativni preduslovi za funkcionisanje tog lanca, koje je<br />

gotovo nemoguće ispraviti ili promeniti, bilo koliko uspešnim i adekvatnim taktičkim i<br />

operativnim odlukama, čime nastaje svojevrsan domino efekat u pogoršanju performansi<br />

lanca snabdevanja i značajnog povećanja ukupnih troškova.<br />

3


U okviru već navedenog, predmet ovog istraživanja jeste lociranje objekata u lancima<br />

snabdevanja, radi optimizacije funkcionisanja celokupnih lanaca snabdevanja, kao<br />

segmenata logističkih sistema, pri čemu se kao osnovni kriterijum optimizacije razmatraju<br />

ukupni troškovi.<br />

1.2 Ciljevi i zadaci istraživanja<br />

Postoji veliki broj publikovanih radova koji se bave problematikom lociranja objekata.<br />

Pri tom, celokupna problematika razložena je na veliki broj različitih pravaca posmatranja u<br />

odnosu na ciljeve i kriterijume koji se smatraju ključnim u pojedinačnim sistemima.<br />

Međutim, najveći broj publikovanih radova iz ove oblasti uglavnom se bavio teoretskim<br />

postavkama, hipotetičkim problemima ili studijama slučaja, zbog čega je najveći broj<br />

razvijenih modela teško ili gotovo nemoguće primeniti u postojećim sistemima i konkretnim<br />

okolnostima bez adekvatnih modifikacija.<br />

Imajući to u vidu, a sa željom da se rešavanje lokacijskih problema svede na<br />

aplikativni nivo, u ovom istraživanju su objekti koji se lociraju posmatrani u okviru<br />

karakterističnih lanaca snabdevanja. Pri tom, izabrana su dva lanca snabdevanja.<br />

Prvi lanac snabdevanja prati distributivne tokove robe u uvozu koji, pre svog dolaska<br />

do krajnjeg korisnika, imaju neku vrstu transformacije u logističkim centrima.<br />

Drugi lanac snabdevanja prati generisanje električne energije iz biomase.<br />

Ovi lanci snabdevanja izabrani su na osnovu preporuka Dunavske strategije, koja<br />

razvoj intermodalnog transporta i korišćenje obnovljivih izvora energije (OIE) stavlja u prvi<br />

plan budućeg razvoja Podunavskog regiona.<br />

Mimo značaja koji ova dva lanca snabdevanja imaju kroz pomenutu strategiju,<br />

smatra se da su oba izazovna za istraživanje i zbog svojih karakteristika u vezi s obimom i<br />

karakteristikama tokova materijala.<br />

U skladu sa posmatranim lancima snabdevanja definisana su dva cilja istraživanja.<br />

Osnovni cilj izloženog istraživanja jeste izrada matematičkih modela za podršku<br />

rešavanju lokacijsko-alokacijskih problema logističkih centara u distributivnim lancima<br />

snabdevanja i postrojenja za generisanje električne energije iz biomase. Razvijeni<br />

matematički modeli imaju za cilj određivanje optimalnog broja, tipa, kapaciteta i lokacije<br />

objekata, kao i alociranja tokova materijala ka definisanim lokacijama, težeći pri tome ka<br />

minimiziranju ukupnih troškova. Modeli podrazumevaju detaljnu analizu svih relevantnih<br />

troškova uzimajući u obzir sve specifičnosti posmatranih lanaca.<br />

Drugi cilj istraživanja jeste da razvijeni matermatički modeli imaju primenljivost za<br />

rešavanje problema u širokoj praksi.<br />

U skladu sa navedenim ciljevima istraživanja definisani su sledeći zadaci:<br />

1. modelirati distributivni lanac snabdevanja radi rešavanja lokacijsko-alokacijskih<br />

problema logističkih centara kao mesta transformacije robnih tokova, tako da se<br />

kao osnovni kriterijum optimizacije posmatraju ukupni troškovi lanca snabdevanja,<br />

4


2. testirati definisani model u studiji slučaja, za različite scenarije, kako bi se izveli<br />

zaključci o primenljivosti modela i uticaju lociranja objekata na ukupne troškove<br />

distributivnih lanaca snabdevanja u definisanom vremenskom horizontu,<br />

3. modelirati lanac snabdevanja koji prati generisanje električne energije iz biomase,<br />

radi rešavanja lokacijsko-alokacijskih problema postrojenja, tako da se kao<br />

osnovni kriterijum optimizacije posmatraju ukupni troškovi lanca snabdevanja.<br />

4. testirati definisani model u studiji slučaja, kako bi se, u slučaju poznate raspodele<br />

resursa, izveli zaključci o njegovoj primenljivosti, a potom sprovesti senzitivne<br />

analize na osnovu kojih je moguće da se izvedu zaključci o uticaju pojedinih<br />

parametara na lociranja objekata i na ukupne troškove lanca snabdevanja, koji<br />

prati generisanje električne energije iz biomase na definisanom regionu i u<br />

definisanom vremenskom horizontu.<br />

Pri modeliranju konkretnih navedenih lokacijskih problema treba da se sprovede<br />

analiza postojećih pristupa lokacijskim problemima, izabere adekvatan pristup i adaptira<br />

radi razmatranja svih relevantnih faktora i okolnosti koje utiču na izbor lokacije objekata.<br />

Modelskim analizama potrebno je da se daju odgovori na sledeća pitanja:<br />

1. koji je ukupan broj objekata koji treba da se lociraju radi realizacije planiranog<br />

nivoa i kvaliteta opsluge - stepena pokrivanja potražnje?<br />

2. gde ovi objekti da se lociraju?<br />

3. koji je optimalni kapacitet tih objekata?<br />

4. na koji način alokacirati klijente ili raspoložive resurse svakom od lociranih<br />

objekata?<br />

Definisane modele testirati i oceniti na studijama slučaja. Za studije slučaja izabrani<br />

su regioni: Republika Srbija i Autonomna Pokrajina Vojvodina.<br />

1.3 Struktura disertacije<br />

Shodno definisanom predmetu i ciljevima istraživanja, disertacija se sastoji od pet<br />

poglavlja.<br />

U prvom poglavlju data su uvodna razmatranja, definisan je predmet istraživanja i<br />

postavljeni su osnovni ciljevi i zadaci istraživanja.<br />

U drugom poglavlju objašnjeni su metodi istraživanja, tačnije, predstavljeno je<br />

matematičko programiranje, kao i postojeći, najčešće primenjivani, modeli i metode za<br />

rešavanje lokacijskih problema, definisani uz pomoć matematičkog programiranja.<br />

S obzirom na to da su u okviru disertacije posmatrana dva potpuno različita lanca<br />

snabdevanja, čije modeliranje je sprovedeno na zajedničkoj bazi metoda predstavljenih u<br />

drugom poglavlju, svaki od njih je u disertaciji predstavljen u okviru posebnog poglavlja.<br />

Tako je u poglavlju tri detaljnije definisan distributivni lanac snabdevanja. Objašnjena je<br />

uloga logističkih centara kao mesta transformacije u posmatranom lancu snabdevanja.<br />

Definisan je matematički model za rešavanje lokacijskog problema logističkih centara.<br />

Sprovedena je studija slučaja uz pomoć definisanog modela i diskutovani rezultati studije<br />

slučaja u okviru utvrđivanja značaja lociranja objekata u distributivnim lancima<br />

snabdevanja.<br />

5


Na isti način, u poglavlju četiri je predstavljena biomasa kao gorivo i kao materijal u<br />

lancu snabdevanja. Zatim, definisan je lanac snabdevanja koji prati generisanje električne<br />

energije iz biomase, definisan matematički model za rešavanje lokacijskog problema<br />

postrojenja na biomasu. Sprovedena je studija slučaja uz pomoć definisanog modela i<br />

diskutovani dobijeni rezultati u okviru utvrđivanja značaja lociranja objekata u lancima<br />

snabdevanja biomasom.<br />

U poglavlju pet data su zaključna razmatranja u vezi sa primenom definisanih modela<br />

i uticajem lociranja objekata na ukupne troškove posmatranih lanaca snabdevanja, kao i<br />

predlog pravaca budućih istraživanja.<br />

6


2. STANJE U OBLASTI<br />

Upravljanje lancima snabdevanja (Supply Chain Management – SCM) u<br />

savremenom smislu, osim tradicionalnih funkcija organizacije transporta i skladištenja,<br />

podrazumeva i donošenje odluka o tome:<br />

− šta proizvoditi?<br />

− gde proizvoditi?<br />

− koliko proizvoditi u kojem postrojenju?<br />

− kolike zalihe držati u kojem procesu lanca snabdevanja?<br />

− kako organizovati informacione tokove koje prate ili prethode fizičkim tokovima<br />

robe?<br />

− gde locirati postrojenja i distributivne centre?<br />

Pri tom, lociranje objekata (proizvodnog pogona, skladišta, distributivnog centra,<br />

terminala, ili nekog drugog čvora u logističkom lancu, kao i lociranje stanice hitne pomoći,<br />

deponije ili vatrogasne stanice) predstavlja jedan od najznačajnijih i najkompleksnijih<br />

zadataka SCM - a. Značaj i kompleksnost proizilazi iz činjenice da je realizacija ovih<br />

zadataka, sa jedne strane, povezana sa visokim investicijama, a sa druge strane sa<br />

značajnim rizicima koji proizlilaze iz finansijskih, ekoloških i drugih rizika, koji se javljaju<br />

kao posledica neadekvatne realizacije zahteva koji su inicirali lociranje nekog objekta.<br />

Odluke o organizaciji transporta mogu lako da se menjaju u relativno kratkom<br />

vremenu u zavisnosti od promena u dostupnosti sirovina, troškova radne snage, cene<br />

transporta, raspoloživosti pojedinih vidova transporta, itd. Sa druge strane, odluke o<br />

lokaciji i kapacitetu proizvodnih postrojenja ili distribucionih centara su mnogo manje<br />

fleksibilne i teško ih je menjati čak i u dugoročnom vremenskom periodu. Na primer,<br />

lokacija fabrike za sklapanje automobila, u koju je uloženo nekoliko milijardi evra, ne može<br />

lako da se promeni usled promene u potražnji za gotovim automobilima ili usled promene<br />

cene i dostupnosti komponenata koje se ugrađuju u automobile. Isto važi i za moderne<br />

distributivne centre. U navedenim primerima, neadekvatan izbor lokacije će uzrokovati<br />

povećane troškove poslovanja tokom čitavog radnog veka objekta ma koliko se<br />

optimizovao sam proces proizvodnje, transporta i skladištenja u datim okolnostima.<br />

Definisanje i rešavanje lokacijskih problema se u najvećem broju slučajeva obavlja<br />

matematičkim modelovanjem, zasnovanom na teoriji grafova ili matematičkom<br />

programiranju. U ovom istraživanju modelovanje lokacijskih problema sprovedeno je uz<br />

pomoć matematičkog programiranja i nekih od postojećih pristupa u teoriji lokacije. U<br />

nastavku je dat pregled pomenutih metoda u kontekstu aktuelnog stanja u oblasti.<br />

2.1 Primena matematičkog programiranja<br />

Matematičko programiranje (MP) predstavlja skup tehnika i algoritama za definisanje<br />

(modeliranje) i rešavanje određenih zadataka. Često se može naići i na definiciju da je MP<br />

osnovno oruđe nauke u teoriji optimizacije. Matematičko programiranje razvilo se<br />

prvenstveno u okviru Operacionih istraživanja, koja su se pojavila uoči Drugog svetskog<br />

rata. Prvi rad, kako iz matematičkog programiranja, tako i iz operacionih istraživanja, bio je<br />

7


transportni zadatak i objavio ga je ruski matematičar Kantorovič. Američki matematičar F.<br />

Hičkok je, 1941. godine, strogo formulisao ovaj problem i dao metod za njegovo rešavanje.<br />

Matematičkim programiranjem se rešavaju optimizacioni zadaci koji se u<br />

matematičkoj formi predstavljaju:<br />

− funkcijom cilja koju treba ekstremizirati (max ili min) i<br />

− skupom funkcija koje ograničavaju domen definisanosti funkcije cilja.<br />

U vezi sa tim, može se reći da funkcija cilja i ograničenja čine matematički program,<br />

dok programiranje predstavlja proceduru traženja takvih vrednosti promenljivih u zadatku<br />

pri kojima su istovremeno zadovoljena ograničenja i postignut definisani cilj. (Stanimirović i<br />

dr, 2007)<br />

MP nema jednoznačnu i opšteprihvaćenu podelu, međutim, u literaturi se najčešće<br />

deli na linearno (LP), nelinearno (NP), kvadratno (KP) i celobrojno programiranje (CP).<br />

Posebnu klasu MP čini dinamičko programiranje (DP), koje rešava probleme (optimalnog)<br />

sekvencijalnog odlučivanja. Sve navedene klase imaju svoje potklase, kao i širok spektar<br />

algoritama.<br />

U ovom istraživanju, posebna pažnja biće posvećena linearnom programiranju.<br />

Linearno programiranje je matematička metodologija za rešavanje linearnih<br />

problema, kod kojih su i ciljna funkcija i ograničenja linearni. Zadatak linearnog<br />

programiranja jeste da odredi ekstrem (maksimum ili minimum) linearne funkcije koja<br />

zavisi od više promenljivih, pod uslovom da su neke od ovih promenljivih nenegativne i da<br />

zadovoljavaju linearna ograničenja, u obliku jednačina i/ili nejednačina.<br />

Postoji više metoda za rešavanje problema linearnog programiranja. Do prvog<br />

opšteg metoda za rešavanje problema linearnog programiranja došao je američki<br />

matematičar G. B. Dancig 1947. godine. On je, takođe, formulisao opšti oblik problema<br />

linearnog programiranja i dao algoritam za njegovo rešavanje, poznat kao simpleks metod.<br />

Dancigov rad je poslužio kao osnova svim narednim razmatranjima problema linearnog<br />

programiranja i našao velike primene u praksi, zbog čega veliki broj komercijalnih softvera<br />

za rešavanje problema linearnog programiranja koristi upravo njegov metod (Stanimirović i<br />

dr, 2007).<br />

a ij<br />

Neka je [ ] mxn<br />

A = matrica i<br />

programiranja (LP) može da se zapiše na sledeći način:<br />

b<br />

m n<br />

∈ R , c ∈R<br />

vektori. Problem linearnog<br />

min c T x (2.1.1)<br />

Ax ≥ b (2.1.2)<br />

x ≥ 0 (2.1.3)<br />

Matrica A zajedno sa vektorom b opisuje ograničenja, dok vektor c predstavlja<br />

funkciju cilja problema linearnog programiranja.<br />

Za rešavanje problema linearnog programiranja primenjuju se različiti algoritmi, a koji<br />

od algoritama u konkretnom slučaju može da se primeni direktno zavisi od veličine i<br />

složenosti posmatranog problema. Složenost utiče na potrebne računarske resurse,<br />

odnosno procesorsko vreme i veličinu memorijskog prostora, koji su potrebni za<br />

pronalaženje rešenja. Praktično, procesorsko vreme je kritični resurs, tako da u zavisnosti<br />

od potrebnog procesorskog vremena za njihovo rešavanje, algoritamski rešivi problemi<br />

8


mogu da se podele u dve osnovne potklase: P i NP probleme. Probleme potklase P<br />

moguće je egzaktno rešiti u polinomijalnom vremenu, dok NP problemi predstavljaju one<br />

koje nije moguće rešiti u polinomijalnom vremenu, nego je u tom vremenu moguće samo<br />

verifikovati predloženo rešenje problema. Iz tog razloga se za rešavanje NP problema<br />

najčešće primenjuju heuristički, odnosno metaheuristički algoritmi. Njihova karakteristika<br />

jeste da u relativno kratkom vremenu nalaze prihvatljivo rešenje, relativno blizu optimalnog<br />

rešenja. Najpoznatije metaheurističke metode su:<br />

− genetski algoritmi,<br />

− simulirano kaljenje,<br />

− tabu pretraživanje,<br />

− Lagranževa relaksacija i<br />

− brojni metaheuristički algoritmi inspirisani prirodom.<br />

U ovom istraživanju će se koristiti genetski algoritmi, s obzirom na to da su u literaturi<br />

prepoznati kao jedna od najboljih metaheurističkih metoda za rešavanje lokacijskih<br />

problema, definisanih matematičkim programiranjem.<br />

Genetski algoritmi su u osnovi metode koje imitiraju evolucijski proces i zasnivaju se<br />

na idejama prirodne selekcije i genetike. Zasnovani su na Darvinovom principu<br />

preživljavanje najsposobnijih, u čijoj osnovi je da:<br />

− jedinke sa većom sposobnošću prilagođavanja okolini imaju veću šansu za<br />

preživljavanjem i veći uticaj na formiranje potomaka,<br />

− jedinke nove generacije, u populaciji, nastaju kombinovanjem genetskog sadržaja<br />

izabranih jedinki iz prethodne generacije, odnosno njihovih roditelja,<br />

− s vremena na vreme dolazi do mutacije, tj. do slučajne izmene genetskog sadržaja<br />

jedne jedinke.<br />

Smatra se da je idejni tvorac genetskih algoritama John Holland (1975), koji je<br />

knjigom Adaptation in natural and artificial systems postavio temelje ove metode. Osnovni<br />

oblik genetskog algoritma prikazan je na sl. 2.<br />

Primena metode počinje izborom inicijalne populacije koju čini izvestan broj,<br />

najčešće slučajno odabranih jedinki. Svakoj jedinki se pridružuje funkcija prilagođenosti<br />

koja ima zadatak da ocenjuje kvalitet jedinke. Genetski algoritam, uzastopnom primenom<br />

operatora selekcije, ukrštanja i mutacije, obezbeđuje da se iz generacije u generaciju<br />

poboljšava apsolutna prilagođenost svake jedinke u populaciji, a time i srednja<br />

prilagođenost celokupne populacije. Ovim mehanizmom se dobijaju sve bolja rešenja<br />

datog konkretnog problema.<br />

Selekcija nagrađuje natprosečno prilagođene jedinke tako što one dobijaju veću<br />

šansu za reprodukciju pri formiranju nove generacije. Sa druge strane, slabije<br />

prilagođenim jedinkama se smanjuju šanse za reprodukciju, pa one postepeno izumiru.<br />

Operator ukrštanja obavlja razmenu gena jedinki, čime doprinosi raznovrsnosti<br />

genetskog materijala. Ovim operatorom se daje mogućnost da, razmenom genetskog<br />

materijala, dobro prilagođene jedinke generišu još bolje prilagođene jedinke. Takođe,<br />

relativno slabije prilagođene jedinke sa nekim dobro prilagođenim genima dobijaju svoju<br />

šansu da rekombinacijom dobrih gena proizvedu dobro prilagođene jedinke. Ukrštanje se<br />

obavlja sa unapred zadatom vrednošću verovatnoće ukrštanja, koja određuje koliko jedinki<br />

učestvuje u ukrštanju proizvodeći nove jedinke, ali i koliko se jedinki prenosi u sledeću<br />

9


generaciju bez modifikacija. Mutacijom se obavlja slučajna promena određenog gena, sa<br />

definisanom verovatnoćom, čime je moguće vraćanje izgubljenog genetskog materijala u<br />

populaciju. To znači da se primenom ovog operatora postepeno vraćaju izgubljeni regioni<br />

pretraživačkog prostora, čime se sprečava preuranjeno konvergiranje genetskog algoritma<br />

ka lokalnom ekstremumu. (Marić, 2008)<br />

Početak<br />

Izbor inicijalne<br />

populacije<br />

Računanje fitnes<br />

funkcije - selekcija<br />

DA<br />

Da li je<br />

zadovoljen<br />

kriterijum<br />

za<br />

završetak?<br />

Završetak<br />

NE<br />

Izbor potomaka<br />

Ukrštanje<br />

Mutacija<br />

Računanje fitnes<br />

funkcije - selekcija<br />

Sl. 2 Genetski algoritam<br />

2.2 Modeliranje lokacijskih problema u lancima snabdevanja<br />

Pionirom izučavanja lokacijskih problema smatra se čuveni matematičar Fermat<br />

(Fermat Pierre de 1601–1665), koji je početkom XVII veka započeo razmatranje<br />

lokacijskih problema, ukazujući na sledeći problem: Za zadate tri tačke u ravni pronaći<br />

četvrtu, tako da zbir rastojanja između četvrte tačke i zadate tri, bude minimalan.<br />

Začetnikom moderne lokacijske analize smatra se Alfred Weber koji je 1909. godine<br />

razmatrao problem lokacije skladišta sa težnjom da minimizira rastojanja između skladišta<br />

i njegovih korisnika. (Teodorović, 2007)<br />

10


Od sredine šezdesetih godina prošlog veka teorija lokacije se sve više razvija,<br />

matematički se formulišu različiti tipovi lokacijskih problema i prezentuju različiti algoritmi<br />

za njihovo rešavanje. Najznačajniji doprinos ovoj problematici u tom periodu dao je Cooper<br />

(1963).<br />

Lokacijski problemi najčešće podrazumevaju pronalaženje optimalnog broja<br />

objekata, njihove lokacije i kapaciteta radi minimiziranja transportnih troškova ili pak<br />

maksimiziranja kvaliteta usluge. Mogu se klasifikovati na razne načine, ali najčešća<br />

klasifikacija je prema:<br />

A. dozvoljenim mestima za lociranje objekata:<br />

− kontinualni lokacijski problemi,<br />

− diskretni lokacijski problemi,<br />

B. dinamici relevantnih parametara:<br />

− statički,<br />

− dinamički,<br />

C. vrsti objekata na mreži:<br />

− medijane,<br />

− centri,<br />

− objekti sa prethodno definisanim performansama sistema,<br />

D. karakteru problema koji se posmatra:<br />

− lokacijski problemi,<br />

− alokacijski problemi,<br />

− lokacijsko-alokacijski problemi,<br />

E. broju kriterijumskih funkcija na osnovu kojih se određuje lokacija objekata:<br />

− jednokriterijumski,<br />

− višekriterijumski.<br />

Dobar sveobuhvatni pregled lokacijskih problema dali su Drezner i Hamacher (2004) i<br />

Daskin (2008).<br />

Kontinualni lokacijski problemi razmatraju izbor lokacija objekata u bilo kojoj oblasti<br />

dopuštenog prostora, dok se u slučaju diskretnih lokacijskih problema bira jedna ili više<br />

lokacija koje pripadaju skupu potencijalno raspoloživih lokacija. Dakle, kada je reč o<br />

kontinualnim lokacijskim problemima broj raspoloživih lokacija je beskonačan, a u<br />

diskretnim lokacijskim problemima konačan i unapred poznat.<br />

Jedan od najznačajnijih lokacijskih problema koji pripadaju grupi diskretnih jesu<br />

lokacijski problemi na mreži, koji dozvoljavaju lociranje objekata samo u čvorovima<br />

postojeće mreže.<br />

Statičkim problemima smatraju se oni u okviru kojih se ne razmatra dinamika<br />

promene relevantnih parametara za izbor lokacije. Statički problemi su najčešće i<br />

deterministički, a treba naglasiti da je najveći broj modela koji su u primeni upravo ovog<br />

tipa.<br />

Sa druge strane, dinamički problemi, s obzirom na strateški i dugoročni karakter<br />

izbora lokacije, uključuju određeni stepen neizvesnosti koji je moguće očekivati u<br />

posmatranom vremenskom periodu.<br />

Problem medijane podrazumeva lociranje jednog ili više objekata na mreži tako da se<br />

minimizira prosečno rastojanje između objekata i korisnika.<br />

11


Problem centra podrazumeva lociranje jednog ili više objekata na mreži tako da se<br />

minimizira rastojanje do najudaljenijeg korisnika.<br />

Problemi sa prethodno definisanim performansama sistema podrazumevaju lociranje<br />

jednog ili više objekata na mreži tako da se se zadovolje unapred definisani parametri.<br />

U suštini, problem lociranja sadrži tri grupe potproblema:<br />

1. određivanje broja objekata koji se lociraju,<br />

2. njihove pozicije na mreži i<br />

3. povezivanje korisnika sa lokacijama.<br />

U odnosu na povezivanje korisnika sa lokacijama, mogu da se razlikuju „čisti“<br />

lokacijski problemi kojima se prevashodno locira jedan objekat, dok se svi korisnici objekta<br />

vezuju upravo na tu jednu izabranu lokaciju. Međutim, u realnim problemima, najčešće je<br />

potrebno locirati veći broj objekata i istovremeno im „dodeliti“ korisnike, odnosno obaviti<br />

alokaciju korisnika ka lociranim centrima. Pri tom je jasno da se pri alokaciji podrazumeva<br />

da su poznate kako lokacije objekata, tako i lokacije korisnika. Lokacijsko-alokacijski<br />

problemi rešavaju se u slučaju da je potrebno locirati više od jednog objekta i paralelno<br />

alocirati korisnike lociranim objektima. Kada je reč o lokacijskim problemima u logistici, ova<br />

klasa problema je najznačajnija.<br />

Jednokriterijumski lokacijski problemi podrazumevaju lociranje objekata vodeći se<br />

jednim, ključnim ciljem optimizacije, bilo da je reč o minimizaciji troškova, rastojanja,<br />

vremena transporta, ili pak maksimizaciji kvaliteta usluge, iskorišćenja raspoloživih<br />

kapaciteta itd.<br />

Kada je reč o višekriterijumskim lokacijskim problemima, lokacija objekata se<br />

determiniše u zavisnosti od više definisanih kriterijuma, koji su najčešće međusobno<br />

oprečni, kako bi se izabrala lokacija koja će zadovoljiti minimum definisanih uslova s<br />

aspekta više optimizacionih kriterijuma.<br />

Lokacijski problemi se najčešće rešavaju matematičkim programiranjem, pri čemu se<br />

obavlja matematičko modelovanje problema definisanjem kriterijumske funkcije, odnosno<br />

funkcije cilja i ograničenja. Prema Daskin-u i Owen-u (1999), postoje tri osnovne grupe<br />

lokacijskih problema u odnosu na definisanu funkciju cilja:<br />

1. modeli pokrivanja,<br />

2. modeli prosečnog rastojanja,<br />

3. modeli za lociranje nepoželjnih objekata.<br />

Modeli pokrivanja spadaju u grupu najjednostavnijih modela za rešavanje<br />

lokacijskih problema, koji se koriste kada postoji neko ograničeno, unapred definisano,<br />

rastojanje, vreme ili cena za obavljanje opsluge. Pri tom se definiše da su zahevi za<br />

opslugom koji se nalaze u ovom definisanom opsegu pokriveni, dok se zahtevi izvan ovog<br />

opsega smatraju nepokrivenima. Tipični problemi pokrivanja su: pronalaženje minimalno<br />

potrebnog broja i lokacije objekata kojima bi se mogla pokriti celokupna tražnja za<br />

opslugom - model pokrivanja skupa; lociranje fiksnog broja objekata tako da se<br />

maksimizira broj "pokrivenih zahteva"- problem maksimalnog pokrivanja; lociranje unapred<br />

definisanog broja objekata kako bi se smanjilo maksimalno rastojanje između čvorova u<br />

kojima je locirana potražnja i objekata koji se dodeljuju da pokriju tu potražnju - p centar<br />

problem.<br />

Modeli pokrivanja skupa predstavljaju najjednostavniju vrstu modela pokrivanja kod<br />

kojih je funkcija cilja da se odredi minimalan broj objekata potrebnih za zadovoljenje<br />

12


celokupne potražnje za opslugom, pri čemu se sva pokrivena potražnja nalazi u okviru<br />

dozvoljenog rastojanja od lociranog objekta. (Daskin i Owen, 2003)<br />

Matematički ova vrsta lokacijskih problema može da se definiše uz pomoć sledećih<br />

parametara:<br />

i = 1,2,3,4,...I - skup čvorova u kojima je locirana potražnja,<br />

j = 1,2,3,4,...J - skup čvorova u kojima je moguće locirati objekte,<br />

d ij = rastojanja između čvorova i i j,<br />

D p = granično rastojanje pokrivanja<br />

N i = { } jij≤ - skup čvorova koji mogu da pokriju čvor i koji zahteva opslugu.<br />

i kriterijumske funkcije:<br />

Dp<br />

d<br />

j j<br />

∈J<br />

Minimizirati: ∑ ,<br />

pri ograničenjima:<br />

∑<br />

∈<br />

1<br />

Xj<br />

NiX<br />

≥<br />

∀ ∈ j j<br />

{ } ∀ J<br />

X (2.2.1)<br />

(2.2.2)<br />

, ∈1<br />

0 (2.2.3)<br />

i<br />

j<br />

∈<br />

I<br />

Kriterijumska funkcija (2.2.1) minimizira ukupan broj lociranih objekata. Pri čemu<br />

ograničenje (2.2.2) zahteva da svaki čvor koji treba da bude opslužen, mora se "pokriti" sa<br />

najmanje jednim lociranim objektom, dok se ograničenjem (2.2.3) ukazuje na to da se u<br />

svakom čvoru koji je kandidat za lociranje, objekat može da locira (u tom slučaju je<br />

vrednost 1), ali ne mora (u tom slučaju je vrednost 0).<br />

Međutim, u određenim okolnostima, pri lociranju objekata, nije moguće, niti čak<br />

potrebno, zadovoljiti celokupnu potražnju. Iz tog razloga definisani su modeli maksimalnog<br />

pokrivanja.<br />

Modeli maksimalnog pokrivanja su prvi put razmatrali Church i ReVell 1974.<br />

godine sa ciljem da se odrede lokacije određenog broja objekata, pri čemu je potrebno<br />

"pokriti" što veći deo potražnje, ali je nije potrebno "pokriti" u celosti.<br />

Matematički ova vrsta lokacijskih problema može da se definiše sledećim<br />

parametrima:<br />

i = 1,2,3,4,...I - skup čvorova u kojima je locirana potražnja,<br />

j = 1,2,3,4,...J - skup čvorova u kojima je moguće locirati objekte,<br />

a i - broj zahteva za opslugom iz čvora i,<br />

p - broj objekata koje bi trebalo locirati,<br />

i čvoru je ukoliko pokrivena<br />

⎧<br />

⎨<br />

⎩0,<br />

, zi<br />

=<br />

nije potražnjaučvorui ukoliko<br />

pokrivena<br />

i kriterijumske funkcije:<br />

1<br />

∑<br />

Maksimizirati: a iz ,<br />

(2.2.4)<br />

13<br />

pri ograničenjima:<br />

i i ∈I


∑<br />

∈<br />

0<br />

∑<br />

∈<br />

−<br />

j=<br />

i j j i p JX NX<br />

≥<br />

∀<br />

∈<br />

{ } ∀ ∈<br />

∈{ , 1} ∀i<br />

∈I<br />

J<br />

(2.2.6)<br />

0 (2.2.8)<br />

Definisana kriterijumska funkcija (2.2.4), koja treba da se maksimizira, predstavlja<br />

ukupnu pokrivenost tražnje. Pri tom, ograničenjem (2.2.5) se dozvoljava pokrivenost<br />

potražnje u čvoru i samo ukoliko se objekat locira u jednom od čvorova kandidata j iz kojeg<br />

je moguće pokriti potražnju čvora i. Ograničenjem (2.2.6) se definiše da je broj objekata<br />

koje treba locirati jednak broju p. Ograničenja (2.2.7) i (2.2.8) odražavaju binarnu prirodu<br />

odluka, koje uz pomoć modela treba da se donesu.<br />

P centar problem (Hakimi, 1964, 1965) predstavlja problem lociranja p objekata,<br />

tako da se minimizira maksimalno rastojanje između korisnika i lociranih objekata.<br />

Matematički p centar problem može da se definiše sledećim parametrima:<br />

i = 1,2,3,4,...I - skup čvorova u kojima je locirana potražnja,<br />

j = 1,2,3,4,...J - skup čvorova u kojima je moguće locirati objekte,<br />

a i - broj zahteva za opslugom iz čvora i,<br />

p - broj objekata koje treba locirati na mreži,<br />

d ij - rastojanje između čvora i i čvora j,<br />

W - maksimalno rastojanje između čvora u kojem je locirana potražnja i objekta koji<br />

treba da pokrije tu potražnju,<br />

Xj zi j<br />

⎧<br />

⎨<br />

⎩<br />

=<br />

čvoru,<br />

z<br />

(2.2.5)<br />

i<br />

I<br />

, ∈1<br />

0 (2.2.7)<br />

j<br />

i kriterijumske funkcije:<br />

xij<br />

Minimizirati: W, (2.2.9)<br />

pri ograničenjima:<br />

potražnjačvorai , 0, 1 j čvoru pokrivau i<br />

ukolikose nekomdrugom<br />

∑<br />

∈<br />

∈<br />

1 ij j<br />

=<br />

∀<br />

ukoliko<br />

∑<br />

∈<br />

− ∑<br />

JX Jx<br />

∈<br />

0<br />

=<br />

Definisana kriterijumska funkcija (2.2.9) teži da što je moguće više minimizira<br />

maksimalno pređeno rastojanje između objekata i korisnika. Ograničenje (2.2.10)<br />

dozvoljava da svaki čvor može biti opslužen od samo jednog objekta. Ograničenjem<br />

(2.2.11) se definiše da je broj objekata koje treba locirati jednak broju p. Ograničenje<br />

14<br />

(2.2.10)<br />

∀<br />

≥ ∀ ∈ i<br />

∈ p j j iI<br />

i<br />

I<br />

(2.2.11)<br />

W Ja<br />

dijx<br />

j ij<br />

(2.2.12)<br />

i<br />

≥ ∀ ;<br />

∈<br />

∀I<br />

∈<br />

≠<br />

X ij j x<br />

i<br />

I<br />

j<br />

J<br />

i<br />

j<br />

Xj<br />

j<br />

{ } ∀ J<br />

∈<br />

, (2.2.13)<br />

, ∈1<br />

0 (2.2.14)


(2.2.12) determiniše maksimalno rastojanje u odnosu na dodeljene varijable. Ograničenje<br />

(2.2.13) dozvoljava alokaciju klijenata samo lociranim objektima. Ograničenje (2.2.14)<br />

odražava binarnost odluka koje uz pomoć modela treba da se donesu.<br />

Modeli prosečnog rastojanja koriste se kada se teži ka minimizaciji ukupnih ili<br />

prosečnih rastojanja na mreži (ili pak prosečnog ili ukupnog vremena putovanja, ili<br />

prosečnih ili ukupnih troškova transporta) između lociranog objekta i čvorova na mreži.<br />

Dve osnovne vrste modela pripadaju ovoj grupi, a to su:<br />

1. modeli p medijane,<br />

2. modeli fiksnih troškova.<br />

Model p medijane se koristi kada je potrebno locirati jedan ili više objekata na mreži<br />

tako da se minimizira prosečno rastojanje, (prosečno vreme putovanja, prosečni<br />

transportni troškovi) od lociranog objekta do korisnika ili obrnuto.<br />

Problem p medijana prvi put je formulisao Hakimi 1964. godine, koji je takođe<br />

dokazao da postoji najmanje jedan skup p medijana u čvorovima mreže G, što znači da p<br />

optimalnih lokacija objekata u mreži mora da se nalazi isključivo u čvorovima mreže.<br />

(Teodorović, 2007)<br />

Matematički, model p medijane može da se definiše sledećim parametrima:<br />

i = 1,2,3,4,...I - skup čvorova u kojima je locirana potražnja,<br />

j = 1,2,3,4,...J - skup čvorova u kojima je moguće locirati objekte,<br />

a i - broj zahteva za opslugom iz čvora i,<br />

p - broj objekata koje treba locirati na mreži,<br />

d ij - rastojanje između čvora i i čvora j,<br />

⎧<br />

⎨<br />

⎩<br />

=<br />

j čvoru pokrivau potražnjačvorai ukolikose voru<br />

i kriterijumske funkcije:<br />

1<br />

i J I<br />

Minimizirati: ,<br />

xij<br />

0,,<br />

∑ ∑<br />

∈<br />

∈<br />

15<br />

ukoliko<br />

se<br />

(2.2.15) a d<br />

ij ij ix j<br />

pri ograničenjima:<br />

∑<br />

∈ ij j<br />

∈<br />

,<br />

=<br />

∀<br />

∑<br />

∈<br />

Jx<br />

pokrivau potražnjačvorai č nekomdrugom<br />

1 (2.2.16)<br />

jj<br />

JX<br />

j=<br />

≥ ;<br />

X ij<br />

i<br />

I<br />

(2.2.17)<br />

p,<br />

x<br />

∀<br />

i<br />

∈<br />

I<br />

∀<br />

j<br />

∈<br />

≠<br />

Xj<br />

{ } J<br />

∀<br />

∈<br />

, (2.2.18)<br />

J<br />

i<br />

j<br />

, ∈1<br />

0 (2.2.19)<br />

Definisana kriterijumska funkcija (2.2.15) teži da minimizira ukupno pređeno<br />

rastojanje između objekata i korisnika. Ograničenje (2.2.16) dozvoljava da svaki čvor može<br />

biti opslužen od samo jednog objekta. Ograničenjem (2.2.17) se definiše da je broj<br />

objekata koje treba locirati jednak broju p. Ograničenje (2.2.18) predstavlja kontrolno<br />

ograničenje kojim se dozvoljava alokacija klijenata samo lociranim objektima. Ograničenje<br />

(2.2.19) odražava binarnost odluka, koje uz pomoć modela treba da se donesu.<br />

j


yij<br />

iyij<br />

x Cj<br />

I<br />

Prethodno navedeni modeli lokacijskih problema se uglavnom bave određivanjem<br />

lokacije unapred definisanog broja objekata ili simultanim određivanjem potrebnog broja i<br />

lokacije objekata, pri tom podrazumevajući da na raspoloživim lokacijama ne postoje<br />

nikakva dodatna ograničenja u vezi sa strukturom i kapacitetom objekata koji se lociraju.<br />

Međutim, u realnim problemima, veoma često ova ograničenja postoje zbog čega su<br />

s vremenom počela i teorijski da se uzimaju u obzir i to kroz takozvane modele lokacijskih<br />

problema sa kapacitivnim ograničenjima. Osnovna postavka tih modela jeste da na svakoj<br />

potencijalnoj lokaciji objekta postoje izvesna ograničenja, koja determinišu maksimalno<br />

dozvoljen ili moguć kapacitet objekata koji se lociraju. Primer lokacijskog problema sa<br />

kapacitivnim ograničenjem dat je u nastavku integrisan u model fiksnih troškova.<br />

Model fiksnih troškova predstavlja ustvari model p medijane proširen sa fiksnim<br />

troškovima u vezi sa lociranjem objekata. Polazi od ideje da se troškovi lociranja objekata<br />

mogu bitno razlikovati na različitim lokacijama, u zavisnosti od npr. pristupne<br />

infrastrukture, eventualne specifičnosti gradnje u pojedinim zonama, kao npr. u gradskom<br />

jezgru.<br />

Lokacijske probleme uz pomoć modela fiksnih troškova, pri tom uzimajući u obzir i<br />

kapacitete objekata, među prvima je razmatrao Balinski 1965. godine, a značajan doprinos<br />

dali su i Current i dr. 2002. godine.<br />

Matematička formulacija lokacijskog problema fiksnih troškova (Balinski, 1965)<br />

definisana je sledećim parametrima:<br />

i = 1,2,3,4,...I - skup čvorova u kojima je locirana potražnja,<br />

j = 1,2,3,4,...J - skup čvorova u kojima je moguće locirati objekte,<br />

a i - broj zahteva za opslugom iz čvora i,<br />

d ij - rastojanje između čvora i i čvora j,<br />

f j - fiksni troškovi lociranja objekata u čvoru j,<br />

C j - kapacitet objekta koji može da se locira u čvoru j,<br />

α - jedinični transportni troškovi po jedinici potražnje i jedinici rastojanja,<br />

čvoru u pokriva i j<br />

⎧<br />

⎨<br />

⎩<br />

=<br />

ne<br />

se ukoliko<br />

potražnja<br />

, 0, yij<br />

čvora<br />

Kriterijumska funkcija je:<br />

1<br />

Minimizirati: + α<br />

∈ ∈ ∈<br />

,<br />

j<br />

∑ ∑<br />

∑<br />

d i<br />

J<br />

I i J j ij j y a j<br />

ij<br />

16<br />

x<br />

pri ograničenjima:<br />

∑<br />

∈<br />

=<br />

≤<br />

∀<br />

∈<br />

− ∀ ∈,<br />

∀<br />

∈<br />

∑<br />

j j J<br />

j ij<br />

j ij y<br />

y 1 (2.2.21)<br />

f (2.2.20)<br />

i<br />

i<br />

I<br />

x<br />

∈<br />

xj<br />

−<br />

(2.2.23) 0 a<br />

≤<br />

∀<br />

∈<br />

{ } ∀ ∈J<br />

j<br />

i<br />

I<br />

∈1,<br />

,1<br />

I<br />

∀<br />

i<br />

{ } J<br />

= ∈,<br />

∀<br />

j<br />

j<br />

∈<br />

J<br />

0 (2.2.22)<br />

0 (2.2.24)<br />

0 (2.2.25)


j<br />

p<br />

Kriterijumska funkcija (2.2.20) ima za cilj da minimizira sumu troškova lociranja<br />

objekata i ukupnih transportnih troškova. Na osnovu ograničenja (2.2.21) svaki čvor treba<br />

da bude dodeljen jednom objektu, a uz pomoć ograničenja (2.2.22) se osigurava da<br />

čvorovi budu alocirani samo lociranim objektima. Ograničenje (2.2.23) ne dozvoljava da<br />

ukupna potražnja koja je alocirana lociranim objektima bude veća od njihovog kapaciteta.<br />

Ograničenja (2.2.24) i (2.2.25) odražavaju binarnost parametara x i y.<br />

Modeli za lociranje nepoželjnih objekata, za razliku od modela pokrivanja i modela<br />

prosečnog rastojanja, teže ka maksimizaciji rastojanja između objekata koji se lociraju i<br />

čvorova koji se njima alociraju. Objekti koji se lociraju uz pomoć ovakvih modela su<br />

zatvori, elektrane, otpadi, itd. (Daskin i Owen, 2003)<br />

Matematički, ova vrsta lokacijskih problema može da se predstavi na sledeći način:<br />

ij iy j<br />

i J I<br />

ij<br />

Maksimizirati: ,<br />

pri ograničenjima:<br />

∑ ∑<br />

∈<br />

∈<br />

∑<br />

j<br />

∈<br />

j=<br />

(2.2.27)<br />

∑<br />

=<br />

∈<br />

,<br />

∀<br />

∈<br />

∈<br />

≤<br />

∀<br />

(2.2.26) a d<br />

i<br />

− ∈,<br />

∀<br />

j<br />

∈<br />

j<br />

Jx<br />

=<br />

P<br />

N<br />

j ij Jy<br />

j ij m y<br />

∑<br />

[ ] − [ ] ≥<br />

∀ ∈ = −<br />

1 1<br />

m x<br />

0<br />

,<br />

{ } J<br />

∀<br />

∈<br />

(2.2.31)<br />

= ,<br />

x<br />

1 (2.2.28)<br />

k i y<br />

xj<br />

yij<br />

k<br />

i<br />

I<br />

i<br />

I<br />

I<br />

J<br />

m<br />

J<br />

1,...<br />

0 (2.2.29)<br />

ii<br />

(2.2.30)<br />

0 ∈1,<br />

{ } J<br />

0 ,1<br />

∀<br />

j<br />

i<br />

∈<br />

∀<br />

I<br />

j<br />

∈<br />

(2.2.32)<br />

Definisana kriterijumska funkcija (2.2.26), kao i ograničenja, su gotovo ista kao i u<br />

slučaju p medijane, osim što se u ovom slučaju teži ka maksimiziranju rastojanja umesto<br />

minimiziranju, i što se uvodi ograničenje (2.2.30) kojim se osigurava da će potražnja biti<br />

alocirana najbližem lociranom objektu.<br />

Lociranje habova predstavlja karakterističan lokacijski problem. On razmatra<br />

postojanje dela rute na kome se saobraća većim saobraćajnim sredstvima sa većom<br />

frekvencijom transporta i nižim jediničnim troškovima transporta. Veliki broj autora je<br />

predložio matematičku formulaciju problema lociranja habova, ali se može reći da je<br />

najznačajnija ona koju je predložio O'Kelly 1987 (Teodorović, 2007):<br />

a<br />

∑ ∑<br />

∈ ∈ N<br />

N j ij i<br />

⎛<br />

⎜<br />

⎝<br />

∑ ∑ ∑ ∑<br />

Minimizirati: +<br />

+ α ,<br />

∈ ∈ ∈ ∈<br />

N m N k N m jm jm jm ik ik y c y c k<br />

km y y c ik<br />

N<br />

⎞<br />

⎟<br />

⎠<br />

(2.2.33)<br />

pri ograničenjima:<br />

∑<br />

∈<br />

Nx<br />

j=<br />

(2.2.34)<br />

17


=<br />

∀<br />

∈<br />

∑<br />

∈<br />

1<br />

(2.2.35)<br />

≤<br />

∀<br />

i<br />

− ,<br />

∈<br />

∀I<br />

j<br />

∈<br />

j ij Jy<br />

∀i<br />

j ij xj y<br />

x<br />

0 (2.2.36)<br />

I<br />

j<br />

{ } J<br />

∈<br />

J<br />

∀<br />

i<br />

{ } J<br />

= ,<br />

∈<br />

∀<br />

yij<br />

I<br />

j<br />

∈<br />

(2.2.38)<br />

0 ,1<br />

Kriterijumska funkcije (2.2.33) minimizira ukupne troškove. Ograničenjem (2.2.34) se<br />

definiše da je broj objekata koje treba locirati jednak broju p. Na osnovu ograničenja<br />

(2.2.35) svaki čvor treba da bude dodeljen jednom habu. Ograničenja (2.2.36) se<br />

osigurava da čvorovi budu alocirani samo lociranim habovima. Ograničenja (2.2.37) i<br />

(2.2.38) odražavaju binarnost parametara x i y.<br />

Pregled aktuelnih trendova u modelovanju lokacijskih problema habova dali su Alumur i<br />

Kara (2008). Vidović i dr. (2011) definisali su model p haba i primenili ga na problem<br />

lociranja intermodalnih terminala u Srbiji.<br />

Imajući u vidu prethodno navedenu klasifikaciju lokacijskih problema i činjenicu da u<br />

stvarnim lancima snabdevanja postoji veliki broj geografskih, urbanističkih, pravnih,<br />

ekonomskih i organizacionih ograničenja, zbog čega je najveći broj objekata moguće<br />

locirati samo u određenom broju čvorova na postojećoj mreži, u okviru ovog istraživanja,<br />

pažnja će posebno biti posvećena diskretnim lokacijsko-alokacijskim problemima na mreži.<br />

Ovom problematikom su se naročito bavili Daskin (1995), Current i ostali (2002), ReVelle i<br />

Eiselt (2005).<br />

Osim toga, za svaki od posmatranih lokacijskih problema u ovom istraživanju<br />

raymatraće se stepen pokrivanja potražnje, pristup kapacitativnom ograničenju u funkciji<br />

optimalne alokacije korisnika ili resursa, kao i adekvatna metoda, odnosno alat i algoritmi<br />

za rešavanje tih problema.<br />

∈1,<br />

0 (2.2.37)<br />

2.3 Lokacijski problemi logističkih centara<br />

Ne postoji veliki broj matematičkih modela koji se odnose konkretno na lokacijski<br />

problem logističkih centara, međutim, postoji značajan broj modela kojima se razmatrao<br />

lokacijski problem intermodalnih terminala, distributivnih skladišta i habova, koje treba<br />

uzeti u obzir u razmatranju lokacijskih problema logističkih centara. Neki od do sada<br />

definisanih modela u okviru ove problematike navedeni su u nastavku.<br />

Taniguchi i dr. (1999) predstavili su model za određivanje optimalnih kapaciteta i<br />

lokacije otvorenih logističkih terminala zasnovan na teoriji redova i nelinearnom<br />

matematičkom programiranju, koji naročito u obzir uzima stanje na putnoj mreži. U modelu<br />

su u obzir uzeli transportne i troškove logističkih terminala. Međutim, razmatrali su<br />

terminale koji opslužuju samo drumski transport i računali njihove troškove na osnovu<br />

broja pretovaranih rampi, što je predstavljeno kao mera odnosa između kapaciteta<br />

terminala i protoka robe. Za rešavanje modelovanog problema primenili su genetske<br />

algoritme, koji su se pokazali kao adekvatan alat za rešavanje definisanog lokacijskog<br />

problema.<br />

18


Nozick i Turnquist (2001) bavili su se lociranjem distributivnih centara za<br />

automobilsku industriju. Koristili su pristup lokacijskih problema sa fiksnim troškovima u<br />

koji su uključili i troškove držanja zaliha. U prvom koraku su uz pomoć modela fiksnih<br />

troškova određivali potreban broj i lokacije distributivnih centara, a u drugom koraku su<br />

sproveli svojevrsno višekriterijumsko odlučivanje o kapacitetu centara suprotstavljajući<br />

troškove i zadovoljstvo klijenata koje se ogleda u brzini reakcije na njihove zahteve.<br />

Prednost definisanog pristupa je svakako u sveobuhvatnosti troškova, a nedostatak što je<br />

model definisan nasuprot automobilskoj industriji zbog čega u drugim slučajevima ne<br />

može da nađe primenu bez izvesnih modifikacija.<br />

Jaramillo i dr. (2002) su istraživali adekvatnost primene genetskih algoritama na<br />

lokacijskim problemima fiksnih toškova, sa i bez kapacitetnih ograničenja, na problemima<br />

maksimalnog pokrivanja i kompetitivnim lokacijskim modelima. Došli su do zaključka da<br />

primena genetskih algoritama daje dobre rezultate, ali zahteva više vremena za<br />

iznalaženje rešenja, nego druge metode.<br />

Klose i Drexl (2005) dali su dobar pregled lokacijskih modela u distributivnim<br />

sistemima.<br />

Klapita i Švecova (2006) su rešavali problem lociranja i alociranja logističkih centara<br />

bez kapacitetnih ograničenja, uz pomoć modela definisanog celobrojnim matematičkim<br />

programiranjem. Modelom su obuhvatili transportne i operativne troškove logističkih<br />

centara, pri čemu se troškovi predstavljaju kao fazi vrednosti. Kriterijumska funkcija<br />

definisanog modela je minimizacija ukupnih troškova. Model podrazumeva korišćenje<br />

samo jednog vida transporta i ima samo teorijski značaj, dok ga je za korisnu praktičnu<br />

primenu potrebno adaptirati. Pored toga obavili su poređenje sledeća tri pristupa:<br />

senzitivnu analizu, klasičan fazi metod i fazi algoritam. Došli su do zaključka da senzitivna<br />

analiza i fazi algoritam daju podjednako dobre rezultate.<br />

Melachrinoudis i Min (2007) su koristili linearno celobrojno matematičko<br />

programiranje pri rešavanju problema redizajniranja mreže distributivnih skladišta, pri<br />

čemu su osnovni kriterijum bili minimalni troškovi. Definisali su model na osnovu kojega je<br />

moguće doneti odluku koja skladišta zadržati, koja zatvoriti, a koliko novih i gde locirati.<br />

Između ostalog, došli su do zaključka da ovaj pristup daje dobre rezultate i pruža<br />

mogućnost proširenja posmatranog problema. Ovaj model može da se smatra korisnim<br />

alatom za redizajniranje mreže skladišta, međutim, nedostatak mu je u tome što u obzir<br />

uzima primenu samo drumskog transporta.<br />

Yang i dr. (2007) su se bavili problemom lociranja distributivnih centara korišćenjem<br />

fazi 2 metoda. Definisali su model koji u obzir uzima troškove transporta od i do centra, kao<br />

i investicione i operativne troškove centra i ima za cilj minimizaciju ukupnih troškova.<br />

Prednost definisanog modela je u sveobuhvatnosti razmatranih troškova, a nedostatak u<br />

mogućnosti variranja - određivanja samo jednog parametra, a to je lokacija centara. Za<br />

iznalaženje optimalnog rešenja koristili su kombinaciju tabu pretraživanja, genetskih<br />

algoritama i fazi simulacionog algoritma. Testiranjem su došli do zaključka da ova<br />

kombinacija algoritama može dati zadovoljavajuće rezultate definisanog problema.<br />

Arnold i i dr. (2004) su, uz pomoć linearnog matematičkog programiranja, modelovali<br />

lokacijski problem železničko-drumskih intermodalnih terminala i formulisali ga kao p hab<br />

2 fuzzy<br />

19


problem. Model su testirali za region Pirinejskog poluostrva i došli do zaključaka da, u tom<br />

slučaju, lokacija intermodalnog terminala ima veoma mali uticaj na udeo kombinovanog<br />

transporta u ukupnom transportu, ali da promene lokacije terminala stvaraju posledice po<br />

celokupan evropski sistem transporta.<br />

Racunica i Wynter (2005) su se bavili određivanjem optimalne lokacije intermodalnih<br />

robnih habova. Definisali su nelinearan celobrojni model zasnovan na lokacijskom<br />

problemu habova, bez kapacitativnih ograničenja, proširen za razmatranje povlastica u<br />

zavisnosti od obima poslovanja 3 . Definisani model je karakterističan po tome što<br />

podrazumeva postojanje granice nakon koje transport između dva haba postaje isplativ,<br />

usled čega se gubi linearnost troškova koja inače postoji u svim drugim razmatranjima<br />

transportnih troškova u slučaju lociranja habova. Model ima inovativan pristup, ali ga ima<br />

smisla primeniti samo na četvorostepene lance snabdevanja i probleme lociranja habova.<br />

Rodriguez i dr. (2007) su rešavali problem lociranja habova sa kapacitetnim<br />

ograničenjima, dodatno razmatrajući troškove koji u sistemu nastaju usled zakrčenosti koja<br />

nastaje kada je dostignuto kapacitetno ograničenje. Za iznalaženje rešenja modeliranog<br />

problema razvili su algoritam na bazi simuliranog kaljenja, i došli do zaključka da primena<br />

ovog algoritma u datom slučaju daje dobre rezultate. Model stavlja akcenat na vremensku<br />

dimenziju transporta i može da posluži kao koristan alat, pri donošenju odluke o<br />

definisanju lokacije i usluga u habu.<br />

Limbourg i Jourquin (2009) su istraživali optimalne lokacije drumsko-železničkih<br />

kontejnerskih terminala na postojećoj evropskoj mreži puteva i pruga. Pritom su koristili<br />

model p hub mediane u kojem je ciljna funkcija bila minimizacija transportnih troškova. Oni<br />

su određivali optimalnu lokaciju intermodalnih terminala – habova, tako što su u<br />

iterativnom postupku poredili troškove transporta i troškove pretovara u potencijalnim<br />

lokacijama terminala koji su se iz iteracije u iteraciju menjali u odnosu na broj pretovarenih<br />

kontejnera. Njihov pristup je inovativan i interesantan, ali nije uzimao u obzir troškove<br />

lociranja terminala.<br />

Na osnovu dosadašnjih istraživanja može da se zaključi da linearno i nelinearno<br />

celobrojno matematičko programiranje ima dominantnu ulogu pri rešavanju lokacijskih<br />

problema logističkih centara, kao i da su dominantni pristupi modelovanje problema<br />

modelom habova i fiksnih troškova. U najvećem broju slučajeva definišu se modeli sa<br />

kapacitativnim ograničenjima. Za rešavanje lokacijskih problema logističkih centara<br />

definisanim modelima najčešće se primenjuju genetski i fazi (fuzzy) algoritmi, a zatim tabu<br />

pretraživanje i simulirano kaljenje.<br />

2.4 Lokacijski problemi postrojenja za generisanje električne energije iz<br />

biomase<br />

Veliki broj matematičkih modela za širok spektar lokacijskih problema je formulisan i<br />

primenjen, međutim, samo mali broj njih se bavi problemom lokacije objekata u lancu<br />

snabdevanja biomasom. Neki od najznačajnijih navedeni su u nastavku.<br />

3 economy of scale<br />

20


Freppaz i dr. (2004) razvili su sistem podrške pri odlučivanju u eksploataciji drvne<br />

biomase u energetske svrhe. Sistem integriše tehnike bazirane na GIS - u i matematičkom<br />

programiranju i ima za cilj da oceni podobnost iskorišćenja drvne biomase u energetske<br />

svrhe na određenom području, na osnovu čega daje preporuke o lociranju postrojenja u<br />

određenom području i o isplativoj veličini postrojenja. Sistem je testiran u malom<br />

planinskom regionu u Italiji.<br />

Walla i Schneeberger (2008) su istraživali optimalnu veličinu kogenerativnog<br />

postrojenja za proizvodnju električne i toplotne energije iz biogasa proizvedenog od silaže<br />

kukuruza, razmatrajući prvenstveno transportne troškove. U istraživanju su se fokusirali na<br />

područje Austrije i bavili se pitanjima kao što su: koliko se koeficijent korisnosti menja sa<br />

porastom nazivne snage postrojenja?; kako se menjaju troškovi biogasa i proizvodnje<br />

električne energije sa porastom nazivne snage postrojenja?; koja snaga postrojenja je<br />

troškovno najpovoljnija u zavisnosti od dostupnosti raspoloživih sirovina?; koji efekat<br />

subvencije i feed-in 4 tarife imaju na optimalan kapacitet postrojenja u Austriji? Došli su do<br />

rezultata prikazanih na sl. 3.<br />

Sl. 3 Troškovi proizvodnje električne energije u zavisnosti od kapaciteta postrojenja (Walla<br />

i Schneeberger, 2008)<br />

Njihovi rezultati ukazuju na značaj dostupnosti biomase, tako što prikazuju odnos<br />

promene troškova snabdevanja postrojenja biomasom, nasuprot promeni vrednosti<br />

investicija porastom veličine postrojenja.<br />

Perpina i dr. (2009) su razvili metod fokusiran na potencijalne strategije transporta<br />

poljoprivredne i drvne biomase, koristeći geografski informacioni sistem (GIS). Razvijena<br />

metodologija je testirana u regionu Valensije (Španija) i podrazumevala je dve faze. U<br />

prvoj fazi izračunata je raspoloživa biomasa po svakom kvadratnom kilometru<br />

posmatranog regiona. Računata je kao proizvod površine pod određenom biljnom vrstom,<br />

koeficijenta koji označava koliko se koje vrste biomase može ubrati i koeficijenta<br />

dostupnosti određene biomase. U drugoj fazi je obavljena analiza postojeće transportne<br />

mreže uz pomoć geografske baze podataka. Zaključak njihovog istraživanja je da efikasno<br />

4 Subvencionisana tarifa po kojoj se otkupljuje energija generisana iz OIE<br />

21


upravljanje snabdevanjem biomase ima važnu ulogu u smanjivanju transportnih rastojanja<br />

a time i transportnih troškova, što opet ima veliki uticaj na izbor lokacije postrojenja.<br />

Rodžers i Brammer (2009) su se bavili lociranjem postrojenja za pirolizu, radi<br />

optimizacije troškova prevoza energetskih biljaka od polja do postrojenja. Ideja njihovog<br />

rada je bila da se pretvaranjem energetskog bilja u bioulje, u postrojenjima za pirolizu, a<br />

zatim korišćenjem bioulja u postrojenjima za proizvodnju energije može uštedeti na<br />

transportnim troškovima. Pored toga bioulje je transportabilnije i povoljnije za skladištenje,<br />

zbog čega se može postići veća sloboda pri lociranju postrojenja za proizvodnju energije.<br />

U svom istraživanju su došli do zaključka da u slučaju transporta biomase transportni<br />

troškovi ustvari značajno rastu zbog potrošenog vremena u procesu utovara i istovara, i da<br />

se korišćenje postrojenja za pirolizu isplati samo u slučaju ako su potrebna transporta<br />

rastojanja biomase do postrojenja za proizvodnju energije veća od 77 km, a ukrupnjenost<br />

površina pod biomasom tolika da je isplativo izgraditi postrojenja za pirolizu većih<br />

kapaciteta.<br />

Radi optimizacije troškova snabdevanja postrojenja biomasom Rentizelas i dr. (2009)<br />

su se bavili problemom skladištenja biomase. Oni su razmatrali korišćenje tri vrste<br />

skladišta: zatvoreno skladište sa mogućnošću sušenja biomase upumpavanjem toplog<br />

vazduha u skladište, natkriveno skladište sa metalnim krovom bez bilo kakve opreme za<br />

sušenje biomase, otvoreno skladište na kojem se biomasa prekriva zaštitnom folijom. U<br />

svom istraživanju došli su do zaključka da primena jevtinijih rešenja za skladištenje<br />

biomase - otvoreno skladište i prekrivanje biomase zaštitnom folijom dovodi do značajnog<br />

smanjenja troškova snabdevanja biomase.<br />

Rentizelas i Tatsiopoulos (2009) su istraživali optimalnu lokaciju postrojenja za<br />

proizvodnju električne energije iz biomase uz pomoć hibridnog optimizacionog modela, čiji<br />

su rezultati upoređeni sa rezultatima dobijenim genetskim algoritmima i uz pomoć<br />

sekvencijalnog kvadratnog programiranja. Modelirali su lokacijski problem kao nelinearan<br />

optimizacioni problem čija je kriterijumska funkcija maksimizacija neto sadašnje vrednosti<br />

investicija tokom radnog ciklusa postrojenja. Model su testirali u regionu Tesalije (Grčka).<br />

Došli su do zaključka da hibridni optimizacioni model daje dobre rezultate u ovom slučaju,<br />

bolje nego druge dve razmatrane metode.<br />

Dyken i dr. (2010) su razvili model koji dovodi u vezu sadržaj vlage u biomasi sa<br />

njenim energetskim potencijalom sa dugotrajnim procesima u lancu snabdevanja kao što<br />

je na primer proces skladištenja, odnosno sušenja biomase tokom skladištenja radi<br />

optimizacije lanca snabdevanja. Pri modeliranju su koristili linearno celobrojno<br />

programiranje.<br />

Marti i Gonzales (2010) su razvili matematički metod kojim se dovodi u vezu linearno<br />

programiranje i digitalne mape radi pronalaska optimalne lokacije postrojenja na biomasu.<br />

Metod su testirali u regionu Španije i došli do zaključka da metod pruža dobre mogućnosti<br />

za optimalno lociranje postrojenja u odnosu na lokaciju potrošača, ali ne tako dobro u<br />

odnosu na lokaciju raspoloživih sirovina. Takođe, metod razmatra lociranje samo jedne<br />

vrste postrojenja, ne razmatra postojanje međuskladišta i vodi računa da postrojenje bude<br />

u blizini korisnika energije, ali ne i da je ukupna potražnja korisnika zadovoljena.<br />

Kocoloski i dr. (2011) su istraživali uticaj veličine i lokacije postrojenja za proizvodnju<br />

energije iz etanola, na troškove proizvodnje celuloznog etanola. Zaključili su da ovi<br />

parametri imaju veliki uticaj, čak do 15-25 % od ukupnih troškova.<br />

22


Na osnovu dosadašnjih istraživanja može da se zaključi da matematičko<br />

programiranje ima dominantnu ulogu pri rešavanju lokacijskih problema u lancima<br />

snabdevanja biomasom, naročito linearno, celobrojno i dinamičko programiranje. Osim<br />

toga istraživanja su pokazala da logistički troškovi imaju značajan uticaj na ukupne<br />

troškove lanaca snabdevanja biomasom, usled čega su oni parametar koji svakako treba<br />

uzeti u obzir, pri donošenju odluke o veličini i lokaciji postrojenja. Struktura lanca<br />

snabdevanja sa više skladišta u nizu ili postrojenjem za pirolizu, isplativa je samo kada je<br />

reč o velikim postrojenjima i transportnim rastojanjima snabdevanja postrojenja od preko<br />

80 km. Prekrivanje biomase jednogodišnjim ili višegodišnjim folijama predstavlja troškovno<br />

najisplativiji način skladištenja biomase.<br />

23


3. MODELIRANJE LOKACIJSKIH PROBLEMA LOGISTIČKIH CENTARA<br />

Lanci snabdevanja su nosioci realizacije robnih tokova. Istovremeno, robni<br />

tokovi predstavljaju generatore zahteva za uslugama transporta, skladištenja, pretovara,<br />

kontrole, komisioniranja i drugih logističkih aktivnosti.<br />

Robni tokovi od mesta pošiljaoca do mesta primaoca prolaze kroz niz različitih<br />

transformacija koje često značajno menjaju njihove karakteristike. Činjenica da pošiljalac<br />

robe može biti jedna kompanija, a da se kao primaoci pojavljuju n različitih subjekata<br />

govori o deobi – transformaciji toka. Transformacije nad robnim tokovima najčešće se<br />

odvijaju u logističkim centrima. Poznavanjem karakteristika robnih tokova i njihovih<br />

transformacija stvaraju se uslovi za primereno planiranje, projektovanje i upravljanje<br />

logističkim centrima.<br />

3.1 Logistički centri u lancima snabdevanja<br />

Logistički centri predstavljaju centralne elemente savremenih logističkih i poslovnih<br />

mreža, a samim tim i lanaca snabdevanja. Oni su najčešće mesta vremenske,<br />

kvantitativne, kvalitativne, strukturne, vrednosne ili pak neke druge transformacije robnih<br />

tokova. Razlikuju se po makro i mikrolokacijskom položaju, strukturi funkcija i podsistema,<br />

stepenu razvijenosti, organizaciji i tehnologiji. U svakom slučaju, zajedničko im je da<br />

objedinjavaju različite podsisteme i pružaju kompleksne logističke usluge. S obzirom na<br />

navedene različitosti, jasno je da ne postoje standardne karakteristike logističkih centara,<br />

međutim, njihovom detaljnijom analizom uočavaju se neka zajednička obeležja, kao što<br />

su:<br />

− multimodalnost - povezanost sa različitim vidovima transporta,<br />

− otvorenost - slobodan pristup za sve javne i privatne kompanije da se integrišu u ili<br />

koriste objekte centra, sa ciljem prostorne integracije različitih operatora i učesnika<br />

lanaca snabdevanja,<br />

− multifunkcionalnost - pružanje većeg broja transportnih i logističkih usluga,<br />

− rukovanje teretom ili robom - izbor većeg broja objekata i opreme za<br />

manipulisanje, kao što su različiti terminali i skladišta,<br />

− elektronska razmena informacija - pristupi telematskim sistemima vezanim za<br />

transport, administraciju, upravu i lanac snabdevanja,<br />

− međupovezanost različitih poslovnih sektora i subjekata radi ostvarivanja<br />

transportnih i logističkih aktivnosti,<br />

− težnja ka manjim ukupnim troškovima kao posledica uštede u skladišnim i<br />

pretovarnim sistemima, IT sistemu, uslužnim i pratećim delatnostima,<br />

− dodatne usluge, kao što su snabdevanje gorivom i vodom, usluge održavanja,<br />

pakovanja, carinske kontrole, itd.<br />

Naročito je važno da se napomene da su upravo dodatne usluge ono što razlikuje<br />

logističke centre od ostalih mesta transformacije robnih tokova, kao što su terminali,<br />

stanice, čvorovi, luke, itd. Upravo na osnovu dodatnih usluga se promenilo poimanje<br />

24


logistike od prostog transporta i skladištenja do integrisanog planiranja i upravljanja<br />

tokovima materijala i informacija.<br />

Osnovna podela logističkih centara jeste prema organizacionoj formi na otvorene i<br />

zatvorene.<br />

Otvoreni logistički centri su najčešće centri sa najvećim stepenom integracije<br />

logističkih aktivnosti. Oni kao kompleksi zgrada, skladišta, terminala, ... imaju direktne<br />

veze s infrastrukturom (putevi, pruge, vodni putevi, aerodromi), koja je integrisana u<br />

unutrašnju transportnu infrastrukturu. Ovakvi logistički centri pored osnovnih funkcija mogu<br />

da obuhvataju i manje nivoe proizvodnje (obradu, doradu, montažu). Tipični primeri za<br />

otvorene logističke centre su: železničke (ranžirne) stanice, luke, aerodromi. Pružanjem<br />

dodatnih usluga, kao što su: kontrola i osiguranje kvaliteta, obrada robe, pakovanje i<br />

prepakivanje, obrada skladišnih jedinica, montaže, reparature, obrada tura transporta,<br />

reklamni poslovi, reciklaža, itd, ovakvi logistički centri postaju centri kompetencije.<br />

Zatvoreni logistički centri pripadaju preduzećima koja se bave uslugama, ali i<br />

industrijskim poslovanjem. Mogu da egzistiraju nezavisno ili u okviru otvorenih centara.<br />

Primeri za zatvorene logističke centre su: distributivni i otpremni centri, skladišta,<br />

pretovarni centri, itd. U njih, takođe, može biti integrisana proizvodnja nižeg nivoa.<br />

(Georgijević, 2011)<br />

Pored ove osnovne podele, logističke centre je moguće razlikovati i prema:<br />

A. vlasničkoj strukturi<br />

− privatni,<br />

− javni,<br />

B. zastupljenim vidovima transporta<br />

− unimodalni,<br />

− bimodalni,<br />

− trimodalni,<br />

− multimodalni,<br />

C. vrsti robe koje opslužuje,<br />

D. mestu i funkcijama u logističkoj mreži,<br />

E. lokaciji u odnosu na gravitaciono područje,<br />

F. kapacitetu, itd.<br />

Postojanje logističkih centara u lancima snabdevanja ima niz ciljeva i prednosti u<br />

raznim društveno-privrednim oblastima (sl. 4).<br />

25


U DOMENU SAOBRAĆAJA I LOGISTIKE<br />

CILJEVI RAZVOJA LOGISTIČKIH CENTARA<br />

• Racionalna podela rada između vidova transporta<br />

• Razvoj intermodalnog transporta<br />

• Bolje iskorišćenje pređenog puta i tovarnog prostora transportnih sredstava<br />

• Jačanje konkurentnosti između preduzeća iz oblasti transporta i logistike<br />

• Ponuda kompletne logističke usluge<br />

• Povećanje kvaliteta logističke usluge<br />

• Efikasno korišćenje infrastrukture<br />

• Rasterećenje drumskih saobraćajnica<br />

• Povećanje saobraćajne, logističke ponude<br />

• Razvoj i modernizacija saobraćajne infrastrukture<br />

• Rešavanje problema city logistike<br />

• Liberalizacija transportnog tržišta<br />

• Efikasno korišćenje naprednih IT u saobraćaju i transportu<br />

EKONOMSKI<br />

• Smanjenje troškova logistike<br />

• Smanjenje investicija u neprofitne segmente logističkih sistema<br />

• Smanjenje rizika od investiranja u logističke sisteme<br />

• Smanjenje vezanog kapitala u logističkim sistemima<br />

• Razvoj berzanskih modela za usaglašavanje ponude i potražnje<br />

• Razvoj novih aktivnosti dodavanja vrednosti, itd<br />

OPŠTE PRIVREDNI<br />

• Efikasnije uključivanje u međunarodne robne tokove<br />

• Razvoj i povećana konkurentnost regiona<br />

• Sinergijski efekti<br />

• Poboljšanje zaposlenosti i uslova rada<br />

• Bolji uslovi poslovanja za mala i srednja preduzeća<br />

• Povećanje satisfakcije klijenata, korisnika logističke usluge, itd<br />

EKOLOŠKO BEZBEDNOSNI<br />

• Smanjenje zagađenja vazduha<br />

• Smanjenje buke, vibracija<br />

• Poboljšanje kvaliteta života u gradovima<br />

• Dislokacija, evakuacija ekološki nepovoljnih sistema<br />

• Razvoj ekološki prihvatljivih transportnih sistema<br />

• Racionalno sakupljanje materijala za reciklažu<br />

• Povećanje bezbednosti transporta i pretovara opasnih materija<br />

• Smanjenje incidentnih situacija, itd<br />

ENERGETSKI<br />

• Smanjenje potrošnje energije<br />

• Racionalno korišćenje energije<br />

• Zaštita energetskih resursa, itd<br />

PROSTORNO PLANIRANJE<br />

• Uključivanje u mrežu RTC-a<br />

• Efikasnije korišćenje zemljišta<br />

• Smanjenje ukupnih potreba za površinama<br />

• Povećanje atraktivnosti lokacije<br />

• Smanjenje nepotrebnih logističkih sistema u urbanim sredinama<br />

• Naseljavanje visokovrednim delatnostima<br />

• Usklađivanje prostorne strukture<br />

• Smanjenje parkiranja teretnih vozila u urbanim sredinama, itd<br />

Sl. 4 Ciljevi razvoja logističkih centara (Zečević, 2009 - delimično prerađeno)<br />

26


Planiranje i projektovanje logističkih centara na prvom mestu podrazumeva<br />

određivanje lokacije i kapaciteta.<br />

Postoje dva osnovna nivoa izbora lokacije logističkih centara: makro i mikronivo.<br />

Pritom, makronivo podrazumeva izbor lokacije na teritoriji kontinenta, regiona ili države, a<br />

mikro izbor lokacije na teritoriji opštine ili grada (sl. 5).<br />

nacionalni,<br />

internacionalni<br />

prostor<br />

MAKRO -<br />

LOKACIJSKI<br />

PROBLEM<br />

I FAZA<br />

aglomeracija,<br />

gradska<br />

zona<br />

lučka,<br />

industrijska<br />

zona<br />

MIKRO -<br />

LOKACIJSKI<br />

PROBLEM<br />

II FAZA<br />

Sl. 5 Makro i mikrolokacija logističkih centara (Zečević, 2009)<br />

Više različitih faktora utiče na izbor lokacije logističkih centara. Među najznačajnijim<br />

faktorima su: tip i funkcija logističkih centara, pripadnost logističkoj mreži, planirana i<br />

očekivana gravitaciona zona centra, obim i karakteristike robnih tokova koje centar treba<br />

da opslužuje, predviđena vlasnička struktura centra.<br />

Iz navedenog proizilazi da je kao osnova za određivanje lokacije i kapaciteta<br />

logističkih centara potrebno:<br />

− definisati strukturu lanca snabdevanja,<br />

− analizirati robne tokove u posmatranom lancu,<br />

− definisati gravitaciono područje centara,<br />

− definisati tip i funkcije logističkih centara.<br />

Osnovni kriterijumi pri tome su najčešće transportni ili ukupni troškovi lanca snabdevanja.<br />

Struktura lanaca snabdevanja<br />

U pogledu svoje strukture, lanci snabdevanja mogu biti jednostepeni, dvostepeni,<br />

trostepeni i višestepeni.<br />

Jednostepeni lanci snabdevanja podrazumevaju direktne isporuke. Javljaju se u<br />

slučajevima manjeg ili većeg broja isporučilaca i korisnika, na manjim ili većim<br />

27


međusobnim rastojanjima i manjim ili većim transportnim količinama, ali uvek<br />

podrazumevaju direktnu isporuku od pošiljalaca do potrošača. Primer ovakvih lanaca<br />

snabdevanja može biti montaža mašina i opreme sa kooperantima u nekom proizvodnom<br />

procesu ili distribucija robe iz skladišta proizvođača do krajnih potrošača. Na sl. 6 dat je<br />

primer jednostepenog lanca snabdevanja.<br />

Sl. 6 Jednostepeni lanac snabdevanja sa direktnim isporukama (Georgijević, 2011)<br />

Dvostepeni lanci snabdevanja uobičajeni su u slučajevima kada su proizvođači i<br />

korisnici prostorno dosta udaljeni, zbog čega se robe pretežno dovozi do distribucionih<br />

skladišta, gde se stavlja na raspolaganje korisnicima (primer distribucije mineralne vode,<br />

piva i robe sličnih karakteristika).<br />

Trostepeni lanci snabdevanja su najčešći u praksi, jer podrazumevaju globalne<br />

tokove materijala i robe. Postoji više koncepata trostepenih lanaca snabdevanja, a<br />

najčešći je onaj koji uključuje neku vrstu logističkog centra. Primer trostepenog<br />

distributivnog sistema sa logističkim centrima dat je na sl. 7.<br />

Sl. 7 Trostepeni distributivni sistem sa logističkim centrima (Georgijević, 2011)<br />

Višestepeni sistemi su najčešće kombinacije prethodnih.<br />

28


U najvećem broju slučajeva, trostepeni i višestepeni lanci snabdevanja<br />

podrazumevaju postojanje logističkih centara, pri čemu njihov rad može da se odvija po<br />

dva osnovna principa i to crossdocking i transshipment. Crossdocking podrazumeva da se<br />

robe bez ili sa transportnom jedinicom (npr. paletom) u istoj formi skladište i za kratko<br />

vreme dalje transportuju (sl. 8), dok transshipment podrazumeva da se robe sortiraju ili<br />

komisioniraju i oformljuje se nova transportna jedinica za dalji transport.<br />

U ovom istraživanju će se razmatrati trostepeni lanci snabdevanja sa logističkim<br />

centrima, koji funkcionišu po principu crossdocking-a.<br />

Distributivni centar<br />

Snabdevač<br />

Pre crossdocking-a<br />

Snabdevači<br />

LTL<br />

Prijem robe<br />

Kupci<br />

Sortiranje<br />

Otprema robe<br />

Posle crossdocking-a<br />

FTL<br />

FTL<br />

crossdocking<br />

DC<br />

Kupac<br />

FTL (Full Truckload) - pun tovarni prostor; LTL (Less - than Truckload) - nepun transportni prostor<br />

Sl. 8 Crossdoking logistički centri<br />

Logistički centri koji rade po principu crossdocking-a omogućavaju blagovremenu<br />

raspodelu robnih tokova, bolje usklađivanje sa zahtevima klijenata i efikasnije korišćenje<br />

transportnih sredstava. Ovakav distributivni centar u suštini služi kao objekat visoke<br />

propusne moći sortiranja za veći broj snabdevača i kupaca. Može da se primeni u<br />

različitim okolnostima. Kod proizvođača, u cilju konsolidacije internog snabdevanja (za just<br />

in time procesu proizvodnje), u distribucionim sistemima za konsolidaciju robnih tokova od<br />

raznih snabdevača koji se kasnije, u različitim količinama, distribuiraju većem broju<br />

različitih kupaca, u transportnim sistemima radi postizanja FTL 5 - a, umesto LTL 6 - a.<br />

5 FTL (Full Truckload) - pun tovarni prostor<br />

6 LTL (Less - than Truckload) - nepun transportni prostor<br />

29


Robni tokovi<br />

Robni tokovi predstavljaju tokove materijala između pošiljaoca i primaoca, pri čemu<br />

može biti i više pošiljalaca i više primalaca. Karakteriše ih početna i krajnja tačka, obim i<br />

transformacije koje se na toku dešavaju između početne i krajnje tačke.<br />

U odnosu na obim, početnu i krajnju tačku robnih tokova, razlikuju se makro i mikro<br />

tokovi robe. Kod makrotokova početna i završna tačka ne nalaze se na istom području. U<br />

njih ubrajamo tokove: dopreme, otpreme, izvoza, uvoza i tranzita. Mikrotokovi predstavljaju<br />

tokove kod kojih se i početna i završna tačka nalaze u okviru istog područja i u njih<br />

spadaju tokovi: dopreme i otpreme.<br />

Transformacije robnih tokova najčešće se odvijaju u logističkim centrima, a u vezi sa<br />

vrstom transformacije na tokovima robe postoje četiri osnovne funkcije logističkih centara:<br />

− sabirna funkcija pri povezivanju tokova mikrodistribucije i tokova makrodistribucije,<br />

− distributivna funkcija pri povezivanju tokova makrodistribucije i tokova<br />

mikrodistribucije,<br />

− tranzitna funkcija pri povezivanju tokova makrodistribucije i tokova<br />

mikrodistribucije,<br />

− sabirno-distributivna funkcija pri povezivanju tokova makrodistribucije i tokova<br />

mikrodistribucije.<br />

Sabirna funkcija podrazumeva realizaciju sabirnog rada u definisanoj gravitacionoj<br />

zoni u cilju daljinske otpreme robe primaocima. Pri tome, može da se ostvari sabiranje iste<br />

ili različite robe od istih ili različitih pošiljalaca za dalju distribuciju robe istim ili različitim<br />

primaocima, pri čemu sabiranje može biti u funkciji formiranja i otpreme transportnih<br />

jedinica i / ili u funkciji čuvanja robe s aspekta tehnologije skladištenja.<br />

Distributivna funkcija podrazumeva prijem robe koja je deo makrodistributivnih tokova<br />

i realizaciju njihove dalje distribucije do jednog ili više potrošača u definisanoj gravitacionoj<br />

zoni. Pritom, može da se ostvari transformacija manjih ili većih količina iste ili različite robe<br />

u manje isporuke koje se distribuiraju jednom ili više primaoca, pri čemu se robe mogu<br />

prepakovati, sortirati, doraditi, oplemeniti ili jednostavno samo skladištiti.<br />

Tranzitna funkcija podrazumeva prijem i otpremu tokova makrodistribucije pri čemu<br />

se može realizovati npr. promena vida transporta ili promena transportnih jedinica.<br />

Sabirno-distributivna funkcija podrazumeva realizaciju i sabirnog i distributivnog<br />

rada, između jednog ili više pošiljalaca i jednog ili više primalaca, u definisanoj<br />

gravitacionoj zoni. Ova funkcija često je upotpunjena prepakivanjem, doradom ili<br />

oplemenjivanjem robe.<br />

U ovom istraživanju rešavaće se lokacijski problem logističkih centara sa<br />

distributivnom funkcijom. Logistički centri sa distributivnom funkcijom predstavljaju mesta<br />

sučeljenja makro i mikrodistribucije (sl. 9). Osnovni zadatak im je sortiranje i konsolidacija<br />

robnih tokova u cilju optimizacije transporta. Optimizacija transporta ostvaruje se,<br />

prvenstveno, primenom adekvatnih transportnih jedinica i tehnologija transporta u<br />

zavisnosti od vrste, količine i pojavnog oblika robe. U vezi sa tim, akcenat se stavlja na<br />

primenu intermodalnog transporta, odnosno kombinaciju različitih vidova transporta bez<br />

promene transportne jedinice, kako bi se iskoristile prednosti svakog od raspoloživih<br />

vidova transporta. Kao posledica toga, većina logističkih centara predstavlja intermodalne<br />

centre sa mogućnošću opsluživanja barem dva vida transporta. U ovom istraživanju<br />

30


azmatraće se logistički centri sa mogućnošću opsluživanja robnih tokova koji koriste<br />

jedan, dva ili tri vida transporta.<br />

MAKRODISTRIBUCIJA LOGISTIČKI CENTAR MIKRODISTRIBUCIJA<br />

Veće površine opsluživanja<br />

– veća rastojanja<br />

Veće količine po transportnoj<br />

jedinici i jedinici otpreme<br />

Veća homogenost u pogledu<br />

jedinice otpreme<br />

Učešće svih vidova<br />

transporta<br />

Veća determinisanost<br />

pojave transportnih zahteva<br />

Manja frekvencija tokova<br />

na istim relacijama<br />

Promena veličine vozila<br />

Promena vida<br />

transporta<br />

Vremensko i<br />

kapacitativno<br />

usaglašavanje<br />

robnog toka<br />

Odlaganje i<br />

čuvanje robe<br />

Promena veličine i<br />

strukture logističke<br />

jedinice<br />

Formiranje tovarnih<br />

jedinica<br />

Specijalne usluge za<br />

transportna sredstva<br />

Specijalne usluge<br />

za robu, itd.<br />

Manje površine opsluživanja<br />

– manja rastojanja<br />

Manje količine po transportnoj<br />

jedinici i jedinici otpreme<br />

Veća nehomogenost u<br />

pogledu jedinice otpreme<br />

Dominantna zastupljenost<br />

drumskog transporta<br />

Veća stohastičnost pojave<br />

transportnih zahteva<br />

Veća frekventnost<br />

isporuke<br />

Sl. 9 Logistički centri kao mesta sučeljavanja makro i mikrodistribucije (Zečević, 2009)<br />

Funkcije logističkih centara<br />

U odnosu na najčešće usluge koje se odvijaju u logističkim centrima, može da se<br />

definiše pet funkcija logističkih centara (sl. 10). Preteča logističkih centara bili su robnotransportni<br />

centri u kojima je bila zastupljena samo osnovna funkcija. Međutim,<br />

postepenim razvojem dopunskih, pomoćnih, informacionih i bezbednosnih funkcija, robnotransportni<br />

centri evoluirali su u logističke centre, sada već centre kompetencije.<br />

Zastupljenost funkcija u logističkim centrima najčešće zavisi od tipa, kapaciteta i<br />

vlasništva centra. Tako su u zatvorenim centrima najčešće zastupljene osnovne i<br />

pomoćne funkcije, dok se u otvorenim centrima, radi povećanja konkurentnosti, insistira na<br />

prisustvu svih pet prikazanih funkcija.<br />

Osim navedenog, na zastupljenost određenih funkcija u nekom logističkom centru<br />

uticaće i gravitaciona zona tog centra iz razloga što će direktno usloviti pojedine<br />

karakteristike robnih tokova.<br />

.<br />

31


STRUKTURA FUNKCIJA LOGISTIČKIH CENTARA<br />

A<br />

B<br />

OSNOVNE FUNKCIJE<br />

U<br />

TRANSPORTU ROBE<br />

PRETOVARU ROBE<br />

SKLADIŠTENJU ROBE<br />

DOPUNSKE FUNKCIJE<br />

Sabirno distributivni transport<br />

Daljinski transport<br />

Drumski, železnički, vodni transport<br />

Intermodalni transport<br />

Između transportnih sredstava<br />

Između skladišta i transportnih sredstava<br />

Između faza u transportnim lancima<br />

U trgovačkim lancima<br />

Uopšte, kao skladišne zalihe<br />

C<br />

ZA<br />

Sortiranje<br />

ROBU Komisioniranje<br />

Prerada<br />

Dorada<br />

Pakovanje, obeležavanje<br />

Nakupljanje<br />

Držanje u smislu depoa<br />

TRANSPORTNA SREDSTVA Parkiranje<br />

Nega<br />

Održavanje<br />

Popravka<br />

Priprema<br />

PRETOVARNU MEHANIZACIJU Održavanje<br />

Popravka<br />

Priprema – punjenje, pražnjenje<br />

TOVARNE JEDINICE Održavanje<br />

Popravka<br />

Posredovanje<br />

PERSONAL Usavršavanje i obučavanje<br />

Usluge personalu, ishrana, odmor, spavanje, itd.<br />

Lečenje<br />

POMOĆNE FUNKCIJE<br />

Carinjenje<br />

Osiguranje<br />

Veterinarsko-sanitarne usluge<br />

Snabdevanje gorivom, vodom, energijom<br />

D<br />

E<br />

UPRAVNO-INFORMACIONE<br />

FUNKCIJE<br />

TEHNIČKO-BEZBEDNOSNE<br />

FUNKCIJE<br />

Funkcija razvoja<br />

Funkcija berzanskog posredovanja<br />

Funkcija organizacije transporta<br />

Funkcija telematske podrške<br />

Informacioni biro, itd.<br />

Priprema i održavanje stabilnih sistema<br />

Obezbeđenje i uređenje prostora i objekata<br />

Održavanje infrastrukture<br />

Kontrola i obezbeđenje sistema<br />

Sl. 10 Struktura funkcija logističkih centara (Zečević, 1995)<br />

32


Gravitaciona zona<br />

Gravitaciona zona logističkog centra predstavlja teritoriju sa koje se pokreću robnotransportni<br />

tokovi, koji u nekoj fazi svog kretanja prolaze kroz taj logistički centar.<br />

Određena je brojem, strukturom i lokacijom korisnika logističkih usluga. Jedan centar<br />

može da ima različite gravitacione zone u zavisnosti od vrste robnih tokova, tehnologije<br />

transportnih lanaca i vrste usluga koje nudi. Na definisanje gravitacionih zona jednog<br />

centra utiče veliki broj faktora, a najvažniji su:<br />

− položaj regiona u kojem se centar nalazi,<br />

− robnotransportni tokovi,<br />

− saobraćajna povezanost,<br />

− struktura sistema i usluga u centru,<br />

− korisnici usluga,<br />

− gustina logističke mreže...<br />

U vezi sa njihovom gravitacionom zonom, razlikuje se 4 osnovna tipa logističkih<br />

centara (tab. 1).<br />

Tab. 1 Tipovi logističkih centara u odnosu na njihovo gravitaciono područje (Zečević,<br />

2009)<br />

Tip centra<br />

Međunarodni<br />

glavni<br />

logistički<br />

centri<br />

Međunarodni<br />

logistički<br />

centri<br />

Regionalni<br />

distributivni<br />

centri<br />

Gradski<br />

(City)<br />

logistički<br />

centri<br />

Karakteristike<br />

• smešteni na glavnim osovinama privrednog, ekonomskog i transportnog<br />

razvoja,<br />

• direktno usmereni na realizaciju interkontinentalnih robnih i transportnih<br />

tokova,<br />

• intermodalne mogućnosti i tehnologije transporta (železnički, drumski, vodni,<br />

vazdušni transport)<br />

• visok nivo tehnologije,<br />

• kompletna logistička usluga,<br />

• veliki kapaciteti i površine za transpotrne, pretovarne i skladišne operacije,<br />

• mogućnost efikasne razmene informacija.<br />

• smešteni na glavnim evropskim transportnim osovinama,<br />

• usmereni na realizaciju robnih tokova u različitim internacionalnim mrežama,<br />

• naglašena sabirno distributivna funkcija transporta,<br />

• kompletna logistička usuga,<br />

• savremene tehnologije kombinovanog transporta,<br />

• smešteni na važnim međunarodnim transportnim pravcima,<br />

• funkcije transporta, skladištenja, pretovara i distribucije,<br />

• dominantan drumski transport,<br />

• usmereni na tehnologije kombinovanog transporta.<br />

• smešteni u gravitacionim zonama privrednih regiona (centara) i urbanih<br />

aglomeracija,<br />

• dominantna sabirno-distributivna funkcija na području do 50 km,<br />

• dominantan drumski transport,<br />

• veličina i struktura zavisi od veličine i karakteristika tržišta, broja stanovnika,<br />

prostorne konfiguracije.<br />

U ovom istraživanju pažnja je posvećena međunarodnim logističkim centrima.<br />

33


Logistički troškovi koji utiču na izbor tipa, kapaciteta i lokacije logističkih centara<br />

Ukupni logistički troškovi jednog lanca snabdevanja obuhvataju različite vrste<br />

troškova. Međutim, ako je reč o izboru kapaciteta i lokacije otvorenih logističkih centara sa<br />

distributivnom funkcijom, troškovi transporta i skladištenja imaju najznačajniju ulogu (sl.<br />

11).<br />

Ukupni logistički troškovi<br />

Troškovi<br />

Troškovi skladištenja<br />

Transportni troškovi<br />

Broj logističkih centara<br />

Optimalan broj centara sa<br />

aspekta ukupnih logističkih<br />

troškova<br />

Sl. 11 Ukupni logistički troškovi u odnosu na broj logističkih centara<br />

Za isti obim potražnje za logističkim uslugama, transportni troškovi opadaju, a<br />

troškovi skladištenja rastu sa porastom broja logističkih centara. Pritom se minimum<br />

ukupnih logističkih troškova ostvaruje pri najboljem međusobnom odnosu ove dve vrste<br />

troškova.<br />

S obzirom na ulogu otvorenih logističkih centara sa distributivnom funkcijom u<br />

lancima snabdevanja, pri analizi transportnih troškova potrebno je praviti razliku između<br />

transportnih troškova makrotokova i transportnih troškova mikrotokova robe. Osnovna<br />

razlika između transportnih troškova ovih tokova potiče od razlika u primenjenom vidu<br />

transporta, odnosno tehnologije transporta i od razlika u ceni transporta po jedinici<br />

rastojanja i jedinici količine robe koja se transportuje. Takođe, makrotokovi najčešće<br />

podrazumevaju znatno veća transportna rastojanja nego mikrotokovi, usled čega je<br />

njihova cena po jedinici količine robe i rastojanja manja nego u slučaju mikrotokova.<br />

Troškovi skladištenja mogu da se podele na fiksne i varijabilne. Fiksni troškovi vezuju<br />

se za kapacitet centra, jer podrazumevaju troškove koji će se javiti bez obzira na<br />

iskorišćenje kapaciteta centra. Varijabilni troškovi su sa druge strane u direktnoj vezi s<br />

obimom robnih tokova koji prođu kroz centar, odnosno iskorišćenjem kapaciteta centra.<br />

Porast skladišnih troškova sa porastom broja centara posledica je fiksnih troškova,<br />

odnosno njihovog porasta za veći broj centara.<br />

34


Osim logističkih troškova, pri određivanju tipa, kapaciteta i lokacije logističkih centara,<br />

potrebno je razmatrati i vrednost investicija. U većini slučajeva, investicioni troškovi se<br />

razlikuju za različite tipove centara i opadaju sa porastom kapaciteta centra. Takođe, u<br />

direktnoj su vezi s izabranom lokacijom zbog razlika u ceni zemljišta, eventualnog<br />

postojanja subvencija za lociranje centra u nekom određenom regionu, itd. Vrednost<br />

investicija najčešće se izražava kao trošak po jedinici kapaciteta.<br />

Usvojeni lanac snabdevanja<br />

U ovom istraživanju analiziran je trostepeni lanac snabdevanja (sl. 3.9) sa<br />

međunarodnim, otvorenim, logističkim centrima sa distributivnom funkcijom koji pružaju<br />

sve usluge predstavljene na sl. 12.<br />

PREUZIMANJE ROBE KOD POŠILJAOCA ILI U HABU<br />

1 2 3 4 ... I<br />

MAKRODISTRIBUCIJA ROBA NEKIM OD<br />

RASPOLOŽIVIH VIDOVA TRANSPORTA<br />

TRANSFORMACIJA ROBNIH TOKOVA U<br />

LOGISTIČKIM CENTRIMA<br />

MIKRODISTRIBUCIJA ROBA<br />

DRUMSKIM TRANSPORTOM<br />

ISPORUKA ROBA KORISNICIMA<br />

1 2 3 4 ... J<br />

Sl. 12 Usvojeni trostepeni lanac snabdevanja s otvorenim logističkim centrima<br />

35


3.2 Model lokacijskog problema logističkih centara<br />

Model razmatra lociranje jednog ili više otvorenih logističkih centara sa distributivnom<br />

funkcijom, na postojećoj saobraćajnoj mreži, potrebnih za pokrivanje celokupne potražnje<br />

za logističkim uslugama u definisanom gravitacionom području. Ima za cilj da za poznate<br />

robne tokove u definisanom gravitacionom području odredi optimalan broj, tip, kapacitet i<br />

lokaciju logističkih centara, kao i alokaciju korisnika lociranim centrima, težeći pritom ka<br />

minimizaciji ukupnih logističkih troškova.<br />

Modeliran problem je posmatran kao jednokriterijumski, diskretan, statički, lokacijskoalokacijski<br />

problem na mreži. Pri modelovanju korišćeni su pristupi modela medijane,<br />

fiksnih troškova i p haba, sa kapacitativnim ograničenjima (videti poglavlje 2.2).<br />

U odnosu na dosadašnja istraživanja (videti poglavlje 2.3), definisanim modelom<br />

pruža se mogućnost izbora tipa centra i optimalnog vida transporta između svakog čvora u<br />

kome se generišu robni tokovi i svakog čvora koji predstavlja potencijalnu lokaciju<br />

logističkog centra. Pritom, moguće je ograničavanje udela razmatranih vidova transporta u<br />

ukupnom transportnom radu za posmatrane tokove robe što omogućava rešavanje<br />

posmatranog lokacijskog problema simulacijama za veći broj različitih scenarija u odnosu<br />

na dosadašnja istraživanja. Takođe, model ima specifičan pristup određivanju optimalnog<br />

kapaciteta centara, tako što pored vrednosti investicija u obzir uzima i fiksne operativne<br />

troškove centra. Kako vrednost investicija u centar po jedinici kapaciteta opada sa<br />

porastom kapaciteta, tako fiksni operativni troškovi centra rastu sa porastom kapaciteta,<br />

zbog čega je pri određivanju optimalnog kapaciteta potrebno naći najpovoljniji odnos<br />

između ove dve vrste troškova. Ovaj pristup pri određivanju kapaciteta odabran je stoga<br />

što se smatra da u slučaju otvorenih logističkih centara fiksni operativni troškovi centra<br />

igraju značajnu ulogu i stoga što je radi rentabilnosti centra neophodno postići što veći<br />

stepen iskorišćenja njegovog kapaciteta.<br />

Model razmatra postojanje skupa i = 1, 2, 3 ... I čvorova u kojima se generišu robni<br />

tokovi – čvorovi u kojima nastaje lanac snabdevanja (pošiljaoci); skupa j = 1, 2, 3 ... J<br />

čvorova u kojima se transformišu robni tokovi – potencijalne lokacije logističkih centara;<br />

skupa k = 1, 2, 3 ... k čvorova u kojima su locirani potrošači (primaoci); skupa t = 1, 2, ...T<br />

raspoloživih vidova transporta; i skupa n = 1, 2, ...N tipova logističkih centara.<br />

Parametri modela su:<br />

w ik – robni tokovi generisani u čvoru i, čije je odredište u čvoru k,<br />

S j n – kapacitet logističkog centra tipa n lociranog u čvoru j,<br />

c j n – investicioni troškovi lociranja logističkog centra tipa n u čvoru j po jedinici kapaciteta,<br />

f j fix - fiksni troškovi centra lociranog u čvoru j po jedinici kapaciteta,<br />

f j var – varijabilni troškovi po jedinici robnih tokova transformisanih u centru j,<br />

d ij<br />

t<br />

– rastojanje između čvorova i i j, u slučaju vida transporta t,<br />

d jk – rastojanje između čvorova j i k,<br />

α t – transportni troškovi po jedinici robnog toka i jedinici rastojanja između čvorova i i j, u<br />

zavisnosti od korišćenog vida transporta t,<br />

36


β – transportni troškovi po jedinici robnog toka i jedinici rastojanja između čvorova j i k,<br />

M t – gornja granica udela vida transporta t u ukupno ostvarenom transportnom radu.<br />

Promenljive uz pomoć kojih se modelom donose odluke su:<br />

j<br />

tipa centar se ukoliko log. , n<br />

u locira ne čvoru<br />

j<br />

,<br />

j<br />

J<br />

n<br />

⎧<br />

⎨<br />

⎩<br />

= ∀ ,<br />

∈<br />

∀<br />

∈<br />

X<br />

čvoru u locira n tipa centar se ukoliko Yn log 1,<br />

t<br />

ijk –procentualni udeo robnog toka generisanog u čvoru i koji ima odredište u čvoru<br />

k, koji se transformiše u čvoru j, i između čvorova i i j se transportuje vidom<br />

transporta t, 0≤ X t ijk ≤1<br />

j N<br />

0 .<br />

Matematički model posmatranog lokacijskog problema definisan je na sledeći način:<br />

minF<br />

=<br />

∑ ∑ ∑ ∑<br />

∈ ∈ ∈ ∈<br />

∑ ∑ ∑ ∑<br />

t ijk<br />

T j K k t ij T jkik<br />

j<br />

+<br />

uz ograničenja:<br />

∈ ∈ ∈ ∈<br />

ijk t<br />

i J I<br />

,<br />

j<br />

t J<br />

( c + f ) nj<br />

jfix<br />

Y<br />

nj j<br />

n n N<br />

i J j KT<br />

t j I<br />

k ik<br />

w<br />

var<br />

ijk t<br />

I i J t<br />

α d w<br />

X<br />

βd<br />

w X<br />

t<br />

+<br />

∑<br />

∑<br />

S<br />

∑ ∑ ∑ ∑<br />

∈ ∈<br />

∈ ∈ ∈ ∈<br />

+<br />

f<br />

X<br />

(3.5.1)<br />

≤<br />

∀<br />

j<br />

∈<br />

∑<br />

∈<br />

1<br />

(3.5.2)<br />

≤ ∑<br />

∀<br />

∈<br />

,<br />

i<br />

∈<br />

∀<br />

∈<br />

∀<br />

∈<br />

∀<br />

, I<br />

J<br />

K<br />

t<br />

∈<br />

T<br />

(3.5.3)<br />

∈ ∈<br />

,<br />

∀<br />

j<br />

i<br />

∈<br />

,<br />

∀<br />

∈<br />

∑ ∑<br />

n n j NY<br />

j<br />

NY n n t ijkj t X<br />

T t Jijk<br />

X<br />

k<br />

k<br />

=<br />

(3.5.4)<br />

1<br />

I<br />

∑ ∑<br />

∑<br />

K<br />

J<br />

w<br />

t<br />

ijk X<br />

≤<br />

∑<br />

∈ ∈ ∈<br />

∈<br />

∀<br />

∈<br />

(3.5.5)<br />

N<br />

i K k T t ik I<br />

n<br />

ijk X<br />

t<br />

∑ ∑ ∑<br />

∈ ∈ ∈<br />

≤<br />

∑ ∑<br />

∈<br />

∈<br />

Sj<br />

n njY<br />

∀<br />

tj<br />

∈<br />

T<br />

(3.5.6)<br />

Kriterijumska funkcija (3.5.1), uz pomoć definisanih varijabli, određuje optimalni broj,<br />

kapacitet i lokaciju logističkih centara težeći pritom da minimizira ukupne logističke<br />

troškove posmatranog lanca snabdevanja. Sastoji se iz četiri dela, pri čemu, prvi deo<br />

funkcije obuhvata troškove transporta robnih tokova od njihovog izvora do logističkih<br />

centara, uzimajući pritom u obzir korišćeni vid transporta, drugi deo funkcije obuhvata<br />

fiksne troškove logističkog centra, kao što su obaveze po izvorima finansiranja, porezi,<br />

J<br />

osiguranja, zarade zaposlenih, itd; treći deo funcije obuhvata varijabilne troškove<br />

logističkog centra, koji su u direktnoj vezi sa obimom robnih tokova koji prođu kroz centar;<br />

w M<br />

četvrti deo funcije obuhvata troškove distribucije od logističkog centra do korisnika.<br />

i J j t K k ik I<br />

I i K k ik w<br />

37


Ograničenjem 3.5.2 dozvoljava se lociranje samo jednog centra tipa n u čvoru j.<br />

Ograničenje 3.5.3 dozvoljava alokaciju korisnika k samo lociranim centrima. Ograničenje<br />

3.5.4 osigurava potpunu pokrivenost potražnje za logističkim uslugama. Ograničenje 3.5.5<br />

predstavlja kapacitativno ograničenje, koje ne dozvoljava da se centru alocira tražnja za<br />

uslugama koja je veća od njegovog kapaciteta. Ograničenje 3.5.6 omogućava limitiranje<br />

maksimalno mogućeg udela vidova transporta u ukupnom transportnom radu.<br />

Model pretpostavlja da posmatrani lanac snabdevanja počinje i završava u<br />

čvorovima postojeće saobraćajne mreže, pri čemu pripadajući robni tokovi prolaze kroz<br />

logističke centre koji predstavljaju mesta transformacije. Podrazumeva se da su svi čvorovi<br />

u kojima se generišu robni tokovi i povezani sa svim čvorovima j koji predstavljaju<br />

potencijalne lokacije logističkih centara barem jednim vidom transporta, kao i da su svi<br />

čvorovi j povezani sa svim čvorovima k u kojima su locirani korisnici. Istovremeno,<br />

definisana su rastojanja između svih posmatranih čvorova d ij t i d jk . Takođe, podrazumeva<br />

se potpuna pokrivenost potražnje za logističkim uslugama u posmatranom regionu.<br />

Obim robnih tokova, u odnosu na čvorove generisanja i poniranja definisan je preko<br />

parametra w ik. , pri čemu je pretpostavljeno da logistički centar koji treba da opslužuje<br />

celokupan ili parcijalni tok w ik. , može biti lociran u bilo kojem čvoru j = 1, 2, 3 ... J, poštujući<br />

kapacitativno ograničenje S j n kojim se definišu mogući kapaciteti logističkog centra tipa n u<br />

čvoru j.<br />

Investicioni troškovi u vezi sa lociranjem logističkih centara su definisani po jedinici<br />

kapaciteta, sa ciljem da se modelom značajnije u obzir uzmu kapacitativna ograničenja.<br />

Operativni troškovi u vezi sa funkcionisanjem centra u modelu su podeljeni na fiksne i<br />

varijabilne. Pritom, fiksni troškovi se vezuju za kapacitet centra ali su potpuno nezavisni od<br />

obima tokova robe koje prođu kroz centar, dok su varijabilni direktno proporcionalni obimu<br />

tokova robe koji prođu kroz centar. Razlog za podelu troškova na fiksne i varijabilne jeste<br />

mogućnost kvantifikovanja ušteda koje je moguće ostvariti na fiksnim troškovima ukoliko<br />

se obavi optimalna raspodela opsluživanja korisnika između lociranih logističkih centara,<br />

čime se istovremeno omogućava definisanje optimalnih kapaciteta centara koji se lociraju.<br />

S obzirom na distributivnu funkciju centara koji se lociraju, u modelu je napravljena<br />

razlika između transportnih troškova koji se javljaju pri realizaciji makrorobnih tokova i<br />

transportnih troškova mikro robnih tokova. Razlika se pravi polazeći od činjenice da u<br />

posmatranom lancu snabdevanja najčešće postoji bitna razlika u obimu, homogenosti i<br />

frekventnosti robnih tokova, kao i dužini transportnih rastojanja i kvalitetu saobraćajne<br />

infrastrukture. Tako je u modelu pretpostavljeno da se makrodistribucija može odvijati sa<br />

nekim od tri vida transporta, dok se mikrodistribucija odvija isključivo uz pomoć drumskog<br />

transporta.<br />

38


3.3 Algoritam za rešavanje lokacijskog problema logističkih centara<br />

Kako definisani matematički model predstavlja kombinaciju i proširenje nekih do sada<br />

formulisanih modela, kao što je model fiksnih troškova sa kapacitetnim ograničenjima, koji<br />

je prema Mirchandani i Francis (1990) i Wu i dr. (2006) NP težak problem, tako se i za<br />

definisani model smatralo da spada u grupu NP teških problema zbog čega je za njegovo<br />

rešavanje predložena primena genetskih algoritama (videti poglavlje 2.1). Genetski<br />

algoritam i pod-algoritam za rešavanje lokacijskog problema primenom definisanog<br />

modela programiran je u C # , u Microsoft Visual Studio Ultimate 2012, i prikazani su na sl.<br />

13 i 14.<br />

Pokretanju algoritma prethodi definisanje veličine jedinke, veličine populacije i broja<br />

iteracija u kojima se vrši optimalna alokacija korisnika. Pritom veličina jedinke predstavlja<br />

broj logističkih centara za koje se određuje optimalni tip, lokacija i alokacija korisnika, a<br />

veličina populacije predstavlja broj jedinki u generaciji. Nakon definisanja veličine jedinke,<br />

na slučajan način se generišu potencijalne lokacije centara koje čine datu jedinku. Broj<br />

generacija zavisi od slučaja do slučaja i ograničava ga minimalna vrednost za koju je u n<br />

iteracija obavljeno poboljšanje dobijenog rešenja.<br />

Algoritmom se za svaku jedinku računa fitnes funkcija, koja predstavlja ukupne<br />

troškove za odabranu jedinku. Vrednost fitnes funkcije se dobija sabiranjem transportnih<br />

troškova do potencijalnih lokacija koje čine tu konkretnu jedinku, investicionih i operativnih<br />

troškova svakog od centara i transportnih troškova od centara do korisnika, koji se u<br />

iterativnim postupcima dodeljuju centrima u jedinki, pri čemu se vodi računa o raspodeli<br />

potrebnih kapaciteta centrima, kao i kapacitetnim ograničenjima, kako bi celokupna<br />

potražnja za uslugama bila zadovoljena. Pri računanju fitnes funkcije, algoritam uvek<br />

pokušava da održi minimum troškova tako što će svako naredno uvećanje fitnes funkcije<br />

imati najmanju moguću vrednost. Jedinke sa najnižom vrednošću fitnes funkcije prenose<br />

se u narednu generaciju, dok se ostale međusobno ukrštaju po modelu ruleta. Rulet<br />

funkcioniše po tom principu da što nižu vrednost fitnes funkcije jedinka ima, to je njena<br />

verovatnoća izbora kao roditelja jedinke iz sledeće generacije veća. Izabrane i<br />

novostvorene jedinke predstavljaju novu populaciju, koja čini novu generaciju. Navedeni<br />

postupak se ponavlja dok se ne ispuni kriterijum zaustavljanja, a to je minimalna promena<br />

poboljšanja rezultata, što znači da se proces optimizacije približio cilju.<br />

Specifičnosti definisanog genetskog algoritma, u odnosu na njihovu uobičajenu<br />

strukturu, ogledaju se u pozivanju podalgoritma koji obuhvata sve specifičnosti definisanog<br />

matematičkog modela, kao što su iterativno određivanje kapaciteta centra i iterativna<br />

alokacija korisnika lociranom centru.<br />

39


Početak<br />

Definisanje veličine<br />

populacije u generaciji<br />

Slučajan izbor jedinki u<br />

populaciji<br />

FLO za svaku jedinku<br />

Upoređivanje vrednosti FF<br />

jedinki u populaciji<br />

Završetak<br />

DA<br />

Da li je<br />

ispunjen<br />

kriterijum<br />

zaustavljanja?<br />

NE<br />

Izbor jedinki koje će formirati<br />

novu populaciju<br />

Formiranje nove populacije<br />

po principu crosover-a i<br />

mutacije<br />

Sl. 13 Predloženi algoritam za rešavanje lokacijskog problema definisanim matematičkim<br />

modelom<br />

40


Aktivacija FLO<br />

Inicijalno dodeljivanje vrednosti kapaciteta centrima u<br />

jedinki<br />

Izbor i - tog centra u jedinki<br />

Dodeljivanje j - tog korisnika i - tom centru<br />

Izračunavanje fitnes funkcije (FF)<br />

Da li je vrednost<br />

FFa niža nego u<br />

prethodnom<br />

slučaju?<br />

DA<br />

NE<br />

Memorisanje poslednjeg najboljeg rešenja<br />

Dodeljivanje j - 1 korisnika i - tom centru<br />

Da li je ukupna<br />

potražnja dodeljenih<br />

korisnika veća od<br />

kapaciteta i - tog<br />

centra?<br />

NE<br />

DA<br />

Dodeljivanje korisnika ostalim centrima u jedinci<br />

Ažuriranje gornjih granica kapaciteta centara u jedinci<br />

Da li su alocirani<br />

svi korisnici?<br />

NE<br />

DA<br />

Da li se podudaraju<br />

inicijalne i završne<br />

vrednosti kapaciteta<br />

centara?<br />

NE<br />

DA<br />

Izlaz iz FLO<br />

Sl. 14 Predloženi pod-algoritam za rešavanje lokacijskog problema definisanim<br />

matematičkim modelom<br />

41


3.4 Testiranje modela: Lociranje otvorenih logističkih centara u Republici<br />

Srbiji<br />

U duhu opštepoznate globalizacije, privredni i robni tokovi EU sve više se sele na<br />

istok Evrope, prateći trend svetski poznate plave banane 7 koja se u međuvremenu, od<br />

momenta kada je uočena, sve više pomerila ka jugoistoku Evrope, u Rumuniju, Bugarsku,<br />

Tursku... U vezi sa tim ostaje pitanje koje zemlje će u naredno vreme dati bolje ponude za<br />

učešće u ovom privrednom kolaču prenošenja privrednih aktivnosti na istok.<br />

Integracija novopridošlih zemalja Istoka u EU, kao potrošačkih i proizvodnih regiona,<br />

nametnula je potrebu za gradnjom logističkih centara, kao bitnih preduslova za razvoj<br />

privrednih aktivnosti. Ovaj trend je zabeležen u gotovo svim istočnoevropskim zemljama,<br />

osim na teritoriji Republike Srbije, gde još uvek ne postoji nijedan savremeni otvoreni<br />

logistički centar. Iz tog razloga, definisani model lokacijskog problema otvorenih logističkih<br />

centara sa distributivnom funkcijom testiran je na primeru Republike Srbije, bez AP<br />

Kosova i Metohije, uzimajući u obzir uvozne tokove robe.<br />

3.4.1 Metode<br />

Srbija se nalazi u centralnom delu Balkanskog poluostrva, na najvažnijim putnim<br />

pravcima koji povezuju Evropu i Aziju i zauzima površinu od 88.360 km 2 .<br />

Dužina granica Srbije je 2.114 km. Na istoku Srbija se graniči sa Bugarskom, na<br />

severoistoku sa Rumunijom, na severu sa Mađarskom, na zapadu sa Hrvatskom i Bosnom<br />

i Hercegovinom, na jugozapadu sa Crnom Gorom, a na jugu sa Albanijom i Makedonijom.<br />

U cilju određivanja optimalnog broja, tipa, kapaciteta i lokacije logističkih centara u<br />

Republici Srbiji, analizirani su uvozni robni tokovi sa stanovišta polaznih i krajnjih tačaka,<br />

obima i korišćenih vidova transporta, postojeća saobraćajna mreža raspoloživih vidova<br />

transporta i vrednost investicija u centre i njihovi operativni troškovi u zavisnosti od<br />

razmatranih kapaciteta centara. Na osnovu ovih analiza definisane su ulazne veličine za<br />

model.<br />

Robni tokovi u Republici Srbiji<br />

Radi definisanja obima, polaznih i krajnjih tačaka uvoznih robnih tokova u Republici<br />

Srbiji 8 , sprovedena je analiza spoljnotrgovinske razmene Srbije.<br />

Prema Republičkom zavodu za statistiku, vrednost spoljnotrgovinske robne razmene<br />

Srbije, u 2012. godini, bila je 30.366,9 miliona USD, pri čemu je izvoz iznosio 11.353,6<br />

miliona USD, a uvoz 19.013,3 miliona USD. U odnosu na 2011. godinu, to je značilo pad<br />

izvoza za 3,6 % i pad uvoza za 4,3 %. Pokrivenost uvoza izvozom je bila 59,7 % i veća je<br />

7 Plava banana je naziv za zamišljeni koridor i geoekonomski prostor u Zapadnoj Evropi. Proteže se od<br />

severozapadne Engleske na severu do Milana u Italiji na jugu. Ovaj koridor pokriva jednu od najvećih<br />

svetskih koncentracija ljudi, kapitala i industrije. Globalizacijom i industriskim outsource - ingom prostor<br />

plave banane je počeo da se širi i pomera ka jugoistoku Evrope.<br />

8 bez AP Kosova i Metohije<br />

42


od pokrivenosti u 2011.godini. Zemlje članice Evropske unije čine više od polovine ukupne<br />

razmene. U 2012. godini udeo ovih zemalja u ukupnoj razmeni Srbije s inostranstvom,<br />

iznosio je 58,1 %. Pritom, spoljnotrgovinska robna razmena bila je najveća sa zemljama sa<br />

kojima imamo potpisane sporazume o slobodnoj trgovini. Glavni spoljnotrgovinski partneri,<br />

pojedinačno, u uvozu u 2012. godini, bili su: Ruska Federacija, Nemačka, Italija, Kina i<br />

Mađarska. Obim uvoznih tokova robe Srbije iz susednih zemalja prikazan je na sl. 15 i<br />

iznosio je oko 5 miliona tona.<br />

Količina uvezene robe u<br />

1000 t<br />

1400<br />

1200<br />

1000<br />

800<br />

600<br />

400<br />

200<br />

0<br />

Sl. 15 Uvoz robe iz susednih zemalja u hiljadama t, u 2012. godini<br />

U strukturi uvoza po nameni proizvoda, najviše su zastupljeni proizvodi za<br />

reprodukciju 60,9 %, robe za široku potrošnju 19,2 % i oprema 12,1 %.<br />

Posmatrano regionalno, najveće učešće u uvozu Srbije imao je Region Beograda<br />

(44,1 %), zatim region Vojvodine (30 %), region Šumadije i Zapadne Srbije (14,1 %),<br />

region Južne i Istočne Srbije (7,8 %), dok je oko 4 % uvoza ostalo nesvrstano prema<br />

regionima. Pritom je bitno napomenuti da je uvoz po regionima dat prema sedištu vlasnika<br />

robe u momentu prihvatanja carinske deklaracije, što ne implicira direktno da je i samo<br />

odredište robe u tom regionu.<br />

Na osnovu prikazanih podataka, objavljenih od Republičkog zavoda za statistiku i<br />

Uprave carina Republike Srbije, u ovom istraživanju definisano je sedam tačaka u funkciji<br />

generatora robnih tokova: Budimpešta, Konstanca, Istanbul, Solun, Bar, Banjaluka i Rijeka<br />

(ili Kopar). Navedena mesta su izabrana kao generatori robnih tokova zato što<br />

predstavljaju ili najveće privredne centre najznačajnijih spoljnotrgovinskih partnera ili<br />

najveće uvozne luke i habove u regionu preko kojih svi tokovi robe iz Zapadne Evrope ili<br />

Bliskog i Dalekog Istoka dolaze u Srbiju. Potrebno je napomenuti da su tokovi robe iz luke<br />

Kopar pripisani luci Rijeka.<br />

43


Tab. 2 Uvozni robni tokovi u Srbiji, u 2012. godini, prema nameni i carinarnici u kojoj su<br />

carinjeni, u 1.000 t (Anonim, 2013b)<br />

Carinarnica Oprema Sirovine<br />

Široka<br />

potrošnja<br />

Rezervni<br />

delovi<br />

Hemikalije Ostalo Ukupno<br />

Beograd 148,2 1441,2 1634,7 3,4 4,8 0,3 3232,6<br />

Kladovo 15,5 57,7 172,2 0,6 0 1,9 247,9<br />

Dimitrovgrad 20 12,1 109,9 0,02 0,01 0,3 142,33<br />

Kraljevo 9,5 127,7 122,9 0,1 0 0,05 260,25<br />

Niš 26,3 115,9 400,1 0,3 0 0,05 542,65<br />

Kragujevac 46,9 982,8 328,5 1,3 0 3,8 1363,3<br />

Novi Sad 33,3 441,9 1377,2 1,01 0 0,2 1853,6<br />

Sombor 7,6 46,8 29,2 0,02 0 0,006 83,626<br />

Vršac 1,3 82,9 166,6 0,01 0 1,2 252,01<br />

Zrenjanin 14,7 79,2 27,5 0,4 0 0,4 122,2<br />

Subotica 22,7 127,7 417,5 0,3 0 0,02 568,22<br />

Šabac 55,8 296,9 734,9 0,5 0 0,2 1088,3<br />

Kruševac 10,9 231,9 52,1 0,4 0 0,3 295,6<br />

Užice 9,8 156,3 227,4 0,2 0 0,1 393,8<br />

Ukupno 422,5 4201 5800,7 8,56 4,81 8,826 10446<br />

Na osnovu podataka o udelu pojedinih regiona u uvozu, a u cilju redukovanja<br />

posmatranog problema, 37 privredno najrazvijenih opština u Srbiji posmatrane su kao<br />

odredišta robnih tokova, odnosno krajnje tačke lanca snabdevanja. Te opštine su:<br />

Subotica, Zrenjanin, Kikinda, Vršac, Pančevo, Sombor, Apatin, Novi Sad, Vrbas, Bačka<br />

Palanka, Sremska Mitrovica, Ruma, Inđija, Beograd, Šabac, Loznica, Valjevo, Smederevo,<br />

Požarevac, Kragujevac, Jagodina, Bor, Negotin, Zaječar, Knjaževac, Užice, Priboj, Čačak,<br />

Kraljevo, Novi Pazar, Kruševac, Niš, Prokuplje, Pirot, Dimitrovgrad, Leskovac i Vranje. Te<br />

opštine, istovremeno, predstavjaju potencijalne lokacije logističkih centara.<br />

Veličine robnih tokova, odnosno količine robe čije je odredište u određenoj opštini,<br />

definisane su na godišnjem nivou, na osnovu zvaničnih statističkih podataka koje je<br />

objavila Uprava carina za 2012. godinu, za 14 opština u kojima postoji carinska ispostava<br />

(tab. 2) i ekstrapolirane na ostale 23 opštine na osnovu projekata IMOD 9 , INTERIM 10 i<br />

WATERMODE 11 . Pri tome, nisu uzete u obzir robe iz kategorije hemikalije jer se smatralo<br />

da su to robe koje se gotovo isključivo distribuiraju direktno između snabdevača i kupaca.<br />

9 IMOD - Intermodalna rešenja i konkurentnost u transportnom sektoru Srbije<br />

(http://www.sintef.no/upload/Teknologi_og_samfunn/Veg%20og%20samferdsel/IMOD-X/Rapporter/IMOD-<br />

X_Faza3_Izvestaj_Finalni.pdf)<br />

10 INTERIM - Integration in the intermodal goods Transport of non EU states: Rail, Inland/coastal waterway<br />

Modes (http://www.via-donau.org/en/company/projects/project_database/view/76/)<br />

11 WATERMODE - Transnational Network for the Promotion of the Water-ground Multimodal Transport<br />

(http://www.watermode.eu/)<br />

44


Saobraćajna mreža Republike Srbije<br />

Osnovu saobraćajne mreže Srbije predstavljaju Panevropski saobraćajni koridori 10<br />

(drumski i železnički) i 7 (reka Dunav) koji prelaze preko teritorije Srbije i ukrštaju se u<br />

<strong>Novom</strong> <strong>Sadu</strong> i Beogradu (sl. 16).<br />

Sl. 16 Panevropski koridori<br />

Koridor X (sl. 17) predstavlja najkraću drumsku i železničku transportnu vezu između<br />

zapadne i jugoistočne Evrope. Pruža se od Salzburga do Soluna, preko Ljubljane,<br />

Zagreba, Beograda, Niša i Skoplja. Kroz Srbiju se proteže od granice sa Hrvatskom do<br />

granice sa Makedonijom. U njegov sastav takođe ulaze grana Xb, od granice sa<br />

Mađarskom do Beograda, i grana Xc, od Niša do granice sa Bugarskom. Ukupna dužina<br />

Koridora X kroz Srbiju, zajedno sa granama B i C, je 785 km. Na regionalnom nivou, ovaj<br />

koridor predstavlja osovinu Balkana i povezuje Srbiju sa susednim zemljama (Hrvatskom,<br />

Mađarskom, Bugarskom i Makedonijom), zemljama Centralne Evrope na severu, kao i sa<br />

Turskom na istoku i Grčkom na jugu. Na nacionalnom nivou, koridor se pruža od<br />

severozapada ka jugoistoku, povezujući Beograd sa glavnim regionalnim centrima u Srbiji<br />

(Novim Sadom na severu, Nišom na jugoistoku, kao i sa ostalim većim gradovima u<br />

zemlji). Značaj ovog koridora se ogleda i u intenzitetu saobraćajnog opterećenja, koji je<br />

naročito visok na deonici Beograd – Niš (Anonim, 2007b).<br />

45


Crvene sekcije su izgrađene, dok su plave sekcije predmet izgradnje ili rekonstrukcije<br />

Sl. 17 Drumski koridor X u Republici Srbiji (http://www.koridor10.rs/)<br />

Pored drumskog Koridora X, značajni putni pravci u Srbiji su:<br />

− magistralni put E-70<br />

– prati Koridor X, od granice sa Hrvatskom do Beograda<br />

odakle se nastavlja ka Vršcu i granici sa Rumunijom;<br />

− magistralni put E-763 (Ibarska magistrala) – Beograd, Ljig, Užice, Prijepolje, Bar;<br />

− magistralni put E-761 (M5) – Pojate, Kruševac, Kraljevo, Čačak. Ovaj put je<br />

poznat i kao "Zapadnomoravski koridor" i povezuje autoput Beograd – Niš (E-75) i<br />

Ibarsku magistralu.<br />

Prema Strategiji razvoja železničkog, drumskog, vodnog, vazdušnog i intermodalnog<br />

transporta u Republici Srbiji od 2008. do 2015. godine (Anonim, 2007b) drumski transport<br />

u Republici Srbiji predstavlja dinamičan i dominantan vid saobraćaja aja koji učestvuje sa oko<br />

80 % u ukupnom obimu prevezenog tereta. Usluge drumskog transporta u Srbiji su<br />

trenutno na višem nivou u poređenju sa drugim vidovima saobraćaja. aja. Ovakvoj situaciji<br />

naročito dopinose povoljne cene drumskog prevoza, dobra pokrivenost putne mreže, kao i<br />

radovi na rekonstrukciji mreže koji se obavljaju na strateškim pravcima.<br />

Železnički Koridor X, prati tok drumskog koridora X, čini oko 25 % celokupne<br />

železničke mreže Srbije i procenjuje se da se oko 50% ukupnog železničkog saobraćaja<br />

obavlja na ovoj ruti. 12 Pored Koridora X, predmet međunarodnih ugovora su i njegove<br />

bočne grane:<br />

12 JBIC Pilot Study for Project Formation for Transport Network Development in Western Balkans – Predlog<br />

projekata za razvoj transportne tne mreže na Zapadnom Balkanu, Izveštaj, oktobar 2005.


− ruta E79 - Beograd – Vrbnica (- Bar);<br />

− ruta E85 - (Budimpešta - ) Subotica - Niš - Preševo ( - Skoplje - Atina);<br />

− ruta E771 - Subotica – Vrbnica ( - Vinkovci - Sarajevo);<br />

− ruta E66 - Beograd - Vršac ( - Temišvar - Bukurešt).<br />

Samo oko 45 % pruga u Republici Srbiji ima dozvoljeno osovinsko opterećenje do<br />

22,5 t, dok je na 30 % pruga to opterećenje ispod 16 t. Dozvoljena brzina prelazi 100 km/h<br />

na svega 3,2 % pruga, a najveći deo (oko 50 %) mreže dozvoljava maksimalnu brzinu do<br />

60 km/h. S izuzetkom pojedinih sekcija pruga Beograd - Šid i Velika Plana - Niš, koje su<br />

dvokolosečne, elektrificirane i na nekim deonicama dozvoljavaju veće brzine, sve ostale<br />

pruge imaju zastarele tehničke i tehnološke parametre. Na nekim sekcijama ovih pruga<br />

ima deonica u vrlo lošem stanju, usled čega se brzina na tim deonicama često privremeno<br />

ograničava na 20 km/h ili niže. Procenjuje se da je udeo železničkog transporta, poslednjih<br />

godina, u Srbiji, između 10 i 15 %. (Anonim, 2007b)<br />

Pouzdanost zvaničnih izvora u Srbiji najbolje oslikavaju podaci za koridor VII, dati u<br />

Strategiji razvoja železničkog, drumskog, vodnog, vazdušnog i intermodalnog transporta u<br />

Republici Srbiji od 2008. do 2015. godine, u kojoj piše: Koridor VII je reka Dunav, koja<br />

spaja centralnu Evropu preko Republike Srbije sa Crnim morem. Pogranična je reka i<br />

protiče preko teritorije Republike Srbije u dužini od 588 km. Iako ima izrazit potencijal kao<br />

prevozni put, robni tokovi na Dunavu čine svega 10 % robnih tokova na Rajni. U pogledu<br />

godišnjeg obima transporta i kapaciteta najvažnije luke su Beograd, Pančevo, Smederevo<br />

i Prahovo. Najveći broj luka na unutrašnjim plovnim putevima u Republici Srbiji povezan je<br />

sa glavnim železničkim prugama i putevima ili su veoma blizu njih, što ima strateški i<br />

logistički značaj. Samo luke Beograd i Pančevo imaju kontejnerske terminale, mada je<br />

obim kontejnerskog transporta bio veoma mali, dok ostale luke nude raznovrsne usluge i<br />

uglavnom su specijalizovane za opšti i rasuti teret. Ukupni promet luka u 2000. godini bio<br />

je oko 40 % prometa iz 1989. godine. Na tako veliko smanjenje naročito je uticao pad<br />

domaćeg transporta. Uz malo povećanje, u 2004. godini transport robe u lukama dostigao<br />

je 8,7 miliona tona. Očekuje se da će obnavljanjem i povećanjem proizvodnje u velikim<br />

industrijskim postrojenjima u Republici Srbiji (čeličane, hemijska industrija, cement, nafta)<br />

tražnja za vodnim transportom robe značajnije porasti, zbog njegovih komparativnih<br />

prednosti. Procenjuje se da je udeo vodnog transporta na unutrašnjim plovnim putevima,<br />

poslednjih godina, u Srbiji, između 7 i 10 %. (Anonim, 2007b)<br />

Radi aktivnijeg učešća Srbije u projektu razvoja panevropskog vodnog "Koridora 7",<br />

reke Dunav, Evropska agencija za rekonstrukciju finansirala je izradu Master plana razvoja<br />

plovnih puteva Srbije do 2025. godine (Anonim, 2005), koji predviđa da se do tada rečni<br />

saobraćaj u Srbiji poveća čak četiri puta, odnosno da bi plovnim putem Srbije trebalo da se<br />

realizuje 30 % ukupnog saobraćaja.<br />

Nažalost, manjkavosti Strategije i Master plana već su dokazane u praksi, naročito u<br />

vezi sa lukom Novi Sad. Ova luka ima gotovo iste mogućnosti pretovara kontejnera kao i<br />

luke Beograd i Pančevo, a u 2012. godini pretovarila je preko milion tona tereta, što govori<br />

u prilog njenom značaju i delimično demantuje podatke date u Anonim, 2005 i Anonim,<br />

2007b.<br />

Poslednjih godina u EU se čine veliki napori kako bi se udeo železničkog i vodnog<br />

transporta povećao, ne toliko na račun postojećih tokova robom drumom, koliko na račun<br />

očekivanog porasta robnih tokova. Velikim ulaganjima u železnicu, Nemačka je uspela od<br />

47


2010. godine da podigne udeo železničkog transporta na 20 %. U odnosu na to, ne treba<br />

biti optimističniji ni za udeo ovog vida transporta u Srbiji.<br />

U ovom istraživanju se pretpostavilo da se međunarodni transport, odnosno transport<br />

makrorobnih tokova od izvornih tačaka do lociranih centara može realizovati sa nekim od<br />

tri vida transporta: drumskim, železničkim i vodnim. U vezi sa tim, urađena je detaljna<br />

analiza saobraćajnih mreža ovih vidova transporta i za svaki čvor koji predstavlja<br />

potencijalnu lokaciju distributivnog centra definisani su mogući vidovi transporta, kao i<br />

stvarna rastojanja između njih i čvorova u kojima se generišu robni tokovi.<br />

Inicijalno je definisan maksimalni udeo drumskog, železničkog i vodnog saobraćaja<br />

do 100 %, 15 % i 15 % respektivno. Međutim, smatra se da ove vrednosti imaju značajnu<br />

ulogu pri određivanju tipa, kapaciteta i lokacije logističkih centara te će pri testiranju<br />

modela biti predmet variranja.<br />

Transportni troškovi makrorobnih tokova za železnički transport definisani su na<br />

osnovu aktuelnih zvaničnih tarifa za međunarodni prevoz Železnica Srbije i iznose<br />

0,05 €/tkm. Transportni troškovi makro robnih tokova za drumski i vodni transport<br />

definisani su na osnovu aktuelnih tržišnih tarifa dobijenih od strane većeg broja špeditera i<br />

definisanih u Limbourg i Jourquin (2009) i iznose 0,07 i 0,015 €/tkm respektivno.<br />

Pretpostavljeno je da se distributivni transport mikrotokova robe ostvaruje isključivo<br />

drumskim transportom. Analiza postojeće putne mreže u Srbiji je pokazala da između svih<br />

čvorova koji predstavljaju potencijalnu lokaciju logističkih centara postoji drumska<br />

saobraćajna veza. Definisana rastojanja između svih razmatranih čvorova predstavljaju<br />

stvarna rastojanja na postojećoj mreži. U skladu sa matematičkim modelom, definisano je<br />

granično rastojanje, koje dozvoljava da se distribucija robe obavlja samo korisnicima, koji<br />

su na rastojanju manjem od 250 km od lociranog logističkog centra.<br />

Transportni troškovi mikrorobnih tokova definisani su na osnovu aktuelnih tržišnih<br />

tarifa dobijeni od većeg broja špeditera i definisanih u Limbourg i Jourquin (2009) i iznose<br />

0.11 €/tkm.<br />

Vrednost investicija za otvorene distributivne centre<br />

Razmatrani godišnji kapaciteti logističkih centara kreću se od 5 do 100 hiljada tona,<br />

sa porastom od po 5 hiljada tona. Potrebni kapaciteti centara definisani su pod<br />

pretpostavkom prosečnog zadržavanja robe u centru od nedelju dana, po osnovu svih<br />

predviđenih usluga. Takođe je pretpostavljeno, da je za 20 % robe potrebno regalno<br />

skladištenje u centru, dok se za ostalih 80 % robe primenjuje podno skladištenje,<br />

skladištenje kontejnera ili su to rasute robe.<br />

Vrednosti investicija za ove centre definisane su na osnovu ekspertske procene<br />

vrednosti investicija u zemljište, terminale, manipulativnu opremu, upravnu zgradu, IT<br />

sistem i skladišta. Ukupne vrednosti značajno osciluju u zavisnosti od razmatranih<br />

kapaciteta, prvenstveno zbog skokovitih razlika u vrednosti investicija za predviđenu<br />

potrebnu manipulativnu opremu po jedinici kapaciteta, dok troškovi zemljišta, terminala,<br />

upravne zgrade i skladišta rastu relativno linearno. Pretpostavljeno je da će se potrebne<br />

investicije pokriti iz kredita, sa vremenom otplate 20 godina i godišnjom kamatnom stopom<br />

5 %. Na osnovu toga definisane su vrednosti investicija koje zapravo predstavljaju<br />

48


obaveze po izvorima finansiranja, dobijene za navedene uslove, po metodi jednakih<br />

anuiteta, svedene na godišnji nivo po jedinici kapaciteta.<br />

Shodno razmatranim kapacitetima, na osnovu iskustava Luke Novi Sad AD i nekih<br />

postojećih zatvorenih centara (vidi poglavlje 2.1), definisani su prosečni godišnji fiksni<br />

troškovi funkcionisanja centara. Oni obuhvataju troškove zarada zaposlenih, komunalne<br />

troškove, troškove osiguranja, održavanja, poreza po različitim osnovama, itd. Vrednost tih<br />

troškova je prosečno 26 €/t kapaciteta godišnje.<br />

Za razliku od fiksnih troškova centara, varijabilni troškovi su računati po jedinici<br />

tokova robe koja prođe kroz centar u toku jedne godine. Definisani su kao prosek troškova<br />

za sve usluge koje se obavljaju na robnim tokovima u centru i iznose 5 €/t.<br />

Postupak testiranja<br />

U skladu sa definisanim matematičkim modelom, za očekivati je da će najveći uticaj<br />

na izbor tipa, kapaciteta i lokacije distributivnih logističkih centara imati izvor i obim robnih<br />

tokova, udeo pojedinih vidova transporta i cena transporta. Iz tog razloga, model je testiran<br />

za šest scenarija, od čega četiri za sadašnje uslove i dva za projektovane buduće uslove.<br />

Prvi scenario – podaci o uvoznim tokovima robe Republike Srbije iz 2012. godine;<br />

maksimalni mogući udeo drumskog transporta do 100 %, železničkog do 15 %, vodnog do<br />

15 %.<br />

Drugi scenario – lociranje tri centra, za podatke o uvoznim tokovima robe Republike<br />

Srbije iz 2012. godine; maksimalni mogući udeo drumskog transporta do 100 %,<br />

železničkog do 15 %, vodnog do 15 %.<br />

Treći scenario – podaci o uvoznim tokovima robe Republike Srbije iz 2012. godine;<br />

maksimalni mogući udeo drumskog transporta do 100 %, železničkog do 10 %, vodnog do<br />

10 %.<br />

Četvrti scenario – podaci o uvoznim tokovima robe Republike Srbije iz 2012.<br />

godine; jedinična cena železničkog transporta 0,035 €/tm.<br />

Peti scenario – predviđeni obim robnih tokova u 2020. godini; maksimalni mogući<br />

udeo drumskog transporta do 100 %, železničkog do 20 %, vodnog do 20 %.<br />

S obzirom na to da se Republika Srbija trenutno nalazi u periodu ekonomske i političke<br />

nestabilnosti, izuzetno je teško napraviti precizne projekcije ili predviđanja robnih tokova u<br />

bližoj ili daljoj budućnosti. Iz tog razloga, pri definisanju scenarija budućeg razvoja pošlo se<br />

od prognoza za rast bruto nacionalnog proizvoda, pa je shodno tome predviđen rast robnih<br />

tokova od 3 % godišnje do 2020. godine.<br />

Šesti scenario – predviđeni obim robnih tokova u 2018. godini, sa porastom robnih<br />

tokova od 3 % godišnje do svih centara osim do Kragujevca, za koji se predviđa<br />

udvostručenje robnih tokova i to iz pravca Bara i Rijeke; maksimalni mogući udeo<br />

drumskog transporta do 100 %, železničkog do 25 %, vodnog do 15 %. Razlog ovom<br />

projektovanom značajnijem porastu robnih tokova do Kragujevca definisan je usled najava<br />

kompanije "Fiat" o značajnim investicijama koje se očekuju u automobilsku industriju u<br />

Kragujevcu za koju je predviđen rast robnih tokova iz Italije i Kine, koji su u ovom slučaju<br />

pridruženi tokovima iz dve navedene luke. Pored projektovanog porasta robnih tokova, na<br />

osnovu kredita koje su Železnice Srbije dobile 2013. godine za rekonstrukciju železničke<br />

49


infrastrukture, predviđen je i porast maksimalno mogućeg udela železničkog transporta do<br />

25 %.<br />

Kako je posmatrani problem linearan, potreba za primenom genetskih algoritama<br />

zavisi od broja razmatranih čvorova, tako je za manji broj čvorova moguće koristiti neke od<br />

postojećih softvera, na primer LP solve ili CPLEX, dok je za veći broj čvorova potrebno<br />

koristiti neku od heurističkih metoda. Iz tog razloga, u ovom istraživanju, za rešavanje<br />

posmatranog problema, korišćen je i softver LP solve 5.0.0.0. i formulisani genetski<br />

algoritam. Pri testiranju modela sprovedenog uz pomoć LP solve 5.0.0.0. softvera,<br />

korišćena su sledeća podešavanja:<br />

− Scale type: Geometric, Equilibrate, Integers<br />

− Pivot rule: Dantzig, Adaptive; Max Pivot - 250<br />

− Branch Bound: BB Floor First, AutoOrder; BB Rule - First; Depth Limit: - 50; Obj<br />

bound: 1E30.<br />

3.4.2 Rezultati i diskusija<br />

Rezultati testiranja modela za navedene scenarije, korišćenjem kako LP solvera tako<br />

i genetskog algoritma, dati su u nastavku. S obzirom na to da su prikazani rezultati<br />

dobijeni obema metodama za iste ulazne parametre i da su dobijeni rezultati sa relativno<br />

malim odstupanjima, da bi se izbeglo ponavljanje istih zaključaka, u prvom delu analize<br />

rezultata akcenat je stavljen na izabrane tipove, kapacitete i lokacije centara, kao i<br />

alokacije korisnika izabranim centrima, dok je u drugom delu akcenat stavljen na analizu<br />

troškova i gravitacionog područja. U nastavku je izvršeno poređenje rezultata dobijenih<br />

ovim metodama po osnovu kvaliteta dobijenog rešenja i vremena trajanja simulacija.<br />

Rezultati simulacija dobijeni testiranjem u softveru LP solve<br />

Rezultati simulacija za prvi scenario<br />

Simulacije za uslove definisane prvim scenarijem rezultirale su minimalnim ukupnim<br />

troškovima u slučaju lociranja 7 logističkih centara i iznose 357,07 10 6 € godišnje, što u<br />

proseku čini 37,9 € po toni razmatranih robnih tokova. Izabrane lokacije, kapaciteti, tipovi<br />

centara i njima alocirani korisnici prikazani su u tab. 3 i na sl. 18.<br />

Tab. 3 Izabrane lokacije, kapaciteti i tipovi centara, LP, prvi scenario<br />

Lokacija<br />

Kapacitet<br />

u 1.000 t<br />

Tip<br />

Subotica 10 Bimodalni<br />

Novi Sad 40 Trimodalni<br />

Beograd 65 Trimodalni<br />

Šabac 15 Unimodalni*<br />

Užice 10 Unimodalni*<br />

Kragujevac 30 Bimodalni<br />

Niš 15 Bimodalni<br />

*drumski<br />

50


Trimodalni<br />

logistički centar<br />

Alocirani korisnici<br />

Bimodalni<br />

logistički centar<br />

Alocirani korisnici<br />

Unimodalni (drumski)<br />

logistički centar<br />

Alocirani korisnici<br />

Sl. 18 Izabrani tipovi i lokacije centara i njima alocirani korisnici, LP, prvi scenario<br />

51


Rezultati simulacija za drugi scenario<br />

Simulacije sprovedene za iste robne tokove kao u prvom scenariju i lociranje tri<br />

centra rezultirale su ukupnim troškovima od 383,51 € godišnje, što u proseku čini 40,8 €<br />

po toni razmatranih robnih tokova, odnosno skoro 3 €/t više nego u prethodnom scenariju.<br />

Izabrane lokacije, kapaciteti i tipovi centara prikazani su u tab. 4 i na sl. 19.<br />

Tab. 4 Izabrane lokacije, kapaciteti i tipovi centara, LP, drugi scenario<br />

Lokacija<br />

Kapacitet<br />

u 1.000 t<br />

Tip<br />

Novi Sad 60 Trimodalni<br />

Beograd 95 Trimodalni<br />

Kruševac 30 Unimodalni *<br />

*drumski<br />

Trimodalni<br />

logistički centar<br />

Unimodalni (drumski)<br />

logistički centar<br />

Sl. 19 Izabrani tipovi i lokacije centara, LP, drugi scenario<br />

52


Na slici 19 nisu prikazane alokacije korisnika lociranim centrima iz razloga što u<br />

slučaju ovako malog broja centara, ne postoji striktno definisano područje pokrivanja<br />

potražnje za logističkim uslugama, već svaki od ovih centara, u manjoj ili većoj meri,<br />

pokriva potražnju svakog od korisnika.<br />

Rezultati simulacija za treći scenario<br />

Simulacije za uslove trećeg scenarija rezultirale su najnižim ukupnim troškovima<br />

lanaca snabdevanja za lociranje 8 centara. Ukupni prosečni godišnji troškovi za izabranih<br />

8 centara iznose 382,14 10 6 €, odnosno 40,6 €/t. Pregled izabranih tipova, kapaciteta i<br />

lokacija centara dat je u tab.5.<br />

Tab. 5 Izabrane lokacije, kapaciteti i tipovi centara, LP, treći scenario<br />

Lokacija<br />

Kapacitet<br />

u 1.000 t<br />

Tip<br />

Subotica 10 Bimodalni<br />

Novi Sad 40 Trimodalni<br />

Beograd 65 Trimodalni<br />

Šabac 15 Bimodalni<br />

Užice 10 Unimodalni*<br />

Kragujevac 25 Bimodalni<br />

Kruševac 10 Unimodalni*<br />

Niš 15 Unimodalni*<br />

*drumski<br />

Alokacija korisnika u ovom slučaju je gotovo ista kao i u prvom scenariju sa tom<br />

razlikom što je deo korisnika koje su u prvom scenariju opsluživali centri u Kragujevcu i<br />

Nišu, u ovom scenariju dodeljen centru lociranom u Kruševcu.<br />

Uporedbom rezultata dobijenih testiranjem modela za scenarija jedan i tri, može da<br />

se zaključi da udeo svakog od raspoloživih vidova transporta u ukupnom transportnom<br />

radu ima veliki uticaj ne samo na ukupne troškove već i na izbor broja, tipa i kapaciteta<br />

logističkih centara.<br />

Rezultati simulacija za četvrti scenario<br />

Simulacije za četvrti scenario rezultirale su izborom istih tipova, kapaciteta i lokacija<br />

centara kao i u prvom scenariju, sa tom razlikom da su ukupni troškovi na račun<br />

transportnih troškova makrotokova niži za oko 16,1 10 6 €, odnosno za oko 1,7 €/t.<br />

Rezultati simulacija za peti scenario<br />

Najniži ukupni troškovi za uslove definisane petim scenarijem dobijaju se za lociranje<br />

7 centara i iznose 415,33 10 6 €, odnosno, prosečno 35,9 €/t posmatranih robnih tokova.<br />

Pregled izabranih tipova, kapaciteta i lokacija centara dat je u tab. 6.<br />

53


Tab. 6 Izabrane lokacije, kapaciteti i tipovi centara, LP, peti scenario<br />

Lokacija<br />

Kapacitet<br />

u 1.000 t<br />

Tip<br />

Subotica 10 Bimodalni<br />

Novi Sad 50 Trimodalni<br />

Beograd 90 Trimodalni<br />

Šabac 20 Bimodalni<br />

Užice 10 Bimodalni<br />

Kragujevac 30 Bimodalni<br />

Niš 15 Bimodalni<br />

Izabrane lokacije su iste kao i u prvom scenariju, međutim razlikuju se kapaciteti i<br />

tipovi lociranih centara. Na osnovu toga se može zaključiti da u budućnosti, sa porastom<br />

robnih tokova, treba planirati povećanje kapaciteta (naročito trimodalnih centara) i<br />

transformacije unimodalnih u bimodalne centre. Alokacije korisnika lociranim centrima su<br />

neznatno promenjene u odnosu na prvi scenario.<br />

Rezultati simulacija za šesti scenario<br />

Najniži ukupni troškovi za uslove definisane šestim scenarijem su 439,45 10 6 € i<br />

dobijaju se za lociranje 8 centara. To iznosi prosečno 36,7 €/t razmatranih robnih tokova.<br />

Pregled izabranih tipova, kapaciteta i lokacija centara dat je u tab. 7.<br />

Tab. 7 Izabrane lokacije, kapaciteti i tipovi centara, LP, šesti scenario<br />

Lokacija<br />

Kapacitet<br />

u 1.000 t<br />

Tip<br />

Subotica 10 Bimodalni<br />

Novi Sad 55 Trimodalni<br />

Beograd 70 Trimodalni<br />

Šabac 15 Bimodalni<br />

Užice 10 Bimodalni<br />

Kragujevac 55 Bimodalni<br />

Smederevo 5 Unimodalni*<br />

Niš 15 Bimodalni<br />

*drumski<br />

U odnosu na rezultate simulacija za prvi i peti scenario, u ovom se, u cilju<br />

minimizacije ukupnih troškova, locira još jedan centar u Smederevu. S obzirom da je<br />

centar lociran u Smederevu unimodalan i da ima kapacitet od svega 5.000 t, što znači da<br />

ima najveću jediničnu vrednost investicija, može da se zaključi da su uštede u troškovima<br />

transporta koje se ostvare lociranjem jednog takvog centra dovoljno velike da kompenzuju<br />

vrednost investicija u taj centar.<br />

Alokacije korisnika lociranim centrima su slične kao u prvom i petom scenariju s tom<br />

razlikom da je deo korisnika koji su opsluživani u Beogradu, u ovom scenariju dodeljeni<br />

centru lociranom u Smederevu.<br />

54


Rezultati simulacija dobijeni primenom predloženog genetskog algoritma<br />

Rezultati simulacija za prvi scenario<br />

Simulacije za tokove robe iz 2012. godine i maksimalni mogući udeo drumskog,<br />

železničkog i vodnog transporta do 100, 15 i 15 % respektivno, sprovedene su za uslove<br />

lociranja do 10 centara i rezultirale su najnižim ukupnim troškovima lanaca snabdevanja<br />

za lociranje 7 centara. Ukupni godišnji troškovi za izabranih 7 centara iznose 404,67 10 6 €,<br />

što je prosečno oko 38,7 €/t posmatranih robnih tokova. Udeo pojedinih troškova u<br />

ukupnim troškovima prikazan je na sl. 20.<br />

4% 12%<br />

6%<br />

78%<br />

Transportni troškovi<br />

makrotokova roba<br />

Transportni troškovi<br />

mikro tokova roba<br />

Vrednost investicija<br />

Troškovi skladištenja<br />

Sl. 20 Udeo pojedinih troškova u ukupnim, prvi scenario<br />

Transportni troškovi makrotokova robe čine preko 3/4 ukupnih troškova i imaju<br />

dominantan uticaj na izbor tipa i lokacije logističkih centara. Razlog tome su značajno veća<br />

transportna rastojanja makrotokova u odnosu na mikro tokove. Takođe, lociranjem centara<br />

u čvorovima sa najvećom potražnjom, obim robnih tokova u mikrodistribuciji znatno se<br />

smanjuje, što zajedno sa manjim transportnim rastojanjima rezultira udelom transportnih<br />

troškova mikrotokova robe od svega 6 %. Udeo vrednosti investicija u ukupnim troškovima<br />

od 4 %, prvenstveno je posledica toga što se vrednost investicija računa prema<br />

kapacitetima centara, a ostali troškovi na osnovu obima robnih tokova, te stoga što je<br />

definisan relativno dugačak period otplate kredita.<br />

Pregled izabranih tipova, kapaciteta i lokacija distributivnih centara za koje se<br />

dobijaju najniži ukupni troškovi lanaca snabdevanja dat je u tab. 8.<br />

Tab. 8 Tipovi, kapaciteti i troškovi centara na izabranim lokacijama, GA, prvi scenario<br />

Lokacija<br />

Kapacitet<br />

u 1.000 t<br />

Tip<br />

Tr. troškovi<br />

makrotokova<br />

robe u 10 6 €<br />

Tr. troškovi<br />

mikrotokova<br />

robe u 10 6 €<br />

Investicioni i<br />

operativni<br />

troškovi centara<br />

u 10 6 €<br />

Subotica 15 Unimodalni* 20,77 2,19 4,5<br />

Novi Sad 40 Trimodalni 34,4 4,9 13,29<br />

Beograd 65 Trimodalni 110,12 8,29 22,24<br />

Kragujevac 30 Unimodalni* 61,28 3,87 9,6<br />

Užice 10 Unimodalni* 18,21 1,1 2,98<br />

Šabac 20 Unimodalni* 39,71 1,26 2,88<br />

Niš 15 Unimodalni* 32,77 2,71 4,84<br />

* drumski<br />

55


Kao posledica dominacije udela uvoznih robnih tokova sa severa i severozapada i<br />

mogućnosti primene sva tri vida transporta, opštine Novi Sad i Beograd su izabrane kao<br />

najpovoljnije lokacije trimodalnih logističkih centara. Istovremeno, te lokacije predstavljaju i<br />

odredište najvećih tokova robe. Ostali izabrani centri su unimodalni. Izbor pet centra koji<br />

opslužuju samo drumski transport ukazuje na mnogo veći uticaj transportnih troškova u<br />

odnosu na troškove investicija.<br />

Iskorišćenost godišnjih kapaciteta svih lociranih centara je između 90 i 95 %.<br />

Udeo opsluženih robnih tokova prema tački generisanja u svakom od izabranih<br />

centara prikazan je na sl. 21.<br />

Udeo robnih tokova prema tački<br />

generisanja u svakom od centara, %<br />

120%<br />

100%<br />

80%<br />

60%<br />

40%<br />

20%<br />

0%<br />

Rijeka<br />

Banjaluka<br />

Bar<br />

Solun<br />

Istanbul<br />

Konstanca<br />

Budimpešta<br />

Sl. 21 Udeo opsluženih robnih tokova prema tački generisanja u svakom od izabranih<br />

centara, prvi scenario<br />

Na slici 21 jasno se uočava da svaki od centara, u manjoj ili većoj meri, opslužuje<br />

robne tokove generisane u svakom od izvornih čvorova. Pritom, osim u relacijama<br />

Budimpešta - Subotica ne postoji dominacija opsluživanja nekog toka. Ovakva raspodela<br />

ukazuje na to da ne postoji striktno definisana gravitaciona zona centara, nego se pri<br />

izboru lokacije koristila prednost nižih jediničnih transportnih troškova pri makrodistribuciji.<br />

Rezultati simulacija za drugi scenario<br />

Simulacije sprovedene za tri centra rezultirale su ukupnim troškovima od 426,79 10 6<br />

€, što je za 22,12 10 6 €, odnosno prosečno 2,2 €/t više nego u prvom scenariju. Udeo<br />

pojedinih troškova u ukupnim prikazan je na sl. 22.<br />

56


4% 11%<br />

14%<br />

Transportni troškovi<br />

makro tokova roba<br />

Transportni troškovi<br />

mikro tokova roba<br />

Vrednost investicija<br />

71%<br />

Troškovi skladištenja<br />

Sl. 22 Udeo pojedinih troškova u ukupnim, drugi scenario<br />

Kao i kod prvog scenarija, postoji dominacija transportnih troškova makrotokova robe<br />

i isti udeo vrednosti investicija. Međutim, u odnosu na rezultate prvog scenarija, primećuje<br />

se porast udela transportnih troškova mikrotokova za 8 %.<br />

Tab. 9 Tipovi, kapaciteti i troškovi centara na izabranim lokacijama, GA, drugi scenario<br />

Lokacija<br />

Kapacitet<br />

u 1.000 t<br />

Tip<br />

Tr. troškovi<br />

makrotokova<br />

robe u 10 6 €<br />

Tr. troškovi<br />

mikrotokova<br />

robe u 10 6 €<br />

Investicioni i<br />

operativni<br />

troškovi centara<br />

u 10 6 €<br />

Novi Sad 65 Trimodalni 67,23 15,57 21,23<br />

Beograd 80 Trimodalni 137,71 25,7 27,47<br />

Kragujevac 45 Unimodalni* 100,39 16,93 14,57<br />

* drumski<br />

Lociranje manjeg broja centara nego u prvom scenariju, za iste tokove robe,<br />

rezultiralo je konsolidacijom četiri centra koji opslužuju drumski transport u jedan veći u<br />

Kragujevcu, i porast kapaciteta trimodalnih centra u <strong>Novom</strong> <strong>Sadu</strong> za 25 i u Beogradu za<br />

15 hiljada tona.<br />

Iskorišćenost godišnjih kapaciteta svih lociranih centara je preko 90 %. .<br />

Udeo opsluženih robnih tokova prema tački generisanja u svakom od izabranih<br />

centara prikazan je na sl. 23.<br />

57


Udeo robnih tokova prema tački<br />

generisanja, %<br />

120%<br />

100%<br />

80%<br />

60%<br />

40%<br />

20%<br />

0%<br />

Rijeka<br />

Banjaluka<br />

Bar<br />

Solun<br />

Istanbul<br />

Konstanca<br />

Budimpešta<br />

Sl. 23 Udeo opsluženih robnih tokova prema tački generisanja u svakom od izabranih<br />

centara, drugi scenario<br />

U ovom slučaju, udeo opsluženih robnih tokova prema tački generisanja promenio se<br />

u odnosu na prvi scenario tako što su robni tokovi iz Budimpešte, Rijeke i Banjaluke<br />

dominantno opsluženi u <strong>Novom</strong> <strong>Sadu</strong> i Beogradu, a robni tokovi iz pravca Konstance,<br />

Istanbula i Soluna u Kragujevcu.<br />

Rezultati simulacija za treći scenario<br />

Simulacije za uslove trećeg scenarija rezultirale su najnižim ukupnim troškovima<br />

lanaca snabdevanja za lociranje 8 centara. Ukupni prosečni godišnji troškovi za izabranih<br />

8 centara iznose 417,49 10 6 €, odnosno 40 €/t. Udeo pojedinih troškova u ukupnim<br />

troškovima ostao je gotovo isti kao u prvom scenariju, sa tom razlikom da je udeo<br />

transportnih troškova makrotokova veći, a troškova skladištenja manji za 1 %.<br />

Pregled izabranih tipova, kapaciteta i lokacija distributivnih centara dat je u tab. 10.<br />

Tab. 10 Tipovi, kapaciteti i troškovi centara na izabranim lokacijama, GA, treći scenario<br />

Lokacija<br />

Kapacitet<br />

u 1.000 t<br />

Tip<br />

Tr. troškovi<br />

makrotokova<br />

robe u 10 6 €<br />

Tr. troškovi<br />

mikrotokova<br />

robe u 10 6 €<br />

Investicioni i<br />

operativni<br />

troškovi centara<br />

u 10 6 €<br />

Subotica 15 Unimodalni* 20,77 2,2 9,53<br />

Novi Sad 40 Trimodalni 34,4 4,94 13,24<br />

Beograd 65 Trimodalni 118,62 4 21,36<br />

Kragujevac 30 Unimodalni* 61,28 3,9 9,54<br />

Užice 10 Unimodalni* 18,12 0,03 3,81<br />

Kruševac 10 Unimodalni* 17,46 1,26 2,79<br />

Niš 10 Unimodalni* 24,35 0,6 3,51<br />

Šabac 20 Unimodalni* 39,71 1,1 6,93<br />

* drumski<br />

58


Iskorišćenost godišnjih kapaciteta svih lociranih centara je preko 85 %.<br />

Udeo opsluženih robnih tokova prema tački generisanja u svakom od izabranih<br />

centara je ostao gotovo identičan kao u prvom scenariju.<br />

Rezultati simulacija za četvrti scenario<br />

Simulacije za četvrti scenario rezultirale su izborom istih tipova, kapaciteta i lokacija<br />

centara kao i u prvom scenariju, sa tom razlikom da su ukupni troškovi na račun<br />

transportnih troškova makrotokova niži za oko 10,6 10 6 €, odnosno za oko 1 €/t. Međutim,<br />

ovo smanjenje ukupnih troškova usled smanjenja transportnih troškova makrotokova<br />

uticalo je zanemarivo malo na raspodelu udela ostalih troškova u ukupnim, i nije uticalo<br />

uopšte na raspodelu udela robnih tokova prema tački generisanja.<br />

Rezultati simulacija za peti scenario<br />

Simulacije su rezultirale najnižim ukupnim troškovima za 7 logističkih centara.<br />

Vrednost ukupnih troškova za izabrane centre je 471,7 10 6 €, odnosno prosečno 40,7 €/t<br />

posmatranih robnih tokova. Udeo pojedinih vrsta troškova nije se bitno promenio u odnosu<br />

na prvi scenario, udeo transportnih troškova mikrotokova opao je za 2 %, a udeli<br />

transportnih troškova makrotokova i skladištenja porasli su za po 1 %.<br />

Pregled izabranih tipova, kapaciteta i lokacija distributivnih centara dat je u tab. 11.<br />

Tab. 11 Tipovi, kapaciteti i troškovi centara na izabranim lokacijama, GA, peti scenario<br />

Lokacija<br />

Kapacitet<br />

u 1.000 t<br />

Tip<br />

Tr. troškovi<br />

makrotokova<br />

robe u 10 6 €<br />

Tr. troškovi<br />

mikrotokova<br />

robe u 10 6 €<br />

Investicioni i<br />

operativni<br />

troškovi centara<br />

u 10 6 €<br />

Subotica 15 Bimodalni 18,84 2,69 5,11<br />

Novi Sad 45 Trimodalni 38,75 3,69 15,5<br />

Beograd 80 Trimodalni 117,58 10,35 27,47<br />

Kragujevac 35 Unimodalni* 74,83 4,52 11,5<br />

Užice 10 Unimodalni* 22,39 0,13 3,41<br />

Šabac 30 Unimodalni* 52,34 3,63 9,31<br />

Niš 20 Unimodalni* 40,3 3,34 6<br />

* drumski<br />

Izabrane lokacije su iste kao i u prethodnim scenarijima, sa tom razlikom što je u<br />

većini, osim u Subotici i Užicu, izabran veći kapacitet nego u prethodnim scenarijima.<br />

Tipovi izabranih centara su takođe isti kao u prethodnim scenarijima, osim što je u Subotici<br />

lociran bimodalni centar i što je u ovom slučaju sumarni kapacitet bimodalnih i trimodalnih<br />

centara veći za 35.000 t nego u prethodnim scenarijima.<br />

59


Udeo robnih tokova prema tački<br />

generisanja, %<br />

100%<br />

90%<br />

80%<br />

70%<br />

60%<br />

50%<br />

40%<br />

30%<br />

20%<br />

10%<br />

0%<br />

Rijeka<br />

Banjaluka<br />

Bar<br />

Solun<br />

Istanbul<br />

Konstanca<br />

Budimpešta<br />

Sl. 24 Udeo opsluženih robnih tokova prema tački generisanja u svakom od izabranih<br />

centara, peti scenario<br />

Iskorišćenost godišnjih kapaciteta svih lociranih centara je preko 90 %.<br />

Udeo opsluženih robnih tokova prema tački generisanja je uglavnom ravnomerno<br />

raspoređen među centrima, s tim što je u Subotici dominantan udeo robnih tokova iz<br />

Budimpešte, u Šapcu iz Rijeke, a u Nišu iz Konstance, Soluna i Istanbula, što ukazuje na<br />

gravitacione regione tih centara.<br />

Rezultati simulacija za šesti scenario<br />

Kod šestog scenarija, najbolje rezultate daje lociranje 8 centara, s ukupnim godišnjim<br />

troškovima 495,3 10 6 €, odnosno 41,4 €/t posmatranih robnih tokova. Raspodela udela<br />

pojedinih vrsta troškova prikazana je na sl. 25.<br />

5%<br />

4%<br />

12% Transportni troškovi<br />

makrotokova roba<br />

Transportni troškovi<br />

mikrotokova roba<br />

Vrednost investicija<br />

79%<br />

Troškovi skladištenja<br />

Sl. 25 Udeo pojedinih troškova u ukupnim, šesti scenario<br />

60


Kao i u prethodnim scenarijima, dominantnu ulogu imaju transportni troškovi<br />

makrotokova robe. Usled većeg broja lociranih centara udeo transportnih troškova<br />

mikrotokova robe opao je na 4 % i ima najmanji udeo u ukupnim troškovima.<br />

Osim do sada biranih lokacija, izabran je Kruševac kao sledeća povoljna lokacija za<br />

jedan manji unimodalni logistički centar. Izbor da se locira još jedan manji centar, koji ima<br />

gotovo najveću jediničnu vrednost investicija, ukazuje na to da su uštede u troškovima<br />

transporta koje se ostvare lociranjem jednog takvog centra dovoljno velike da kompenzuju<br />

vrednosti investicija u taj centar.<br />

Tab. 12 Tipovi, kapaciteti i troškovi centara na izabranim lokacijama, GA, šesti scenario<br />

Lokacija<br />

Kapacitet<br />

u 1.000 t<br />

Tip<br />

Tr. troškovi<br />

makrotokova<br />

robe u 10 6 €<br />

Tr. troškovi<br />

mikrotokova<br />

robe u 10 6 €<br />

Investicioni i<br />

operativni<br />

troškovi centara<br />

u 10 6 €<br />

Subotica 15 Bimodalni 17,76 2,54 4,91<br />

Novi Sad 45 Trimodalni 37,73 4,88 15<br />

Beograd 75 Trimodalni 104,51 4,64 24,71<br />

Kragujevac 55 Unimodalni* 114,74 4,48 18,1<br />

Užice 10 Unimodalni* 21 0,03 3,27<br />

Šabac 25 Unimodalni* 48,14 2,25 8,4<br />

Niš 15 Unimodalni* 28,36 0,77 4,47<br />

Kruševac 10 Unimodalni* 20,1 1,38 3,1<br />

* drumski<br />

Iskorišćenost godišnjih kapaciteta svih lociranih centara je preko 85 %.<br />

Udeo opsluženih robnih tokova prema tački generisanja (sl. 26) u ovom slučaju se ne<br />

razlikuje bitno u odnosu na prethodni scenario osim značajnijeg porasta robnih tokova iz<br />

pravca Rijeke i Bara ka Kragujevcu, što je bilo i predviđeno scenarijem, i iz pravca<br />

Konstance do Kruševca.<br />

Udeo robnih tokova prema tački<br />

generisanja, %<br />

100%<br />

90%<br />

80%<br />

70%<br />

60%<br />

50%<br />

40%<br />

30%<br />

20%<br />

10%<br />

0%<br />

Rijeka<br />

Banjaluka<br />

Bar<br />

Solun<br />

Istanbul<br />

Konstanca<br />

Budimpešta<br />

Sl. 26 Udeo opsluženih robnih tokova prema tački generisanja u svakom od izabranih<br />

centara, šesti scenario<br />

61


Poređenje rezultata dobijenih LP solverom i genetskim algoritmom<br />

U skoro svim scenarijima, primenom ovih metoda izabran je isti broj i iste lokacije<br />

centara. Izuzetak su scenarija dva i šest u kojima je izabran po jedan različit centar.<br />

Međutim, postoje značajne razlike u izabranim kapacitetima i tipovima centara, odnosno<br />

primenjenim vidovima transporta na određenim rutama, usled čega su se javila i veća<br />

međusobna odstupanja, oko 10 %, između vrednosti ukupnih troškova dobijenih ovim<br />

metodama (tab. 13).<br />

Tab. 13 Poređenje rezultata dobijenih LP solverom i genetskim algoritmom<br />

Rezultati dobijeni<br />

LP solverom<br />

Rezultati dobijeni Genetskim<br />

algoritmom<br />

Razlika u<br />

vrednosti<br />

Razlika u<br />

trajanju<br />

Scenarija Ukupni troškovi,<br />

10 6 €<br />

Trajanje<br />

simulacije, s<br />

Ukupni troškovi,<br />

10 6 €<br />

Trajanje<br />

simulacije, s<br />

ukupnih<br />

troškova, %<br />

simulacije<br />

s<br />

1. 357,07 3397 404,67 14 11,7 3383<br />

2. 383,51 2417 426,79 13 10 2404<br />

3. 382,14 4586 417,49 15 8,5 4571<br />

4. 341,01 476 394,08 17 13,5 459<br />

5. 415,33 19286 471,72 15 12 19271<br />

6. 437,82 1998 495,27 14 11,6 1984<br />

Vreme trajanja simulacije za svaki od scenarija i za svaku od metoda prikazano je u<br />

tabeli 13. Može se uočiti da je vreme trajanja simulacije primenom genetskog algoritma<br />

znatno kraće nego primenom LP solvera. S obzirom na to da su simulacije sprovedene za<br />

relativno mali broj čvorova, LP solver daje optimalne rezultate u prihvatljivom vremenskom<br />

intervalu, zbog čega se ne može reći da je primena genetskog algoritma neophodna.<br />

Međutim, za očekivati je da bi vreme trajanja simulacije u LP solveru, u slučaju<br />

razmatranja većeg broja čvorova značajno poraslo usled čega bi primena genetskog<br />

algoritma za rešavanje posmatranog lokacijsko-alokacijskog problema bila bolji izbor. U<br />

tom slučaju, dobijena rešenja, bez obzira na njihovo značajno odstupanje od optimalnog,<br />

bi se smatrala dovoljno dobrim.<br />

Zaključna diskusija<br />

Na osnovu dobijenih rezultata može da se zaključi da definisani matematički model<br />

predstavlja koristan alat pri donošenju strateških odluka. Model, na osnovu poznatih ili<br />

očekivanih tokova robe i jediničnih troškova logističkih funkcija u lancu snabdevanja, pruža<br />

mogućnost za određivanje optimalnog broja, tipa, kapaciteta i lokacije logističkih centara.<br />

Za razliku od dosadašnjih istraživanja, model ima mogućnost donošenja odluke o<br />

adekvatnom tipu logističkog centra na konkretnoj lokaciji u zavisnosti od raspoloživih<br />

vidova transporta, njihovog maksimalno mogućeg udela u ukupnom transportnom radu i<br />

jedinične cene transporta za svaki od razmatranih vidova. Pritom, posebno treba naglasiti<br />

mogućnost variranja udela pojedinih vidova transporta, čime je stvorena mogućnost<br />

analize i izbora lokacija za veći broj scenarija. Takođe, dosadašnjim modelima uglavnom<br />

se nudila mogućnost određivanja kapaciteta centara u odnosu na vrednosti investicija, dok<br />

62


se u ovom modelu nudi mogućnost donošenja odluke o kapacitetu i na osnovu fiksnih<br />

operativnih troškova centra.<br />

Testiranjem definisanog modela na primeru Srbije, došlo se do sledećih zaključaka:<br />

− dominantnu ulogu u ukupnim troškovima imaju transportni troškovi makrotokova,<br />

− udeo vrednosti investicija u ukupnim troškovima je svega 4 do 5 %, usled čega je<br />

najbolje rešenje u svim scenarijima lociranje 7 ili 8 centara,<br />

− rezultati drugog scenarija su pokazali da su u slučaju lociranja manjeg broja<br />

centara (tri centra) ukupni troškovi veći za 16 10 6 €, odnosno za 2 €/t u odnosu na<br />

ukupne troškove pri lociranju 7 centara u prvom scenariju,<br />

− izabrane lokacije su u čvorovima koji su odredišta najvećeg dela tokova robe,<br />

usled čega je udeo transportnih troškova mikrotokova u ukupnim troškovima<br />

između 5 i 14 %,<br />

− promene udela pojedinih vidova transporta imaju značajan uticaj na izbor tipa i<br />

kapaciteta centara, a time i na ukupne troškove,<br />

− promena jediničnih troškova transporta ima uticaja na ukupne troškove, ali u ovom<br />

slučaju, nema uticaja na udeo pojedinih vidova transporta u ukupnom ostvarenom<br />

transportnom radu, niti na izbor kapaciteta i lokacije centara,<br />

− izabrane lokacije u svim scenarijima su Novi Sad, Beograd i Kragujevac, dok su u<br />

pojedinim scenarijima dodatno izabrane Subotica, Užice, Niš, Šabac, Kruševac i<br />

Smederevo,<br />

− izabrane lokacije za sadašnje tokove ostaju optimalan izbor i za buduće<br />

projektovane tokove robe, ali sa promenjenim kapacitetima i tipom centra.<br />

S obzirom na to da je u ovoj studiji slučaja analiziran relativno mali broj čvorova, LP<br />

solver daje optimalna rešenja u prihvatljivom vremenskom intervalu, dok genetski<br />

algoritam daje rešenja u roku od nekoliko sekundi, ali ta rešenja odstupaju od optimalnih<br />

za prosečno 10 %. U slučaju korišćenja definisanog matematičkog modela na primeru sa<br />

znatno većim brojem čvorova, za očekivati je da bi vreme trajanja simulacija primenom LP<br />

solvera bilo predugo usled čega bi primena genetskog algoritma bila potrebna, a dobijeni<br />

rezultati dovoljno dobri.<br />

Rezultati testiranja ukazuju na primenljivost modela za donošenje odluke u<br />

konkretnim studijama za veći broj interesnih strana u lancu snabdevanja.<br />

63


4. MODELIRANJE LOKACIJSKIH PROBLEMA POSTROJENJA ZA<br />

GENERISANJE ELEKTRIČNE ENERGIJE IZ BIOMASE<br />

U cilju određivanja optimalnog broja, tipa, nazivne snage i lokacije postrojenja za<br />

generisanje električne energije iz biomase definisan je unapređeni matematički model čija<br />

je kriterijumska funkcija minimizacija ukupnih troškova posmatranog lanca snabdevanja,<br />

odnosno najniža cena generisane električne energije.<br />

S obzirom na sve specifičnosti biomase kao goriva i biomase kao materijala u lancu<br />

snabdevanja, određivanje optimalnog broja, tipa, nazivne snage i lokacije postrojenja, za<br />

definisane uslove, znatno je komplikovanije nego rešavanje lokacijskih problema u drugim<br />

lancima snabdevanja. Analizom tih specifičnosti, pri definisanju problema uočena su tri<br />

osnovna područja u lancu snabdevanja koja je moguće optimizovati:<br />

1. Izbor vrste biomase, koja će u definisanim uslovima dati najpovoljnije<br />

troškove snabdevanja. Izboru mora da prethodi detaljna analiza raspoloživih vrsta i formi<br />

biomase, kako s aspekta cene i pogodnosti korišćenja kao goriva, tako s aspekta njene<br />

prostorne gustine i dostupnosti. Pored cene raspoložive biomase, izuzetno je važna njena<br />

prostorna gustina i dostupnost, tako da, u nekim slučajevima, cenovno povoljna biomasa<br />

koja je raspoloživa na velikom broju manjih parcela, koje su pritom prostorno značajno<br />

udaljene jedna od druge, može da uzrokuje znatne logističke troškove zbog kojih će na<br />

kraju ta vrsta i forma biti manje isplativa nego neka druga. Shodno tome, cenovno manje<br />

povoljna vrsta biomase, koja ima veću prostornu gustinu, može da bude povoljnija.<br />

Istovremeno, različite vrste raspoložive biomase često imaju značajno različite<br />

karakteristike kao gorivo, pre svega, donju toplotnu moć i pogodnost za sagorevanje, zbog<br />

čega su za pojedine vrste potrebne značajno veće investicije u postrojenje. Takođe, za<br />

različite vrste i forme biomase različiti su uslovi transporta i skladištenja, što može znatno<br />

da utiče na troškove ovih operacija u ukupnom lancu snabdevanja.<br />

2. Izbor odgovarajućeg tipa i nazivne snage postrojenja, prvenstveno se<br />

obavlja na osnovu raspoloživih vrsta biomase i njihove prostorne dostupnosti, kao i<br />

logističkih troškova koji prate snabdevanje postrojenja određenom vrstom. Vrsta<br />

raspoložive biomase i njene karakteristike kao goriva uslovljavaju izbor odgovarajućeg tipa<br />

postrojenja. Istovremeno, nazivna snaga postrojenja uslovljava godišnje potrebe izabranih<br />

vrsta biomase. Na osnovu definisane vrste i količine biomase, znajući njenu prostornu<br />

raspodelu, moguće je da se izračunaju očekivani godišnji logistički troškovi za<br />

snabdevanje postrojenja. Pri tome je jasno, da su za postrojenja veće nazivne snage<br />

potrebne veće količine biomase, koju je potrebno sakupiti, skladištiti i prevesti, što<br />

povećava očekivane logističke troškove. Ti troškovi mogu da se snize izborom postrojenja<br />

koja mogu da koriste mešavinu dve ili više vrsta biomase, čime se povećava prostorna<br />

gustina biomase i snižavaju logistički troškovi, ali se, najčešće, povećavaju investicioni<br />

troškovi. Nasuprot tome, bez obzira na tip postrojenja, specifični investicioni troškovi u<br />

postrojenje, po kW ili MW instalisane električne snage, bitno opadaju povećanjem nazivne<br />

snage postrojenja. Iz tog razloga je, pri određivanju tipa i nazivne električne postrojenja,<br />

očekivane logističke troškove potrebno posmatrati u odnosu na očekivane investicione i<br />

operativne troškove postrojenja, kako bi se došlo do optimalnog rešenja problema.<br />

64


3. Izbor lokacije postrojenja, kako u odnosu na raspoloživu biomasu, tako i u<br />

odnosu na mogućnost priključivanja na postojeću elektrodistributivnu mrežu. Prilikom<br />

lociranja postrojenja mora da se ramotri priključivanje na javnu električnu mrežu i<br />

udaljenost do mesta priključivanja. Na visinu investicije mogu značajno da utiču troškovi<br />

povezivanja na mrežu, ukoliko je udaljenost do mesta povezivanja velika.<br />

Pored navedenog, pri izboru lokacije je potrebno da se vodi računa i o drugim<br />

potrebama ovakvih postrojenja, kao što je, na primer, potrebna velika količina vode za<br />

hlađenje, blizina urbanog naselja, kao i drugi uticaji na životnu sredinu. Ti aspekti se<br />

obavezno razmatraju pri određivanju mikrolokacije, ali s obzirom na to da se u ovom<br />

istraživanju određuje makrolokacija, ovi kriterijumi nisu obuhvaćeni.<br />

U vezi sa gore navedenim uticajima na optimizaciju, u nastavku se daje analiza<br />

biomase kao materijala u lancu snabdevanja, njenih osnovnih karakteristika kao goriva i<br />

njenih osobina kao "robe", koja prolazi kroz logističke procese u lancu snabdevanja.<br />

Potom se daje kratak opis postrojenja uz definisanje relevantnih karakteristika i<br />

parametara, na osnovu čega se zatim definiše model za određivanje optimalnog broja,<br />

tipa, nazivne snage i lokacije postrojenja na biomasu.<br />

4.1 Biomasa kao materijal u lancu snabdevanja<br />

Postoji više pristupa u definisanju pojma biomase. U Direktivi 2001/77/EC (Anonim,<br />

2001), se navodi sledeće: „Biomasa predstavlja biorazgradivi deo proizvoda, otpada i<br />

ostataka u poljoprivredi (uključujući biljne i životinjske supstance), u šumarstvu i<br />

pripadajućoj industriji, kao i biorazgradivi deo industrijskog i gradskog otpada“. Iako bi<br />

trebalo da obuhvata sve vidove mase biljnog porekla, kada se govori o obnovljivim<br />

izvorima energije, definicija je delimično sužena. Pod biomasom se podrazumevaju<br />

materije sačinjene od biljne mase u vidu proizvoda, nusproizvoda, otpada ili ostataka te<br />

biljne mase (tab. 14).<br />

65


Tab. 14 Opis materijala koji spadaju ili ne pod pojam "biomasa" u smislu korišćenja<br />

obnovljivih izvora energije (Anonim 2011a, delimično prerađeno)<br />

Pod biomasom kao obnovljivim gorivom<br />

Podrazumevaju se:<br />

Biljke i delovi biljaka.<br />

NE podrazumevaju se:<br />

Fosilna goriva, uključujući treset.<br />

Gorivo dobijeno od biljaka i delova biljaka, čije su<br />

sve komponente i međuproizvodi proizvedeni od<br />

biomase.<br />

Ostaci i nusproizvodi biljnog i životinjskog porekla<br />

u poljoprivredi, šumarstvu i komercijalnoj<br />

proizvodnji riba.<br />

Biološki otpad kao što su:<br />

biorazgradljivi otpad procesa u prehrambenoj<br />

industriji, biorazgradljive materije ostataka iz<br />

kuhinje, separirani biološki otpad iz domaćinstava<br />

i preduzeća, biorazgradljivi otpad iz drvne<br />

industrije i otpad održavanja okoline. Neophodno<br />

je da ova vrsta otpada ima toplotnu moć od<br />

najmanje 11 MJ/kg (kriterijum zaštite životne<br />

sredine).<br />

Mešavina gradskog otpada.<br />

Ostaci drveta koji sadrže polihlorovane<br />

bifenile ili polihlorovane<br />

trifenile, živu i druge štetne materije<br />

koje se, pri termičkom korišćenju<br />

drveta, emituju u količinama preko<br />

dozvoljenih granica.<br />

Papir, karton, tekstil.<br />

Kanalizacioni otpad.<br />

Delovi tela životinja.<br />

Otpadno drvo pri preradi drveta i u industriji<br />

drvenih materijala.<br />

Najšire prihvaćena podela biomase kao obnovljivog izvora energije jeste na čvrstu,<br />

tečnu i gasovitu.<br />

U čvrstu biomasu ubrajaju se ostaci ratarske proizvodnje, ostaci rezidbe iz voćarstva<br />

i vinogradarstva, ostaci šumarstva, biljna masa brzorastućih biljaka – u engleskom<br />

govornom području poznate pod nazivom Short Rotation Coppices (SRC), a pre svega<br />

brzorastućih šuma, ostaci iz drvoprerađivačke industrije i drugo.<br />

Pod tečnom biomasom podrazumevaju se tečna biogoriva – biljna ulja,<br />

transesterifikovana biljna ulja – biodizel, bioetanol, itd.<br />

Gasovitu biomasu predstavlja biogas, koji može da se proizvede iz životinjskih<br />

ekskremenata ili energetskih biljaka (silaža trave, kukuruza i drugog), ali kao sirovina<br />

mogu da posluže i druge otpadne materije. Gasovitu, pa i tečnu biomasu, predstavljaju i<br />

produkti gasifikacije, odnosno pirolize čvrste biomase, kao i proizvod dorade biogasa,<br />

biometan.<br />

U ovom istraživanju razmatrana je samo čvrsta biomasa.<br />

Kada je reč o čvrstoj biomasi postoje različita shvatanja. Tako, na primer, neki<br />

poimaju drvo kao posebnu kategoriju, a pod biomasom podrazumevaju samo žetvene<br />

ostatke, kao što su slama, kukuruzovina, itd.<br />

66


U Srbiji se najčešće, u obliku čvrste biomase, koriste različite forme ogrevnog drveta i<br />

žetveni ostaci. Zbog toga se čvrsta biomasa deli na drvenu i poljoprivrednu (videti sl. 27).<br />

Sl. 27 Šematski prikaz podele čvrste biomase (Anonim, 2011a, delimično prerađeno)<br />

U svetu se sve više primenjuje gajenje energetskog bilja, koje takođe može biti<br />

drveno ili slamasto. Najčešće vrste drvenog energetskog bilja su razne brzorastuće šume,<br />

tipično za naše područje topola i vrba, čiji je period obrta značajno kraći. U slamaste<br />

energetsko bilje se ubraja većina ratarskih biljnih vrsta, dok se u svetu sve više gaje i<br />

druge, manje poznate biljke, kao što su divlji proso i slonovska trava. Veliki broj njih<br />

pripada grupi C4 biljaka 13 . Karakteriše ih visok energetski prinos po hektaru. Očekuje se<br />

da će gajenje i korišćenje energetskog bilja biti zastupljeno i u Srbiji u dogledno vreme.<br />

4.1.1 Karakteristike biomase kao goriva<br />

Postoje značajne razlike kada je reč o primeni raznih vrsta biomase kao goriva. U<br />

vezi sa tim, postoje određene karakteristike biomase na osnovu kojih može da se definiše<br />

povoljnost primene neke vrste kao goriva. Najvažnije od tih karakteristika su: donja<br />

toplotna moć, sadržaj pepela i temperatura omekšavanja pepela, sadržaj vlage, gustina,<br />

forme i cena biomase.<br />

13 Biljke koje vezuju i redukuju CO 2 prema reakcijskom nizu koji su otkrili Kalvin i saradnici, na osnovu<br />

primarnih produkata koje čine četiri ugljenikova atoma, nazivaju se C4 biljkama.<br />

67


Donja toplotna moć<br />

Najznačajnija karakteristika biomase je donja toplotna moć i predstavlja meru<br />

hemijske energije koja stoji na raspolaganju. Utvrđuje se postupcima koji su definisani u<br />

više standarda (Anonim, 2011b), a obavlja se u akreditovanim institucijama koje su za to<br />

opremljene, poseduju kalorimetre i propratnu opremu, a merenja sprovode u skladu sa<br />

standardizovanom procedurom. Donja toplotna moć značajna je za najširu primenu goriva.<br />

U tab. 15 date su orijentacione vrednosti donje toplotne moći za vrste biomase koje se<br />

najčešće koriste, a za poređenje je data i vrednost za mrki ugalj. Vrednost donje toplotne<br />

moći može da se izrazi i u kWh/kg, što je za praktične potrebe pogodnije. Dobija se<br />

deljenjem vrednosti izražene u MJ/kg sa 3,6. Za veće količine koristi se MWh/t.<br />

Tab. 15 Donje toplotne moći i sadržaj pepela za neka goriva, srednje vrednosti na osnovu<br />

merenja i podataka u literaturi (Martinov i Đatkov, 2011)<br />

Gorivo<br />

Donja toplotna Udeo pepela * ,<br />

moć * , MJ/kg %<br />

Bukva, bez kore 18,4 0,5<br />

Topola, energetska 18,5 1,8<br />

Kora četinara 19,2 3,8<br />

Slama pšenice 17,2 5,7<br />

Slama soje 18,9 3,8<br />

Kukuruzovina 18,0 4,2<br />

Oklasak kukuruza 18,4 2,7<br />

Slonovska trava 17,6 3,9<br />

Zrno tritikale 16,9 2,1<br />

Mrki ugalj 20,6 5,1<br />

* Važi za suvu masu<br />

Sadržaj i osobine pepela<br />

Pepeo se sastoji od mineralnih materija, koje ne sagorevaju, zbog čega je balast u<br />

gorivu. Što je u gorivu više pepela. niža je njegova donja toplotna moć.. U tab. 15<br />

prikazane su vrednosti sadržaja pepela za odabrane vrste biomase i kvalitetan mrki ugalj.<br />

Količine pepela slame i drugih biljnih ostataka značajno su veće u odnosu na drvenu<br />

biomasu. Za slamu se obično računa sa oko 5 % u odnosu na vazdušno suvu masu goriva<br />

(sadržaj vlage oko 15 %), a za drvo 0,5 do 0,8 %. U pogledu količine pepela slame, one su<br />

u biljci manje, ali je ona najčešće kontaminirana zemljom. Udeo pepela u drvetu povećava<br />

se povećanjem udela kore, u kojoj je sadržaj pepela viši. Sadržaj pepela kukuruzovine<br />

sličan je kao i za slamu, ali se često povećava usled zaprljanja zemljom, posebno ukoliko<br />

se kukuruzovina ubire u vlažnim uslovima.<br />

Osim sadržaja pepela, od značaja je i njegovo ponašanje na povišenim<br />

temperaturama. Ono se opisuje raznim fazama, od kojih je najznačajnije omekšavanje.<br />

Ložišni prostor i tehnika sagorevanja treba da budu prilagođeni gorivima koja imaju nisku<br />

temperaturu omekšavanja pepela.<br />

68


Sadržaj vlage<br />

Jedna od najvažnijih karakteristika biomase je sadržaj vlage, iz razloga što donja<br />

toplotna moć bitno opada sa porastom količine vode u gorivu. To je, pre svega, zbog toga<br />

što jedan deo mase predstavlja negorivu materiju, vodu i potrebne energije za grejanje i<br />

isparavanje te vode.<br />

Promena vrednosti donje toplotne moći u zavisnosti od sadržaja vlage računa se<br />

prema jednačini:<br />

,<br />

⋅ − − ⋅<br />

= (4.1.1.1)<br />

pri čemu je H vm donja toplotna moć vlažne bimase u MJ, H sm donja toplotna moć<br />

suve mase, a W sadržaj vlage u %. Drugi član u brojiocu odnosi se na energiju potrebnu<br />

za grejanje i isparavanje vode.<br />

Ukoliko se formula primeni na pšeničnu slamu, sadržaj vlage 15 %, koristeći podatak<br />

iz tab. 9, donja toplotna moć takvog materijala bila bi oko 14,3 MJ/kg, što je podatak koji<br />

se u praksi i koristi. Ukoliko bi sadržaj vlage bio 30 %, slama koja je pokisla, donja toplotna<br />

moć bila bi 11,3 MJ/kg. Sušenje biomase najčešće se ne isplati i ne sprovodi.<br />

44 )2, 100 ( W W H H sm vm 100<br />

Gustina i forme biomase<br />

U odnosu na većinu fosilnih goriva, biomasa ima više nedostataka. Jedan od njih je<br />

energetska gustina, koja zavisi od forme biomase. Na sl. 28 prikazan je dijagram<br />

energetske gustine različitih goriva. Na primer, lako ulje za loženje koje sadrži 1 GJ<br />

energije zauzima oko 28 litara, ili 0,028 m 3 . Za isti sadržaj energije seckana slama<br />

zauzima 1,2, pa i do 2 m 3 . Slama u obliku bala za 1 GJ ima zapreminu od 0,5 do 0,6 m 3 .<br />

Ogrevno drvo takođe ima malu energetsku gustinu. Za 1 GJ potrebno je 0,15 do<br />

0,2 m 3 , a za pelete drveta oko 0,1 m 3 skladištenog prostora. Peleti drveta su, u pogledu<br />

energetske gustine, odnosno specifične zapremine, najpovoljnija forma čvrste biomase,<br />

iako im je specifična zapremina za oko 3,5 puta veća od specifične zapremine lakog ulja<br />

za loženje.<br />

69


Sl. 28 Poređenje energetskih gustina različitih goriva(Kaltschmitt, Hartmann, 2001)<br />

4.1.2 Lanac snabdevanja postrojenja biomasom - logistika biomase<br />

Kada je reč o efikasnosti i ceni logističkih procesa u lancu snabdevanja postrojenja<br />

biomasom, pored sadržaja vlage, najveću ulogu imaju gustina i forma biomase. Iz tog<br />

razloga, u nastavku su detaljnije analizirane forme biomase i njihov uticaj na skladištenje i<br />

transport. Kao rezultat te analize definisan je lanac snabdevanja koji se razmatra u ovom<br />

istraživanju. Forma u kojoj se biomasa nalazi, te njene osobine, postupak skladištenja,<br />

mogućnosti i troškovi transporta u tom pogledu imaju značajan uticaj, te se posebno<br />

razmatraju.<br />

Forme slame i kukuruzovine<br />

Slama raznih biljnih vrsta i kukuruzovina najčešće su u formi bala, koje se formiraju<br />

nakon ubiranja presama. Najčešće primenjivane prese, odnosno forme bala, zajedno sa<br />

područjima njihovih dimenzija i gustina, prikazane su na sl. 29.<br />

70


Sl. 29 Dijapazoni veličina i gustina bala slame za vazdušno suvu masu (Kaltschmitt i dr,<br />

2001)<br />

Presovanje u formi malih bala je još uvek rasprostranjeno, pre svega na malim<br />

gazdinstvima, iako ima mnogo mana. Veliki nedostatak malih bala je to što se utovar i<br />

istovar sa transportnog sredstva, kao i uskladištenje, obavljaju ručno, što prouzrokuje<br />

visoke operativne troškove. Nisu pogodne za veća energetska postrojenja, koja se ovde<br />

razmatraju.<br />

Valjkaste bale imaju prednosti u ostvarenju mehanizovanog utovara i istovara, ali<br />

zbog oblika i postupka formiranja imaju manju skladišnu gustinu, te se na transportno<br />

sredstvo utovara manje biomase. Iako su cene ovih presa niže, viši su troškovi veziva,<br />

transporta i skladištenja. Ocenjuje se da za ekonomski opravdano ubiranje slame u formi<br />

valjkastih bala parcele ne bi smele da budu manje od oko 3 ha. Transportno rastojanje od<br />

prvog skladišta do postrojenja na kojem se biomasa koristi ne bi smelo da bude preko 10<br />

do 15 km.<br />

Prese za velike četvrtaste bale su produktivnije, ali da bi se njihov nazivni učinak<br />

iskoristio, potrebno je i da zboj bude „bogatiji“ čime se ostvaruje veća gustina ubrane<br />

biomase. Prednjim traktorskim utovarivačem, sl. 30, ili specijalnim uređajima, njima se lako<br />

manipuliše. Nosivost transportnog sredstva može bolje da se iskoristi nego kod drugih<br />

formi bala. Ove bale se lako skladište, a nedostatak je to što za neke tipove generatora<br />

toplote moraju da se dezintegrišu. Primena presa za velike četvrtaste bale ekonomski je<br />

opravdana samo za parcele veće od, na primer, 10 ha. Za duža transportna rastojanja ove<br />

bale imaju izrazitu prednost. Primenjuju se za snabdevanje većih energetskih jedinica, na<br />

rastojanju i do 100 km.<br />

71


Sl. 30 Utovar velikih četvrtastih bala na transportno sredstvo (Anonim, 1998)<br />

Forme drvene biomase<br />

Forma drvene biomase zavisi od izvora, da li je reč o ogrevnom drvetu, ostacima<br />

seče šume, proredne seče, e, ostacima proizvodnje drvne industrije ili brzorastućim šumama.<br />

Najčešća forma, za velike jedinice, je iver. Dobija se, najčešće, e, seckanjem ostataka seče i<br />

brzorastućih šuma –SRC. Seckanje se češće e obavlja na mestu nastanka biomase, sl. 31,<br />

a ređe e se drvo transportuje do postrojenja, tamo skladišti i secka (ogrevno drvo i krupnija<br />

granjevina).<br />

Sl. 31 Iverač č drveta, sečka, ubacuje iver u transportno sredstvo<br />

Sadržaj vlage ivera zavisi od sirovine. Ukoliko se usitnjavaju ostaci seče šume, vlaga<br />

dostiže i do 55 %. Seckanje se obavlja van vegetacionog perioda. Poželjno je da se<br />

granjevina, pa i brzorastuće drvo, prosuši, pa se tada postiže da sadržaj vlage bude oko<br />

35 %. Takav materijal nije pogodan za sagorevanje u manjim kotlovima i drugim<br />

generatorima toplote, nego u specijalnim kotlovima. Za manje jedinice, do 100 kW,<br />

poželjno je da sadržaj vlage bude do 25 %, a to je granjevina koja je na otvorenom bila<br />

preko leta. Gustine ivera navedene su u tab. 16.<br />

Sušenje ivera nije isplativo, osim u posebnim slučajevima, kada se,<br />

na primer, koristi<br />

jevtiniji izvor toplotne energije biogas postrojenja. Ponekad se primenjuje produvavanje –<br />

aktivna ventilacija, ali je za to potrebna posebna oprema i dodatni utrošak električne


energije. Aktivnom ventilacijom snižava se sadržaj vlage i smanjuje mikrobiološka<br />

razgradnja.<br />

Tab. 16 Gustina raznih vrsta i formi drveta, u kg/m3 (Martinov i Đatkov, 2011)<br />

Sadržaj<br />

vlage,<br />

%<br />

Bukva Hrast Meko drvo U skladištu, složeno<br />

DM SL CP DM SL CP DM SL CP DM SL CP<br />

Masa m 3 u kg<br />

0 558 390 230 588 411 242 361 253 149 448 313 184<br />

10 620 434 255 654 457 269 401 281 165 498 348 205<br />

15 657 459 270 692 484 285 425 297 175 527 369 217<br />

20 698 488 287 735 514 303 452 316 186 560 392 231<br />

30 798 558 328 840 588 346 516 361 212 640 448 264<br />

40 930 651 383 980 686 403 602 421 248 747 522 307<br />

50 1117 781 459 1177 823 484 722 505 297 897 627 369<br />

DM– drvo bez međuprostora, drvena masa, SL– složene cepanice, prosečno; CP– iver, gomila.<br />

Skladištenje biomase<br />

Bale se najčešće skladište formiranjem kamara na otvorenom. Mogu da se koriste i<br />

raspoloživi skladišni prostori, ali namenska gradnja nadstrešnica nije isplativa. U slučaju<br />

velikih bala najčešće se primenjuje prekrivanje jednogodišnjim (jevtinija varijanta) ili<br />

višegodišnjim folijama. Gustina uskladištenih bala prikazana je na sl. 32. Slična je za sve<br />

forme bala, sa time da se za velike valjkaste i četvrtaste bale, uskladištenje i izuzimanje iz<br />

skladišta, obavlja mehanizovano, dakle, lakše i jevtinije.<br />

Sl. 32 Način i gustina skladištenja bala (Martinov i Đatkov, 2010)<br />

73


Kada je reč o iveru, veće količine skladište se u gomilama na otvorenom prostoru, a<br />

manje pod nadstrešnicama u provetravanim prostorijama, ili za kratkotrajne potrebe u<br />

silosima. Poseban oprez treba da se posveti skladištenju visokovlažnog ivera, jer dolazi do<br />

zagrevanja, a u nekim slučajevima i do samozapaljenja.<br />

Mesto postavljanja kamara, njihova veličina i razmak, definisani su zakonom, radi<br />

zaštite od širenja požara. U Srbiji je još uvek na snazi Pravilnik o posebnim merama<br />

zaštite od požara u poljoprivredi (Anonim, 1984). Prema tom pravilniku: Kamarisanje<br />

neovršenih strnih useva i slame van naselja može se vršiti na udaljenosti od najmanje 100<br />

metara od železničke pruge, voda visokog napona, trafostanice, skladišta zapaljivih<br />

materija, objekata u kojima se loži vatra i sličnih objekata koji mogu izazvati požar, a<br />

kamarisanje se može vršiti:...u kamare veličine 20x6 metara, s rastojanjem i odstojanjem<br />

od 20 metara ili veličine 50x8 metara sa rastojanjem i odstojanjem 50 metara. Očekuje se<br />

donošenje novog pravilnika, koji bi bio prilagođen savremenim uslovima.<br />

Transport biomase<br />

Transport biomase sa polja do međuskladišta uglavnom se obavlja uz pomoć<br />

traktora sa prikolicama, a od međuskladišta do postrojenja kamiona sa prikolicom. U oba<br />

slučaja, zbog relativno male specifične gustine biomase, količina transportovane biomase<br />

po jednoj turi je limitirana zapreminskom nosivošću prikolica, dok je dozvoljena nosivost<br />

traktora, kamiona i prikolica delimično iskorišćena.<br />

Tab. 17 Vozila za sakupljanje i transport biomase, (Kaltschmitt i dr, 2009)<br />

Universal<br />

Traktor sa<br />

prikolicom<br />

Traktor High-level sa<br />

visokopodiznom<br />

kiper prikolicom<br />

Forage wagon<br />

Traktor sa kiper<br />

prikolicom<br />

Saddle kipper<br />

Kamion sa<br />

poluprikolicom<br />

Kontejner<br />

Maksimalna<br />

3<br />

zapremina, m<br />

18 14 20 100 40a<br />

Maksimalna<br />

nosivost, t<br />

14 10 10 27 13 b ; 23 c<br />

a TEU, b samo kamion , c sa prikolicom<br />

S obzirom na navedene karakteristike biomase kao materijala i kao goriva, u ovom<br />

istraživanju je analizirano korišćenje poljoprivredne biomase u formi velikih valjkastih i<br />

četvrtastih bala i drvene biomase u formi ivera. Uzimajući u obzir moguće varijante<br />

transporta i skladištenja, usvojen je lanac snabdevanja prikazan na sl. 33, za koji je<br />

definisan matematički model za određivanje lokacije postrojenja.<br />

74


NABAVKA BIOMASE NA MEĐUSKLADIŠTU<br />

po ceni koja uključuje ubiranje i transport biomase do međuskladišta<br />

self propelled straw harvester<br />

bales storage<br />

SKLADIŠTENJE I MANIPULISANJE BIOMASOM NA MEĐUSKLADIŠTU<br />

bales storage<br />

bales storage<br />

TRANSPORT BIOMASE OD MEĐUSKLADIŠTA DO POSTROJENJA<br />

SKLADIŠTENJE I MANIPULISANJE BIOMASOM KOD POSTROJENJA<br />

bales storage<br />

bales storage<br />

GENERISANJE ELEKTRIČNE ENERGIJE I ODLAGANJE PEPELA<br />

Sl. 33 Usvojeni lanac snabdevanja postrojenja biomasom<br />

75


Bale žetvenih ostataka se traktorom sa prednjim utovarivačem ili manipulatorom sa<br />

odgovarajućim priključcima utovaraju na prikolice, transportni voz, koje vuče drugi traktor.<br />

Prevoze se do međuskladišta na maloj udaljenosti od polja, obično do 5 km, pored tvrdog<br />

puta, kako bi bale mogle da se utovare i dalje prevoze kamionima do postrojenja. Bale<br />

biomase se na međuskladištu odlažu poštujući zakonsku regulativu o zaštiti od požara.<br />

Tako uskladištene bale prekrivaju se folijom, obično za višekratnu upotrebu, radi zaštite od<br />

padavina. Biomasa uskladištena na međuskladištu se, u skladu sa potrebama, prevozi do<br />

postrojenja mrežom javnih puteva. Za prevoz se koriste kamioni sa prikolicama. S obzirom<br />

na dimenzije bala i dimenzije kamiona, po turi se prevozi 20 do 24 bale, odnosno 10 - 12<br />

tona biomase (zavisno od vrste biomase, sadržaja vlage, gustine presovanja i tipa bala).<br />

Na taj način je nosivost transportnih sredstava najčešće delimično iskorišćena.<br />

Sakupljanje drvene biomase zavisi od izvora. Ukoliko se prikuplja granjevina, ostatak<br />

seče, obično se iveranje sprovodi na mestu nastanka, te iver prevozi. Brzorastuće šume<br />

najčešće se ubiraju silažnim kombajnom sa hederom specijalne izvedbe, kojim se drvo<br />

odseca i ivera. Iver se ubacuje u traktorske, za manja rastojanja, odnosno kamionske<br />

prikolice i transportuje do međuskladišta, na tvrdom putu. Sa međuskladišta se<br />

kamionskim transportom, prema dinamici snabdevanja, dovozi do postrojenja. Skladište<br />

postrojenja sadrži količinu biomase potrebnu za najmanje sedmodnevni rad. Ovo skladište<br />

je, obično, pod nadstrešnicom.<br />

Biomasa se sa privremenog skladišta kod postrojenja, po ustaljenom režimu ubacuje<br />

u prihvatni uređaj kotla, kojim se obavlja loženje. Grubi pepeo se odvozi do međuskladišta<br />

snabdevača, te stavlja na raspolaganje za distribuciju po poljoprivrednim i drugim<br />

površinama, ili ga korisnik, u nekim slučajevima i kupac, odvozi i koristi. Fini, ciklonski<br />

pepeo, odvozi se do deponija.<br />

4.1.3 Postrojenja za generisanje električne energije iz biomase<br />

Generisanje električne energije iz biomase slično je kao i u slučaju korišćenja čvrstih<br />

fosilnih goriva. Proces generisanja električne energije počinje sagorevanjem biomase,<br />

čime se hemijska energija transformiše u toplotnu. Nadalje se toplotna energija<br />

transformiše u mehaničku, a mehanička u električnu. Poželjno je da se, u cilju povećanja<br />

ukupnog stepena korisnosti i ekonomske isplativosti, primenjuje kogeneracija –<br />

generisanje i korišćenje, pored električne i toplotne energije, što se podstiče posebnom<br />

direktivom (Anonim,2004). Preduslov za korišćenje toplotne energije je da se u blizini<br />

postrojenja nalazi potrošač, čije bi potrebe za toplotnom energijom postrojenje moglo da<br />

zadovolji.<br />

Postoji više tipova, tehnologija za generisanje električne energije, odnosno,<br />

kombinovanog generisanja električne i toplotne energije, korišćenjem biomase kao goriva.<br />

Oni se, pre svega, razlikuju prema postupku transformacije toplotne energije u mehaničku<br />

i električnu: parno-turbinska postrojenja, vijčani parni motor, ORC (Organic Rankine Cycle)<br />

proces, Stirling motor, toplovazdušne turbine, motori s unutrašnim sagorevanjem za biljna<br />

ulja, gasni motor, gasni motor sa samopaljenjem, gasna turbina, mikroturbine, gorive<br />

ćelije, itd. Tip postrojenja koje će se koristiti uglavnom zavisi od raspoložive vrste biomase<br />

i planirane instalirane snage.<br />

76


Najznačajnija karakteristika postrojenja jeste stepen korisnosti. On predstavlja udeo<br />

proizvedene električne energije u odnosu na primarnu energiju goriva. Ovaj pokazatelj ima<br />

ključnu ulogu u definisanju potrebne količine biomase za funkcionisanje postrojenja.<br />

Podatak o stepenu korisnosti pri nazivnoj snazi generatora toplote nije dovoljan za<br />

proračun potrebne količine goriva. Stepen korisnosti menja se pri radu sa parcijalnim<br />

snagama, zbog čega se u praksi definiše prosečan. Ukoliko postrojenje kontinualno radi<br />

sa nazivnim opterećenjem, stepen korisnosti je konstantan. Potrebna godišnja količina<br />

goriva računa se prema izrazu:<br />

Q<br />

S ⋅OS<br />

= η ⋅DTM<br />

(4.1.3.1)<br />

gde je: Q – potrebna količina goriva u t, S – planirana nazivna snaga postrojenja u MW,<br />

OS – broj operativnih sati postrojenja godišnje u h, η – prosečan godišnji stepen korisnosti<br />

(za termoelektrane), a DTM– donja toplotna moć korišćene biomase u MWh/t.<br />

U ovom istraživanju razmatrana su postrojenja za generisanje isključivo električne<br />

energije većih nazivnih snaga, iznad 10 MW. Kada je reč o kogenerativnim postrojenjima<br />

postavka lokacijskog problema bila bi slična, sa tom razlikom da bi bilo manje generisane<br />

električne energije, ali znatno više toplotne, i da bi se više pažnje posvetilo lokaciji<br />

potrošača. Kombinovanom proizvodnjom električne i toplotne energije može da se<br />

postigne da ukupan stepen korisnosti postrojenja bude i preko 85 %. Zbog toga se<br />

primena kogeneracije podstiče i treba da se primenjuje gde god to okolnosti dozvoljavaju,<br />

a sa posebnim naglaskom na proizvodnju električne energije. Međutim, primeri iz prakse<br />

pokazali su da na cenu električne energije pri kojoj se ostvaruje nulta rentabilnost<br />

značajno utiče angažovanje postrojenja u toku godine i udeo toplotne energije koji se<br />

iskoristi. Pošto je cena električne energije, po feed-in tarifi, približno dvostruko viša od<br />

cene toplonte energije, te samo u ređim slučajevima toplotna energija može da se plasira,<br />

na osnovu preporuke date od Martinova i dr. (2008), ovde se razmatraju postrojenja koja<br />

generišu isključivo električnu energiju.<br />

Zbog svoje pogodnosti za primenu u slučaju korišćenja čvrste biomase kao goriva,<br />

kod postrojenja većih nazivnih snaga, kao i visokog stepena "zrelosti" tehnologije,<br />

razmatrana je primena parno turbinskih postrojenja.<br />

4.1.4 Cena biomase<br />

Da bi se proračunala cena generisane električne, pa i toplotne, energije, treba da je,<br />

pre svega, poznata cena goriva, biomase, odnosno cena po jedinici primarne energije.<br />

Ceni biomase na primarnom skladištu treba da se dodaju troškovi manipulacije,<br />

transporta, prerade, skladištenja na postrojenju i loženja, kao i drugi troškovi, na primer,<br />

trošak mera zaštite od požara, trošak osiguranja i čuvarske službe. Troškovi se značajno<br />

razlikuju u zavisnosti od vrste i forme biomase, lokacije postrojenja, raspoloživog prostora,<br />

udaljenosti od mesta nabavke, itd. Pritom, neki od troškova mogu lako da se kvantifikuju,<br />

dok se neki procenjuju.<br />

77


Cene pojedinih goriva značajno se razlikuju. Najniže su pri korišćenju otpada vlastite<br />

proizvodnje, na primer, u drvoprerađivačkoj industriji. Takođe, cene biomase se menjaju iz<br />

godine u godinu, u zavisnosti od lokaliteta, od toga da li je biomasa u sopstvenom<br />

vlasništvu, ili se kupuje od snabdevača koji je u blizini, ili je udaljen. Ukoliko se biomasa<br />

otkupljuje uvek postoji mogućnost značajnih oscilacija u ceni, kao i odluke pojedinih<br />

snabdevača da se predomisle u vezi sa prodajom svoje biomase. U većini slučajeva čvrsta<br />

biomasa dospeva sezonski, te je potrebno da se celokupna količina blagovremeno nabavi<br />

i uskladišti. To je nepovoljnije od korišćenja fosilnih goriva, koja mogu da se nabavljaju<br />

postepeno, prema potrebi ili se čak plaća nakon potrošnje, kada je reč o prirodnom gasu.<br />

Ulaganje u kupovinu čvrste biomase, s obaveznom rezervom, dodatno opterećuje cenu,<br />

jer predstavlja „zarobljena“ sredstava. Pri detaljnoj ekonomskoj analizi svi troškovi moraju<br />

da se uzmu u obzir, da bi se dobila stvarna cena biomase (Martinov, 2008).<br />

Na cenu veliki uticaj ima i sadržaj vlage biomase, tako što direktno utiče na masu<br />

biomase, a time i na transport i skladištenje, toplotnu moć biomase, kao i vrstu kotla koje<br />

će se koristiti u postrojenju.<br />

78


4.2 Model lokacijskog problema postrojenja<br />

Model lokacijskog problema postrojenja za generisanje električne energije,<br />

korišćenjem biomase kao goriva, razvijen je na osnovu prethodno definisanog modela<br />

lanca snabdevanja (poglavlje 4.1.2). Model ima za cilj da na definisanom području (na<br />

ograničenom regionu), za poznatu vrstu, količinu i lokaciju raspoloživih resursa odredi<br />

optimalan broj, tip, lokaciju i nazivnu snagu postrojenja. Pri tome se kao osnovni kriterijum<br />

optimizacije koristi minimizacija ukupnih troškova lanca snabdevanja. Na osnovu količina<br />

raspoloživih vrsta biomasa i njihove lokacije, cene biomase, potrebne količine biomase za<br />

godišnje funkcionisanje postrojenja, investicionih i operativnih troškova postrojenja, model<br />

treba da definiše tip postrojenja, a potom lokaciju i nazivnu snagu za koje će ukupni<br />

troškovi po jedinici dobijene električne energije biti najniži. Zatim model treba da predoči<br />

promenu cene električne energije u zavisnosti od ukupno instalirane snage električnih<br />

centrala, te da se na osnovu tog porasta definiše granična vrednost mogućih ili ekonomski<br />

isplativih instaliranih snaga na definisanom području.<br />

Modeliran problem je posmatran kao jednokriterijumski, diskretan, statički, lokacijskoalokacijski<br />

problem na mreži. Pritom, problem alociranja se nije bavio raspodelom<br />

generisane električne energije korisnicima, nego raspodelom raspoloživih resursa biomase<br />

lociranim postrojenjima. Pri modelovanju korišćeni su pristupi modela medijane i fiksnih<br />

troškova, sa kapacitativnim ograničenjima (videti poglavlje 2.2).<br />

U odnosu na do sada razvijene modele za lociranje postrojenja (videti poglavlje 2.4),<br />

ovaj pruža mogućnost variranja većeg broja parametara, što implicira da se pri rešavanju<br />

lokacijsko-alokacijskog problema postrojenja u obzir uzima veći broj promenljivih. To se<br />

prvenstveno odnosi na mogućnost lociranja većeg broja različitih tipova postrojenja koja<br />

mogu da koriste mešavinu više vrsta biomase.<br />

Model je namenjen za primenu za definisano područje sa jasnim granicama i<br />

raspoloživim resursima. Pored rešavanja problema lokacija alokacije, njime se definišu i<br />

granice primene, pri čemu je kriterijum porast cena konačnog proizvoda, električne ili<br />

električne i toplotne energije. Granica primene je zbir nazivnih snaga postrojenja pri<br />

kojima, zbog poskupljenja goriva, biomase, cene prevazilaze definisane granične<br />

vrednosti.<br />

U formiranju modela, a u pogledu definisanja raspoloživih resursa žetvenih ostataka,<br />

uvedena su dva nova koeficijenta, koji doprinose realnosti procene:<br />

1. Koeficijent dostupnosti žetvenih ostataka s obzirom na mogućnost ubiranja u formi<br />

velikih valjkastih i četvrtastih bala (a i k ). Kao što je ranije navedeno, primena<br />

presovanja u formi velikih bala isplativa je samo na većim parcelama.Ovaj koeficijent<br />

u obzir uzima udeo parcela veličine iznad 5 ha, na posmatranoj teritoriji. Ukupne<br />

količine žetvenih ostataka množe se s ovim koeficijentom.<br />

2. Procena raspoloživih količina biomase s obzirom na razne uticaje (b i k ):<br />

− primena žetvenih ostataka za druge svrhe, prostirka i ostalo, obrađeno kod<br />

Martinova i dr. (2011b),<br />

− smanjenje raspoloživih količina na osnovu primene konzervacijske obrade<br />

zemljišta, pri kojoj žetveni ostaci ostaju na parcelama,<br />

79


− smanjenje raspoloživih količina iz drugih razloga, na primer, problemi s<br />

ugovaranjem otkupa, nedostatak potrebne mehanizacije, loše vremenske prilike u<br />

vreme ubiranja, itd.<br />

Vrednosti ovog koeficijenta mogu da se usvoje kao granične, pa se model primenjuje<br />

za obe, ili da ga definišu eksperti u oblasti i poznavaoci lokalnih prilika. Količine realno<br />

raspoloživih žetvenih ostataka dobijaju se množenjem navedenih koeficijenata sa<br />

površinom pod određenim resursima i prosečnim godišnjim prinosom tih resursa po<br />

jedinici površine.<br />

Ovi koeficijenti nisu primenjivani za drvenu biomasu, zato što se smatra da je u<br />

slučaju drvene biomase, s aspekta ubiranja za energetsko korišćenje, postojalo i da će<br />

ubuduće postojati plansko lociranje resursa.<br />

Model razmatra postojanje skupa i = 1, 2, 3 ... I čvorova u kojima se generišu robni<br />

tokovi – čvorovi u kojima su locirana međuskladišta; i skupa j = 1, 2, 3 ... J čvorova u<br />

kojima je moguće locirati postrojenja. Model pravi razliku između skupa t = 1, 2, 3 ... T<br />

tipova postrojenja, koji obuhvata istovremeno i definisane tipove postrojenja i razmatrane<br />

potencijalne nazivne snage tih postrojenja, i skupa k = 1, 2, 3 ... K vrsta raspoložive<br />

biomase.<br />

Pored navedenih skupova u modelu se definiše parametar S koji predstavlja unapred<br />

definisanu ukupno potrebnu instaliranu snagu svih lociranih postrojenja.<br />

Raspoloživa količina biomase vrste k, u nekom čvoru i, definisana je kao:<br />

K<br />

Q = ∑ ∑( p α a b ,)<br />

(4.2.1)<br />

∈<br />

∈<br />

gde je:<br />

p i k – površina obradivog zemljišta na lokaciji i pod biomasom k u ha,<br />

α k – prosečan godišnji prinos biomase k u t/ha,<br />

a i k – koeficijent raspoloživosti biomase k na lokaciji i u zavisnosti od stepena isplativosti<br />

primene savremene tehnologije ubiranja biomase,<br />

b i k – koeficijent raspoloživosti biomase k na lokaciji i u zavisnosti od stepena primene<br />

konzervacijske obrade zemljišta i ostalih uticaja.<br />

ik<br />

I i k i ik k ik k<br />

Potrebna količina biomase vrste k u postrojenju tipa t, definisana je kao:<br />

Q<br />

S ⋅OS<br />

= ∀t<br />

∈T,<br />

∀j<br />

∈J,<br />

∀k<br />

η ⋅DTM<br />

,<br />

k<br />

t t t j , k<br />

∈K<br />

(4.2.2)<br />

Q t,k – potrebna količina biomase tipa k u postrojenju tipa t u t,<br />

S t j – nazivna snaga postrojenja tipa t lociranog u čvoru j u MW,<br />

OS t – broj operativnih sati postrojenja tipa t godišnje u h,<br />

DTM t,k – donja toplotna moć biomase tipa k korišćene u postrojenju tipa t u MWh/t,<br />

η t – koeficijent korisnosti postrojenja tipa t.<br />

t<br />

80


ijk d Qik<br />

,<br />

Varijable, definisane u modelu su:<br />

⎧<br />

⎨<br />

⎩<br />

=<br />

nije<br />

Y k ij = proporcija snabdevanja postrojenja lociranog u čvoru j sa međuskladišta lociranog u<br />

čvoru i biomasom k, 0 ≤ Y k ij ≤ 1.<br />

1<br />

Ostali parametri modela objašnjeni su u nastavku pri definisanju troškova koji se javljaju u<br />

svakom od procesa posmatranog lanca snabdevanja.<br />

t tipa postrojenje locirano j lokaciji na je Xtj ,ukoliko 0 , ,<br />

Troškovi nabavke biomase C n<br />

∑ ∑ ∑<br />

∈ ∈ ∈<br />

(4.2.3)<br />

gde je:<br />

C k – jedinična cena biomase tipa k na međuskladištu, u €/t,<br />

Q i k - raspoloživa količina biomase vrste k u čvoru i u t.<br />

=K k I i J j k ij ik k n Y Q C C ,<br />

Troškovi skladištenja i manipulisanja biomasom na međuskladištu C s<br />

⎡ ⎛<br />

∑⎢<br />

+ ∑ ⎜ + ∑<br />

∈ ⎣ ∈ ⎝ ∈<br />

⎞⎤<br />

⎟⎥<br />

⎠⎦<br />

(4.2.4)<br />

gde je:<br />

i k ks ik J j k ij ksfix is is<br />

p<br />

s C Q Y C I p C<br />

s<br />

i – površina međuskladišta lociranog u čvoru i u m 2 ,<br />

I s i – investicije u međuskladište locirano u čvoru i – godišnja cena zakupa zemljišta i cena<br />

zaštitne folije u €/m 2 ,<br />

C k sfix – jedinični fiksni troškovi skladištenja biomase k na međuskladištu – obuhvataju<br />

troškove radne snage u €/god,<br />

C<br />

,<br />

k var<br />

=I K<br />

svar – jedinični varijabilni troškovi skladištenja biomase k na međuskladištu – obuhvataju<br />

outsourcing manipulativne opreme i troškove osiguranja od požara, u €/t god.<br />

Troškovi transporta biomase od međuskladišta do postrojenja C t<br />

∑ ∑ ∑<br />

I i J j ij Y C k<br />

=K<br />

∈ ∈ ∈<br />

tk<br />

(4.2.5)<br />

gde je:<br />

C t<br />

81


d ij – transportno rastojanje od međuskladišta i do potencijalnog postrojenja j u km,<br />

C t k – jedinični troškovi transporta biomase vrste k u €/tkm.<br />

Troškovi skladištenja i manipulisanja biomasom kod postrojenja C sp<br />

∑∑<br />

j∈J<br />

t∈T<br />

s,<br />

t s,<br />

t e,<br />

t e,<br />

t<br />

k k k,<br />

t<br />

( p<br />

j<br />

I<br />

j<br />

+ n<br />

j<br />

I<br />

j<br />

) + ∑∑∑∑Qi<br />

Yij<br />

Cs<br />

,<br />

t<br />

C = X<br />

(4.2.6)<br />

sp<br />

j<br />

i∈I<br />

j∈J<br />

k∈K<br />

t∈T<br />

gde je:<br />

p s,t j – površina skladišta kod postrojenja j u m 2 ,<br />

s,t<br />

I j – investicije u skladište kod postrojenja lociranom u čvoru j – godišnja cena zakupa<br />

zemljišta i cena zaštitne folije u €/m 2 ,<br />

e,t<br />

I j – prosečne jedinične investicije u skladišnu opremu u skladištu lociranom u čvoru j u<br />

€/komadu,<br />

n e,t j – potrebna oprema, broj komada, u skladištu lociranom u čvoru j,<br />

k,t<br />

C s – jedinični troškovi skladištenja biomase k kod postrojenja t – obuhvataju troškove<br />

radne snage i troškove osiguranja od požara, u €/t god.<br />

Ostali troškovi generisanja električne energije iz biomase C p<br />

= ∑ ∑<br />

∈ ∈<br />

( ),<br />

+ + C<br />

(4.2.7)<br />

gde je:<br />

I t j - vrednost investicije u postrojenje tipa t locirano u čvoru j u €/MW,<br />

C op – operativni troškovi postrojenja kao procenat vrednosti investicije u postrojenje,<br />

C a – troškovi amortizacije kao procenat vrednosti investicije u postrojenje,<br />

C rf – rashodi finansiranja, odnosno kamate na izvore finansiranja, kao procenat vrednosti<br />

investicije u postrojenje,<br />

g<br />

S t j – nazivna snaga postrojenja tipa t lociranog u čvoru j u MW.<br />

T t J j tjC<br />

I X op<br />

Ca<br />

rfS<br />

C j<br />

Troškovi priključenja postrojenja na postojeću elektrodistributivnu mrežu C d<br />

C<br />

∈<br />

p ∑<br />

X d<br />

tj<br />

dj<br />

I<br />

,<br />

(4.2.8)<br />

gde je:<br />

I d – investicije za izgradnju kilometra dalekovoda u €/km,<br />

d dj – dužina dalekovoda potrebna za povezivanje postrojenja lociranog u čvoru j sa<br />

postojećom elektrodistributivnom mrežom u km.<br />

d =J j<br />

82


Troškovi odlaganja pepela C op<br />

( ) ,<br />

= ∑ ∑ ∑<br />

I<br />

∈ ∈ ∈<br />

i J I<br />

k k k j<br />

K<br />

β<br />

ρ +<br />

γ<br />

+<br />

∑ ∑ ∑<br />

∈ ∈ ∈<br />

k k k Q j<br />

i J<br />

K<br />

β<br />

γ<br />

(4.2.9)<br />

gde je:<br />

C t p – jedinični troškovi transporta pepela u €/tkm,<br />

β k – procenat pepela nakon sagorevanja biomase k,<br />

d ij – transportno rastojanje od parcele i do potencijalnog postrojenja j u km,<br />

d jd – rastojanje od postrojenja do najbliže deponije na koju je moguće (dozvoljeno) odložiti<br />

pepeo,<br />

ρ – procenat pepela koji će biti vraćen na njive,<br />

γ – procenat pepela koji će se odložiti na deponiju,<br />

C od – cena odlaganja pepela na deponiju u €/t.<br />

C op<br />

Ctp<br />

ikY<br />

Qij<br />

dij<br />

djd<br />

Cod<br />

ikYij<br />

Matematički model posmatranog lokacijskog problema je definisan na sledeći način:<br />

min F = C n + C s + C t + C sp + C p + C g + C op (4.2.10)<br />

Ograničenja definisana modelom su:<br />

∑<br />

∈<br />

1<br />

≤<br />

≤ ∑<br />

∀<br />

∈<br />

∈<br />

,<br />

∀<br />

∈<br />

∀<br />

∈<br />

∀<br />

∈<br />

∀<br />

∈<br />

,<br />

∈<br />

j<br />

i<br />

∀<br />

J<br />

I<br />

, (4.2.12)<br />

∈<br />

∑<br />

j i<br />

I<br />

kj<br />

KJ<br />

∑ ∑<br />

X<br />

83<br />

k<br />

K<br />

t tj Y TX k Tk<br />

j<br />

Y k JY<br />

(4.2.11)<br />

t tj<br />

≤<br />

k<br />

t<br />

T<br />

Q<br />

i Q<br />

1 (4.2.13)<br />

ij<br />

ij<br />

tj X<br />

t<br />

J<br />

∀<br />

∈<br />

,<br />

∈<br />

∀<br />

∈<br />

∀<br />

∈<br />

∑<br />

I<br />

K<br />

k T t J i<br />

ijk<br />

≥<br />

,<br />

∈<br />

∈<br />

X<br />

S ≥<br />

tj<br />

S<br />

(4.2.15)<br />

,<br />

(4.2.14)<br />

Kriterijumska funkcija (4.2.10), uz pomoć definisanih varijabli, određuje optimalni broj,<br />

tip, nazivnu snagu i lokaciju postrojenja za generisanje električne energije iz biomase za<br />

unapred definisanu ukupno potrebnu instaliranu snagu svih postrojenja, težeći pritom da<br />

minimizira ukupne troškove posmatranog lanca snabdevanja.<br />

Ograničenje (4.2.11) dozvoljava lociranje najviše jednog centra u svakom čvoru<br />

mreže. Ograničenje (4.2.12) je logičko ograničenje koje dozvoljava transport raspoložive<br />

biomase samo do lociranih postrojenja određenog tipa. Ograničenje (4.2.13) ne dozvoljava<br />

alokaciju veće količine biomase vrste k od raspoložive, postrojenju tipa t lociranom u čvoru<br />

j. Ograničenjem (4.2.14) se osigurava da će se postrojenju tipa t dostaviti barem potrebna<br />

količina biomase vrste k. Ograničenjem (4.2.15) se postiže da ukupna instalirana snaga<br />

svih lociranih postrojenja mora biti veća, ili jednaka unapred definisanoj S.<br />

j tj


U modelu je pretpostavljeno da posmatrani lanac snabdevanja počinje i završava se<br />

u čvorovima postojeće saobraćajne mreže. Podrazumeva se da su svi čvorovi u kojima se<br />

generišu robni tokovi i povezani sa svim čvorovima j, koji predstavljaju potencijalne<br />

lokacije postrojenja.<br />

Modelom se omogućava distribucija svih vrsta biomase sa svih međuskladišta ka<br />

svim potencijalnim lokacijama postrojenja, kao i mogućnost snabdevanja više postrojenja<br />

sa jednog međuskladišta, naravno samo sa raspoloživom biomasom.<br />

Opisani model, u brojnim iteracijama, varira potencijalne lokacije i za svaku<br />

potencijalnu lokaciju varira sve moguće vrste i nazivne snage postrojenja, kao i potreban<br />

region raspoloživih resursa, računajući pritom ukupne troškove posmatranog lanca<br />

snabdevanja za svaku od mogućih varijanti. Optimalnim rešenjem se na kraju smatra ona<br />

kombinacija varijabli koja dovodi do minimalnih ukupnih troškova posmatranog lanca<br />

snabdevanja.<br />

Specifičnost ovog modela je u tome što je, uslovno, kupac postrojenje za generisanje<br />

električne energije. Kriterijum je cena generisane električne energije, a ona, osim troškova<br />

nabavke i logistike zavisi i od troškova postrojenja. Troškovi generisanja energije, koji se<br />

sastoje od investicionih i operativnih, zavise od vrste biomase koja se koristi, a opadaju sa<br />

povećanjem nazivne električne snage. Međutim, porastom nazivne električne snage rastu<br />

potrebne količine biomase, koje se tada dovoze sa većih rastojanja, te rastu logistički<br />

troškovi. Model treba da iskaže koji je od ovih uticaja zanačjniji, te da doprinese ne samo<br />

definisanju lokacije, nego i izboru postrojenja u pogledu vrste biomase i nazivne električne<br />

snage.<br />

84


4.3 Testiranje modela - lociranje postrojenja u AP Vojvodini<br />

Testiranje modela sprovedeno je za područje AP Vojvodine, koja, kada je reč o<br />

resursima čvrste biomase, predstavlja zaokruženo područje sa dominantnim udelom<br />

žetvenih ostataka. Sa južne strane, u okviru Srbije, nalaze se područja u kojima dominira<br />

ekstenzivna poljoprivredna proizvodnja, te su resursi žetvenih ostataka ograničeni.<br />

Poljoprivredna područja sa značajnim količinama čvrste biomase, žetvenih ostataka,<br />

nalaze se u Hrvatskoj, Mađarskoj i Rumuniji. Do priključenja Srbije Evropskoj uniji, na ove<br />

resurse ne može da se računa, te nisu uzeti u obzir. Dakle, u skladu sa postavkama<br />

važnosti modela, AP Vojvodina predstavlja zaokruženi i ograničeni region sa definisanim<br />

resursima biomase koja bi mogla da se koristi kao gorivo.<br />

Autonomna Pokrajina Vojvodina se nalazi na severu Republike Srbije, prostire se na<br />

21.500 km 2 , a tri velike reke dele njenu teritoriju na tri geografske celine – Srem, Banat i<br />

Bačku. Vojvodina je poljoprivredni region Republike Srbije koji raspolaže sa oko 1,7 Mha<br />

obradivog zemljišta i 0,1 Mha šume. Istovremeno, ovaj region ima ograničene rezerve<br />

nafte, prirodnog gasa i uglja, zbog čega se smatra energetski siromašnim. Prema<br />

energetskom bilansu Vojvodine za 2011. godinu, samo 1,9 % od ukupne godišnje<br />

potrošnje (oko 9.000 GWh) generiše se u Pokrajini. Iz tog razloga, Pokrajinski sekretarijat<br />

za energetiku i mineralne sirovine, podstiče primenu obnovljivih izvora energije (u<br />

nastavku OIE), u duhu energetske politike EU i Direktive 2009/28/EC (Anonim, 2009a). U<br />

okviru toga, poseban akcenat se stavlja na proizvodnju električne energije iz OIE, naročito<br />

korišćenjem poljoprivredne biomase, koja u Vojvodini predstavlja najveći potencijal.<br />

Podrška države u oblasti korišćenja OIE za generisanje električne enerije, čvrste<br />

biomase, zasniva se na povlašćenoj, takozvanoj feed-in tarifi, koja predstavlja tarifu po<br />

kojoj će se otkupljivati električna energija generisana iz OIE. Po prethodnoj direktivi je feed<br />

in tarifa za generisanje električne energije iz biomase važila samo za postrojenja sa<br />

nazivnom snagom do 10 MW. Od januara 2013 godine, donošenjem Uredbe o merama<br />

podsticaja za povlašćene proizvođače električne energije, u Srbiji više ne postoji<br />

ograničenje maksimalne nazivne snage, a vrednost feed-in tarife za električnu energiju iz<br />

biomase je 82,2 €/MWh (Anonim, 2013a).<br />

U ovom istraživanju locirane su termocentrale, iako bi slični uslovi i okolnosti važili za<br />

lociranje kogenerativnih postrojenja.<br />

S obzirom na doskorašnje ograničenje da se subvencionišu postrojenja na biomasu<br />

do nazivne snage od 10 MW, i preporuke date od strane Wiesenthal-a (2006) da se<br />

najisplativija nazivna snaga postrojenja nalazi između 10 i 15 MW, a maksimalna do<br />

36 MW, u ovom istraživanju su razmatrane nazivne snage postrojenja 10, 15 i 20 MW.<br />

Pritom je jedan od zadataka bio da se utvrdi maksimalna ukupna instalirana snaga svih<br />

lociranih postrojenja u zavisnosti od količine raspoloživih resursa.<br />

Raspoloživi resursi čvrste biomase<br />

Brojne su publikacije koje za cilj imaju definisanje potencijala biomase, kao i<br />

mogućnosti za njegovo povećanje u budućnosti. U nekoliko evropskih zemalja sprovedeno<br />

je mapiranje raspoložive biomase, a načinjen je i pokušaj definisanja potencijala u celoj<br />

Evropi (Scarlat i dr, 2010). Ipak, nema jednoznačnog iskaza o stvarnim potencijalima, čije<br />

85


korišćenje neće ugrožavati životnu sredinu i proizvodnju hrane. Prva sveobuhvatna studija,<br />

na nivou Srbije, sa ciljem da se definišu potencijali biomase, pa i onih koji potiču iz<br />

poljoprivredne proizvodnje, urađena je 2003. godine (Ilić i dr, 2003). Rezultati te studije<br />

korišćeni su u Akcionom planu za biomasu 2010-2012. (Anonim, 2010a), gde se navodi da<br />

su potencijali poljoprivredne biomase Srbije oko 1,7 Mtoe (miliona tona ekvivalentne<br />

nafte). U istom dokumentu navodi se da bi procena potencijala trebalo da se inovira,<br />

primenom u EU važećeg statističkog postupka, Eurostat.<br />

Brkić i Janjić (2010) dali su procene količina biomase u Vojvodini, na oko 10,75 Mt,<br />

konstatujući da je ona smanjena u odnosu na ranije periode za 30 do 40 %, pre svega<br />

zbog promene strukture setve. Procenili su da bi za energetske svrhe moglo da se iskoristi<br />

30 do 50 % od ove količine, što bi značilo od 3 do 5 Mt, odnosno 1,0 do 1,6 Mtoe.<br />

Martinov i dr. (2009, 2008) i Martinov (2008) obradili su potencijale čvrste biomase i<br />

biogasa u Vojvodini. Postavljajući razliku između malih/srednjih i velikih imanja, kao i nove<br />

definicije raspoložive biomase, kao one koja može, uobičajenom tehnologijom, da se<br />

ubere, i one koja može da se iskoristi za energetske svrhe. Prema njihovom istraživanju,<br />

količina biomase koja može da se ubere u stvarnosti predstavlja oko 30 % od raspoložive<br />

(1.773 prema 5.885 Mt), dok je količina biomase za energetske potrebe znatno manja od<br />

prognozirane, i iznosi oko 1,7 Mt, odnosno oko 0,57 Mtoe. Ukoliko se ovoj količini dodaju<br />

ostale količine (Martinov i dr, 2008): ostaci rezidbe u voćarstvu i vinogradarstvu, oko 0,325<br />

Mt, ili oko 0,11 Mtoe, te ostaci primarne prerade, oko 0,01 Mtoe, zbir je oko 0,69 Mtoe.<br />

Uzimajući u obzir da poljoprivredne površine u Vojvodini predstavljaju oko trećine površina<br />

u celoj Srbiji, tada se, ranije pretpostavljen potencijal od 1,7 Mtoe poljoprivredne biomase<br />

za energetske svrhe može smatrati realnim.<br />

Ista istraživanja su pokazala da su najzastupljenije vrste poljoprivredne biomase u<br />

Vojvodini kukuruzovina i slama, dok u pogledu drvene biomase ima smisla razmatrati iver -<br />

ostatke od seče drva i granjevinu.<br />

Prema Programu ostvarivanja strategije razvoja energetike Republike Srbije do 2010.<br />

godine, deo za Vojvodinu, Modul 13 – Novi i obnovljivi izvori energije, ostaci iz šumarstva<br />

u Vojvodini su 50.000 t godišnje. To nije značajna količina, ali, s obzirom na to da je<br />

najveći deo potencijala u okviru sistema "Vojvodinašume", postoji realna mogućnost za<br />

sprovođenje savremenog korišćenja u energetske svrhe.<br />

Proizvonja brzorastućih biljaka, a pre svega šuma, jedan je od načina za proizvodnju<br />

čvrste biomase. Najznačajnija vrste koje bi se mogle saditi na ovim prostorima su topole i<br />

vrbe. Gajenje brzorastućeg drveća osim energetskog i ekonomskog ima i ekološki efekat,<br />

a sprovodi se na inferiornim zemljištima. Prema proceni Instituta za nizijsko šumarstvo i<br />

životnu sredinu u <strong>Novom</strong> <strong>Sadu</strong>, u Vojvodini bi brzorastuće šume mogle da se gaje na oko<br />

90.000 ha. Prosečan godišnji prinos vazdušno suvog drveta, prema brojnim podacima iz<br />

literatura iznosi od 8 do 12 t/ha.<br />

Nakon definisanja potencijala - raspoloživih vrsta i količina biomase, ostaje otvoreno<br />

pitanje cene korišćenja biomase za energetske svrhe. To je posebno problem u slučaju<br />

snabdevanja velikih postrojenja, iz prostog razloga što porastom nazivne snage<br />

postrojenja raste i radijus dopremanja biomase, što za posledicu ima veće transportne<br />

troškove. Istovremeno, na transportne troškove biomase veliki uticaj ima i fragmentacija i<br />

veličina parcela. Još jedan veliki problem pri korišćenju biomase u energetske svrhe jeste<br />

86


pouzdanost snabdevanja postrojenja neophodnom količinom biomase, s obzirom na to da<br />

na prinos i kvalitet biomase veliki uticaj imaju vremenski uslovi.<br />

Kada je reč o Vojvodini, gustina prinosa biomase je veća zbog čega ima osnova da<br />

se razmatra gradnja većih postrojenja. Međutim, poseban problem predstavlja usitnjenost<br />

imanja, zbog čega bi u slučaju gradnje velikih postrojenja bilo potrebno sklopiti brojne<br />

ugovore kojima bi se definisala količina i cena biomase, radi prevencije nepouzdanog<br />

snabdevanja ili pak prevelike cene goriva u slučaju lošijeg prinosa pojedinih vrsta<br />

biomase.<br />

Poljoprivredna proizvodnja u većini zemalja ima poseban status, kako zbog značaja<br />

obezbeđenja hrane, tako i zbog specifičnog, dugačkog, proizvodnog ciklusa. U zemljama u<br />

razvoju, u koje se, na žalost, ubraja i Srbija, velik ekonomski, socijalni i demografski<br />

problem predstavlja i nerazvijenost ruralnih oblasti. Istraživanjima Janić i dr (2010),<br />

Martinov i Tešić (2006), jasno je utvrđeno da je poljoprivreda Srbije potencijalni<br />

perspektivan proizvođač energije. Postavljena je hipoteza da se odgovarajućom politikom<br />

može istovremeno podsticati proizvodnja i energetsko korišćenje biomase i ruralni razvoj<br />

(Brkić i Janić, 2005, Martinov i dr, 2007a, 2007b). U radovima je diskutovano koliko koji od<br />

obnovljivih izvora energije može da ima uticaja na ekonomsko jačanje ruralnih oblasti i<br />

zaključeno da je najbolja proizvodnja i korišćenje čvrste biomase, što uključuje čak i<br />

proizvodnju peći i kotlova u ruralnim oblastima.<br />

4.3.1 Materijali i metode<br />

U skladu sa definisanim matematičkim modelom, radi određivanja optimalnog broja,<br />

tipa, lokacije i nazivne snage postrojenja na biomasu, za primer AP Vojvodine, obavljeno<br />

je mapiranje resursa, definisane su karakteristike i cene raspoloživih vrsta biomase,<br />

karakteristike raspoložive biomase sa logističkog aspekta, definisani su mogući tipovi i<br />

nazivne snage postrojenja i njihovi investicioni i operativni troškovi, kao i ostali troškovi koji<br />

prate posmatrani lanac snabdevanja.<br />

Mapiranje resursa<br />

Na osnovu prethodno navedenih istraživanja o potencijalima biomase u Srbiji i<br />

Vojvodini i na osnovu raspoloživih statističkih podataka, u svrhu ovog istraživanja<br />

sprovedeno je mapiranje raspoloživih potencijala poljoprivredne i drvene biomase u<br />

Vojvodini (videti sl. 34). U odnosu na prethodna istraživanja, nije predstavljena gustina<br />

raspoložive biomase u tonama po kvadratnom metru nego je data ukupna raspoloživa<br />

biomasa u tonama po godini za svaku od 45 opština u Vojvodini.<br />

87


Sl. 34 Mapa gustine žetvenih ostataka po opštinama u Vojvodini<br />

Mapiranje je obuhvatilo četiri tipa biomase, prepoznatih kao najzastupljeniji u AP<br />

Vojvodini (videti tab. 18)<br />

Raspoloživa količina biomase je računata kao proizvod površine zasejane<br />

određenom biljnom vrstom, prosečnog godišnjeg prinosa te biljne vrste i dva koeficijenta<br />

raspoloživosti svake biljne vrste posebno za svaku opštinu. Pri tome se prvi koeficijent<br />

dostupnosti odnosi na ekonomičnost ubiranja određene vrste biomase na teritoriji jedne<br />

opštine, odnosno na procenat poljoprivrednih površina pod određenom biljnom vrstom<br />

koje, na teritoriji jedne opštine, imaju površinu pet ili više hektara. Granica od minimum 5<br />

ha je definisana, jer se smatra da je ekonomski neisplativo korišćenje savremene<br />

mehanizacije za sakupljanje biomase i njeno baliranje u velike valjkaste i četvrtaste bale<br />

na površinama manjim od 5 ha. Drugi koeficijent raspoloživosti se odnosi na procenat<br />

raspoloživih poljoprivrednih površina pod određenom biljnom vrstom u odnosu na primenu<br />

žetvenih ostataka u druge svrhe, primenu konzervacijske obrade zemljišta i pouzdanost<br />

otkupa planirane količine biomase. Vrednosti koeficijenta dostupnosti po opštinama<br />

korišćeni u ovom istraživanju predstavljaju ekspertsku procenu obavljenu nakon<br />

konsultacije sa lokalnim samoupravama.<br />

Iz istog razloga, u slučaju raspoloživosti drvene biomase, razmatrane su samo<br />

površine pod šumama veće od 2.000 ha.<br />

Pretpostavljeno buduće stanje, pored do sada razmatranih četiri vrsta biomasa,<br />

podrazumeva korišćenje brzorastućih šuma kao drvene biomase (K 5 ). Usvojeno je da je<br />

vlažnost ove drvene mase 35 %, tako da su ostale karakteristike kao goriva poistovećene<br />

s onima definisanim za drveni iver, koje su korišćene u simulacijama sadašnjeg stanja.<br />

Pritom je pretpostavljeno gajenje brzorastućih šuma na 5 % obradivog zemljišta lošeg<br />

kvaliteta, 20 % neobradivog, 30 % močvarnog, 20 % livada i 30 % pašnjaka u svakoj od<br />

88


opština Vojvodine. Planirane površine s ovom namenom definisane su na osnovu<br />

aktuelnih prostornih planova svake od vojvođanskih opština, u kojima je data projekcija<br />

namene površina za 2025. ili 2028. godinu.<br />

Karakteristike i cene biomase<br />

Za izabrane vrste biomase definisane su cene po kojima je raspoloživa na<br />

međuskladištima. Kao što je već napomenuto, cena zavisi od više parametara i menja se<br />

iz godine u godinu, zbog čega je u obzir uzeta cena biomase, za količine veće od 100 t, u<br />

Vojvodini u 2012. godini (tab. 18).<br />

Prosečan godišnji prinos je definisan prema Martinovu i dr. (2011), tab. 18.<br />

Donja toplotna moć je, prema različitim izvorima definisana za suvu materiju, a potom za<br />

definisani sadržaj vlage računata prema Kaltschmitu i dr. (2009), tab. 18.<br />

Tab. 18 Izabrane vrste biomase i njene osnovne karakteristike<br />

Tip Vrsta biomase<br />

Cena, Prosečan godišnji Donja toplotna<br />

€/t prinos, t/ha moć, MWh/t<br />

K 1 Kukuruzovina, W=20 % 30 4.0 3.9<br />

K 2 Kukuruzovina, W=30 % 26 4.7 3.3<br />

K 3 Slama a , W=15 % 38 3.0 4.0<br />

K 4 Iver, W=35 % 45 1.2 3.1<br />

K 5 Brzorastuće šume, W=35 % 40 10 3.1<br />

W– procentualni sadržaj vlage; a u ovoj grupi dominira pšenična slama, ali je takođe u obzir uzeta i slama<br />

soje, sa malo manjim prinosom po hektaru i većom donjom toplotnom moći.<br />

Logistika biomase<br />

Iako se očekuje da su međuskladišta biomase locirana na više mesta u svakoj od<br />

posmatranih opština, radi umanjenja kompleksnosti posmatranog problema, u istraživanju<br />

se pretpostavlja da su međuskladišta locirana u centrima opština. Isto važi i za<br />

potencijalne lokacije postrojenja - u cilju uprošćavanja problema predloženo je lociranje<br />

postrojenja u centrima opština. U skladu sa tim, korišćena transportna rastojanja<br />

predstavljaju stvarna transportna rastojanja na postojećoj mreži puteva između centara<br />

svake od opština u Vojvodini.<br />

Pretpostavljeno je da se biomasa, od međuskladišta do postrojenja, transportuje<br />

kamionima sa prikolicom, pri čemu se računalo sa transportom prosečno 11 t biomase po<br />

turi i prosečnom brzinom kamiona od 50 km/h. Definisana jedinična cena transporta<br />

biomase je 0,1 €/tkm.<br />

Troškovi utovara i istovara biomase, uračunati su u okviru varijabilnih troškova<br />

skladištenja, kao zbir troškova iznajmljene opreme za manipulisanje biomasom na<br />

međuskladištu i troškova radne snage potrebne za manipulaciju na međuskladištu, s<br />

obzirom na to da je pretpostavljeno da se biomasom na međuskladištu manipuliše samo<br />

pri njenom utovaru i istovaru. Pritom su usvojeni troškovi iznajmljivanja opreme, na osnovu<br />

aktuelnih tržišnih cena, 150 €/dan. Troškovi radne snage obračunavani su kao proizvod<br />

prosečne mesečne bruto zarade u Vojvodini, koja prema podacima Statističkog zavoda<br />

89


Republike Srbije, iznosi oko 500 €, i broja 9, koji predstavlja rad tri radnika u tri smene.<br />

Vreme rada radnika na poslovima skladištenja i manipulisanja je 8 min/t (Anonim, 1998).<br />

S obzirom na to da je, u posmatranom lancu snabdevanja, skladištenje biomase<br />

planirano na otvorenom, i da je za to potrebno dosta prostora, a da postoji značajna<br />

razlika u razvijenosti Vojvođanskih opština, a time i u ceni najma zemljišta u njima, u ovom<br />

istraživanju je napravljena razlika u ceni metra kvadratnog između opština u Vojvodini, te<br />

se ona kreće između 0,5 i 2 €/m 2 godišnje i definisana je različito za svaku od opština.<br />

Pored cene zemljišta za skladištenje biomase, u fiksne troškove skladištenja ubraja<br />

se i cena višegodišnje zaštitne folije kojom se prekriva, kako bi se zaštitila od nepovoljnih<br />

vremenskih uticaja, kao i trošak osiguranja od požara. U radu je cena višegodišnje zaštitne<br />

folije 2 €/m 2 za trajnost tri godine, a godišnji trošak osiguranja biomase od požara u iznosu<br />

od 1,4 % od ukupne vrednosti skladištene biomase.<br />

Tipovi i veličine postrojenja<br />

U okviru istraživanja je definisano 6 potencijalnih vrsta postrojenja, koja koriste jednu<br />

vrstu, ili mešavine dve ili više vrsta biomasa. Tipovi postrojenja dati su u tab. 19.<br />

Tab. 19 Razmatrani tipovi postrojenja i udeo vrsta biomase koji koriste<br />

Tipovi<br />

postrojenja<br />

Procentualno učešće<br />

raspoloživih vrsta biomasa u<br />

pojedinim tipovima postrojenja -<br />

sadašnje stanje<br />

Procentualno učešće<br />

raspoloživih vrsta biomasa u<br />

pojedinim tipovima postrojenja -<br />

buduće stanje<br />

T 1 100 % K 3 100 % K 3<br />

T 2 100 % K 1 i/ili K 2 100 % K 1 i/ili K 2<br />

T 3 50 % K 3 i 50 % K 1 50 % K 3 i 50 % K 1<br />

T 4 100 % K 4 100 % K 4 ili K 5<br />

T 5 60 % K 4 i 40 % K 3 60 % K 4 ili K 5 i 40 % K 3<br />

T 6 60 % K 4 i 40 % K 1 60 % K 4 ili K 5 i 40 % K 1<br />

Svako od postrojenja koristi parno turbinsku tehnologiju. Pored različitih tipova<br />

postrojenja u istraživanju se u obzir uzimaju i različite nazivne električne snage.<br />

Razmatraju se postrojenja od 5, 10, 15 i 20 MW. Kada je rad na istraživanju započet,<br />

gornja granica nazivne električne snage, za postrojenja koja mogu da steknu status<br />

privilegovanog proizvođača električne energije i pravo na feed-in tarifu, bila je 10 MW<br />

(Anonim, 2009b). Wiesenthal (2006), naveo je da bi, na osnovu razmatranja logističkih<br />

troškova, postrojenje koje generiše električnu energiju iz biomase trebalo da ima nazivnu<br />

sangu između 10 i 15 MW. Pošto je u Vojvodini gustina biomase velika, razmatrano je i<br />

postrojenje nazivne električne snage 20 MW.<br />

Za svaku od razmatranih nazivnih snaga postrojenja definisan je koeficijent<br />

korisnosti, koristeći podatke Hofbauera (2005) i Scholwina i Thräna (2007), tab. 20. Za<br />

svaki od posmatranih tipova postrojenja i definisanih nazivnih snaga definisane su<br />

vrednosti investicija po jedinici snage (tab. 21), na osnovu podataka datih kod Theka i<br />

Obernbergera (2007), i Obernbergera i Theka (2008).<br />

90


Tab. 20 Koeficijenti korisnosti postrojenja u odnosu na nazivnu snagu, %<br />

S 5 MW 10 MW 15 MW 20 MW<br />

T 1 23 25 26 27<br />

T 2 23 25 26 27<br />

T 3 23 25 26 27<br />

T 4 25 27 28 29<br />

T 5 25 27 28 29<br />

T 6 25 27 28 29<br />

Tab. 21 Vrednost investicija postrojenja u hiljadama €/MW<br />

S 5 MW 10 MW 15 MW 20 MW<br />

T 1 3.400 3.000 2.800 2.600<br />

T 2 3.600 3.200 3.000 2.800<br />

T 3 3.600 3.200 3.000 2.800<br />

T 4 2.800 2.400 2.200 2.000<br />

T 5 3.000 2.600 2.400 2.200<br />

T 6 3.000 2.600 2.400 2.200<br />

Pored navedenih vrednosti investicija, u istraživanju su posebno razmatrani i troškovi<br />

investicije u trafostanicu i dalekovod za priključenje na postojeću elektrodistributivnu<br />

mrežu. Investicije u kilometar dalekovoda su 40.000 €, a dužina dalekovoda je definisana<br />

za svaku potencijalnu lokaciju postrojenja u odnosu na postojeću visokonaponsku mrežu.<br />

Troškovi generisanja električne energije<br />

Osim troškova nabavke biomase i logističkih troškova za snabdevanje postrojenja,<br />

koji su prethodno objašnjeni, i koji su u direktnoj vezi sa lokacijom i količinom biomase,<br />

postoji i druga kategorija troškova koja obuhvata troškove koji su u direktnoj vezi sa<br />

postrojenjem. Ti troškovi su u ovom istraživanju kategorisani kao ostali troškovi. Oni su u<br />

ovom radu definisani prema kategorijama troškova koji figurišu u bilansu uspeha rada<br />

postrojenja. Njih čine ostali operativni troškovi postrojenja, troškovi amortizacije i rashodi<br />

finansiranja, odnosno kamate na izvore finansiranja. Pri tome je pretpostavljeno da se cela<br />

investicija u gradnju postrojenja finansira kreditom sa vekom trajanja koji je jednak veku<br />

projekta, 30 godina, sa kamatnom stopom 4 % godišnje, po metodi jednakih anuiteta.<br />

Ostali operativni troškovi postrojenja obuhvataju bruto zarade zaposlenih, troškove<br />

održavanja, energije, ostale materijalne troškove i troškove osiguranja. Na osnovu<br />

iskustava u realizovanim projektima, i koristeći podatke navedene kod Obernbergera<br />

(1997), procenjeno je da ostali operativni troškovi, na godišnjem nivou, iznose oko 2,5 %<br />

od vrednosti investicije.<br />

Troškovi amortizacije računaju se na osnovu vrednosti osnovnih sredstava i njihovog<br />

veka trajanja. Na osnovu iskustava u realizovanim projektima sličnog tipa, veka trajanja<br />

projekta i trajnosti ovih sredstava procenjeno je da iznose, na godišnjem nivou, oko 4 % od<br />

vrednosti investicije.<br />

91


Rashodi finansiranja odnose se na kamate po izvorima finansiranja, i u ovom slučaju,<br />

s obzirom na rok otplate koji je jednak veku trajanja projekta, je procenjeno da na<br />

godišnjem nivou iznose 2,5 % od vrednosti investicije.<br />

Troškovi odlaganja pepela podrazumevaju transportne troškove odvoza pepela od<br />

postrojenja, pri čemu je pretpostavljeno da će se 90 % pepela prevoziti do međuskladišta<br />

gde će besplatno biti stavljeno na raspolaganje poljoprivrednicima koji će ga kasnije<br />

koristiti kao đubrivo, a 10 % pepela će da se odlaže na najbližoj deponiji, koja je locirana<br />

na rastojanju od 10 do 20 km od postrojenja. Odlaganje pepela na deponiju se plaća.<br />

Količina pepela zavisi od korišćene vrste biomase i uzeta je prema podacima datim u<br />

tabeli 9. Troškovi transporta pepela, su u ovoj studiji slučaja isti kao i troškovi prevoza<br />

biomase, iako se pri tom transportu koriste posebne prikolice, dok troškovi odlaganja<br />

pepela na deponije, u testiranju, nisu uzeti u obzir.<br />

Bitno je napomenuti, da iako su troškovi priključenja na mrežu i troškovi odlaganja<br />

pepela posebno razmatrani, njihovo učešće u ukupnim troškovima je malo, gotovo<br />

zanemarljivo.<br />

Postupak testiranja<br />

Model je testiran za sadašnje uslove, u pogledu raspoložive količine, vrste i cene<br />

biomase, i za buduće - projektovane uslove u godini 2030, što podrazumeva plansku<br />

sadnju i iskorišćenje brzorastućih šuma (Short Rotation Coppice - SRC). Pored toga,<br />

model je testiran za dve krajnje vrednosti koeficijenta raspoloživih količina biomase (b i k ).<br />

Za slučaj, kada se usled brojnih navedenih razloga planirana količina biomase može<br />

računati kao 50 % od raspoložive, b i k = 0,5. Drugi krajnji slučaj bio bi da može da se<br />

iskoriste celokupni potencijali, koji su na raspolaganju, uz primenu savremenih sistema<br />

ubiranja. Za njega bi vrednost koeficijenta raspoloživosti b i k bila 1.<br />

Pri testiranju, u svakoj simulaciji je definisana ukupna instalirana snaga za koju je<br />

potrebno da se odredi broj, tip, lokacija i nazivna snaga svakog postrojenja. Pri tome,<br />

definiše se područje snabdevanja biomasom za svako locirano postrojenje, čime se<br />

utvrđuju i transportna rastojanja za snabdevanje postrojenja. Razmatrano je lociranje<br />

postrojenja nazivnih snaga od 10, 15 i 20 MW.<br />

Testiranje modela sprovedeno je uz pomoć LP solve 5.0.0.0. softvera, koristeći<br />

sledeća podešavanja:<br />

− Scale type: Geometric, Equilibrate, Integers<br />

− Pivot rule: Dantzig, Adaptive; Max Pivot - 250<br />

− Branch Bound: BB Floor First, AutoOrder; BB Rule - First; Depth Limit: - 50; Obj<br />

bound: 1E30<br />

Definisani model imao je 13.770 varijabli, 12.646 ograničenja i 475.515 ne nula.<br />

Vreme trajanja simulacije je eksponencijalno raslo sa ukupnom instaliranom snagom<br />

postrojenja odnosno brojem centara koji su locirani. Pored toga trajanje simulacije se<br />

produžavalo u slučaju kombinovanog lociranja više postrojenja različitih nazivnih snaga u<br />

cilju dostizanja željene ukupne instalirane snage svih postrojenja. Tako su simulacije za<br />

ukupnu instaliranu snagu 20 MW pri maksimalno dozvoljenoj nazivnoj snazi 20 MW trajale<br />

svega 4 sekunde, a za maksimalno dozvoljenu nazivnu snagu 15 MW 3120 sekundi.<br />

Simulacije za ukupnu instaliranu snagu 180 MW i za maksimalno dozvoljenu nazivnu<br />

92


snagu 15 MW trajale su i do 345600 sekundi. Na osnovu ovakvog porasta vremena<br />

trajanja simulacija može se zaključiti da bi za razmatranje većih ukupno instaliranih snaga,<br />

odnosno većeg eg broja postrojenja, bilo potrebno koristiti neku heurističku metodu za<br />

rešavanje formulisanog problema, kao što su npr. genetski algoritmi koji su primenjeni u<br />

ovom istraživanju na problemu lociranja logističkih centara (videti poglavlje 3.3).<br />

4.3.2 Rezultati i diskusija<br />

Rezultati testiranja, dobijeni posle više desetina miliona iteracija za sadašnje i<br />

buduće uslove, vrednosti koeficijenta raspoloživih količina biomase b k i 0,5 i 1,0, kao i<br />

ukupne električne snage instaliranih postrojenja od 20 do 180 MW, dati su u nastavku.<br />

Sadašnje stanje, b k i = 0,5<br />

Rezultati simulacija prikazani su na slikama u nastavku.<br />

Sl. 35 Ukupni troškovi generisanja električne energije u €/MWh u zavisnosti od ukupne<br />

instalirane snage za postrojenja različitih itih nazivnih snaga, sadašnji uslovi, koeficijent bik=<br />

0,5<br />

Ukupni troškovi generisanja električne energije rastu sa porastom ukupne instalirane<br />

snage svih postrojenja. Značajniji ajniji rast ukupnih troškova, za sve analizirane nazivne snage<br />

postrojenja, nastupa nakon rasta ukupne instalirane snage svih postrojenja iznad 60 MW.<br />

Maksimalna ukupna instalirana snaga svih lociranih postrojenja, za definisane potencijale,<br />

je 80 MW, što implicira, da u definisanim uslovima nema dovoljno raspoložive biomase za<br />

generisanje više od 640 GWh godišnje. Najveći rast troškova, sa porastom ukupne<br />

instalirane snage, je za postrojenja nazivne snage 20 MW. To je posledica značajnijeg<br />

porasta transportnih rastojanja, pa time i logističkih troškova.


Pad ukupnih troškova jasno je izražen sa rastom definisane nazivne snage<br />

postrojenja. Tako su, ukupni troškovi lanca snabdevanja postrojenja od 20 MW niži i do<br />

10 % po jedinici generisane električne energije u odnosu na troškove postrojenja od 10<br />

MW. To je posledica nižih investicionih i operativnih troškova, kao i većeg stepena<br />

korisnosti koji se povećanjem nazivne snage postrojenja smanjuje više od porasta<br />

troškova transporta biomase.<br />

Za postrojenja nazivne snage 15 MW dolazi do opadanja ukupnih troškova sa<br />

porastom ukupne instalirane snage u dijapazonu 20 do 60 MW. Razlog tome je što je za<br />

ukupnu instaliranu snagu od 20 MW izabrano jedno postrojenje od 15 MW i jedno od<br />

5 MW, a za 40 MW dva postrojenja od 15 i jedno od 10 MW. Pošto su investicioni troškovi<br />

po jedinici snage veći kod manjih postrojenja, to su i prosečni ukupni troškovi generisanja<br />

električne energije u ovim slučajevima veći nego u u slučaju ukupne nazivne snage 60<br />

MW, gde se lociraju četiri postrojenja od po 15 MW. S obzirom na to da investicioni<br />

troškovi u postrojenje značajno ajno opadaju porastom nazivne snage, u kalkulacijama se<br />

isključivo ivo daje prednost postrojenjima najvećih razmatranih nazivnih snaga. Takva<br />

postrojenja imaju i veći koeficijent korisnosti zbog čega je u njima potrebna manja količina<br />

biomase po jedinici snage, nego u postrojenjima manjih nazivnih snaga.<br />

Dominantan udeo u ukupnim troškovima generisanja električne energije imaju<br />

troškovi snabdevanja postrojenja biomasom, sl. 36.<br />

Sl. 36 Troškovi snabdevanja postrojenja biomasom i njihov udeo u ukupnim troškovima<br />

generisanja električne energije u zavisnosti od ukupne instalirane snage i nazivne snage<br />

postrojenja, sadašnji uslovi, koeficijent bik = 0,5<br />

Udeo troškova snabdevanja postrojenja biomasom u ukupnim troškovima<br />

generisanja električne energije je između 58 i 63 %. Prosečna nabavna a cena biomase za<br />

izabrane tipove postrojenja iznosi 35 €/MWh, a troškovi snabdevanja između 46,5 i<br />

52,5 €/MWh. Uočava se, da su oni, za niže vrednosti ukupne instalirane snage, manji za<br />

postrojenja 20 MW, nego za postrojenja 10 MW. Razlog tome je značajan<br />

rast stepena


korisnosti porastom nazivne snage postrojenja. Usled toga za postrojenje nazivne snage<br />

20 MW, po jedinici snage treba manje biomase od dva postrojenja nazivne snage 10 MW,<br />

zbog čega su im i troškovi snabdevanja po jedinici snage niži. Ovo je još jedan od razloga<br />

zbog kojih se, pri izboru tipova i veličine ine postrojenja, daje prednost većim postrojenjima,<br />

koja koriste cenovno povoljnije vrste biomase, odnosno onima za koja se dostiže minimum<br />

odnosa potrebne količine ine biomase, njene cene i logističkih troškova koji prate proces<br />

snabdevanja postrojenja biomasom. Ipak, posle određene veličine ine ukupne instalirane<br />

snage, područje snabdevanja postrojenja nazivne snage 20 MW toliko poraste, da<br />

transportno rastojanje postane dominantniji faktor od ostalih, usled čega troškovi<br />

snabdevanja postrojenja premaše troškove snabdevanja postrojenja nazivne snage<br />

10 MW. To se uočava na slici 36, za ukupnu nazivnu snagu 80 MW.<br />

Udeo logističkih troškova u troškovima snabdevanja postrojenja biomasom prikazan<br />

je na slici 37.<br />

Sl. 37 Udeo logističkih troškova u ukupnim troškovima nabavke biomase za sva locirana<br />

postrojenja, sadašnji uslovi, koeficijent bik = 0,5<br />

Udeo logističkih troškova u troškovima snabdevanja kreće e se između 25 i 30 %, pri<br />

čemu je za postrojenja snage 20 MW veći i do 3 %, nego za postrojenja snage 10 MW.<br />

Porast udela logističkih troškova sa porastom ukupne instalirane snage sa 20 na 80 MW je<br />

oko 3 %.<br />

Pad udela logističkih troškova za postrojenja nazivne snage 10 MW za ukupnu<br />

instaliranu snagu 60 MW, u odnosu na 40 MW, posledica je toga što su odabrana<br />

postrojenja koja koriste mešavinu dve vrste biomase. To za posledicu ima povećanje<br />

gustine raspoložive biomase, što se pozitivno odražava na visinu logističkih troškova. Do<br />

približavanja udela logističkih troškova postrojenja od 10 i 15 MW, pri ukupno instaliranoj<br />

snazi 20 i 40 MW, dolazi zbog kombinovanog izbora postrojenja od 5 i 10 MW sa<br />

postrojenjima 15 MW. Iz istog razloga postrojenja maksimalne nazivne snage 15 MW<br />

imaju relativno manji porast udela logističkih troškova za ukupnu instaliranu snagu 80 MW.


Porast prosečnih transportnih troškova sa porastom ukupne instalirane snage svih<br />

postrojenja prikazan je na slici 38. Taj porast je prvenstveno posledica veće količine<br />

biomase koja se transportuje, a potom i toga što se modelom, pri lociranju svakog novog<br />

postrojenja, neminovno bira lokacija koja je, u pogledu snabdevanja biomasom,<br />

nepovoljnija od prethodne.<br />

Prosečni transportni troškovi za sva locirana<br />

postrojenja u €/t biomase<br />

9.00<br />

8.50<br />

8.00<br />

7.50<br />

7.00<br />

6.50<br />

6.00<br />

5.50<br />

5.00<br />

20 40 60 80<br />

Ukupna instalirana snaga postrojenja u MW<br />

Maksimalna nazivna<br />

snaga po pojedinačnom<br />

postrojenju<br />

do 20 MW<br />

do 15 MW<br />

do 10 MW<br />

Sl. 38 Prosečni transportni troškovi za sva locirana postrojenja u €/t biomase, sadašnji<br />

uslovi, koeficijent bik = 0,5<br />

Prosečni transportni troškovi su između 5,8 i 8,8 €/t, a neznatno rastu sve do ukupne<br />

instalirane snage 60 MW, dok se posle 60 MW uočava nagli rast transportnih troškova i do<br />

1,7 €/t. Do većeg rasta dolazi usled značajnijeg porasta područja snabdevanja postrojenja<br />

biomasom, uzrokovanog ograničenim resursima raspoložive biomase.<br />

Transportni troškovi postrojenja snage 20 MW su 10 % pa naviše veći od transportnih<br />

troškova postrojenja snage 10 MW za istu vrednost ukupne instalirane snage svih<br />

postrojenja.<br />

Feed-in tarifa za postrojenja ove snage je u Srbiji 82,2 €/MWh. Imajući to u vidu<br />

samo postrojenjima nazivnih snaga 20 MW mogu da se ostvare pozitivni ekonomski efekti,<br />

i to za ukupne instalirane snage do 60 MW.<br />

Prikaz tipova postrojenja, njihove lokacije i alokacije, za definisane, uslove dat je na<br />

sl. 39.<br />

96


Lokacija i alokacija postrojenja od 20<br />

MW za ukupnu nazivnu snagu od 60 MW<br />

T1<br />

T2<br />

T3<br />

Postrojenje tipa T1, nazivne snage 20 MW<br />

Postrojenje tipa T2, nazivne snage 20 MW<br />

Postrojenje tipa T3, nazivne snage 20 MW<br />

T2<br />

T1<br />

Područje snabdevanja postrojenja<br />

tipa T1 biomasom K3<br />

Područje snabdevanja postrojenja<br />

tipa T2 biomasom K1 i K2<br />

Područje snabdevanja postrojenja<br />

tipa T3 biomasom K1 i K3<br />

T3<br />

Sl. 39 Lokacije i alokacije postrojenja maksimalne nazivne elektrilne snage do 20 MW za<br />

ukupnu instaliranu snagu 60 MW, sadašnji uslovi, koeficijent bik = 0,5<br />

Za sadašnje uslove i vrednost koeficijenta b i k = 0,5, lociranje postrojenja tipa T 1 , T 2 i<br />

T 3 , u pogledu korišćene biomase, daje najbolje rezultate s aspekta ukupnih troškova.<br />

Izabrane makrolokacije navedenih tipova postrojenja su u opštinama Kula, Vrbas i<br />

Zrenjanin. Usled značajno redukovanog koeficijenta raspoloživosti biomase, područje<br />

snabdevanja postrojenja je izrazito veliko i podrazumeva transportna rastojanja i do 80 km.<br />

97


Sadašnje stanje, b k i = 1<br />

Rezultati simulacija za sadašnje uslove i vrednost koeficijenta b k i = 1, ukazuju na isti<br />

trend u dominaciji troškova kao u slučaju b k i = 0,5, sa tom razlikom da su u ovom slučaju<br />

ukupni troškovi po MWh niži i do 3 €, da je moguće da se odabere i locira dvostruko veći<br />

broj postrojenja i dostigne maksimalna ukupna nazivna snagu 160 MW (sl. 40).<br />

Sl. 40 Ukupni troškovi generisanja električne energije u €/MWh u zavisnosti od ukupne<br />

instalirane snage za postrojenja različitih nazivnih snaga, sadašnji uslovi, koeficijent bik=1<br />

Značajniji ajniji porast ukupnih troškova nastaje na 140 MW ukupne instalirane snage za<br />

sve razmatrane maksimalne nazivne snage postrojenja.<br />

Udeo troškova snabdevanja postrojenja biomasom prikazan je na slici 41.


Sl. 41 Troškovi snabdevanja postrojenja biomasom i njihov udeo u ukupnim troškovima<br />

generisanja električne energije u zavisnosti od ukupne instalirane snage i nazivne snage<br />

postrojenja, sadašnji uslovi, koeficijent bik = 1<br />

Udeo troškova snabdevanja postrojenja biomasom u ukupnim troškovima je za 1 do<br />

2 % manji nego za b k i = 0,5. Takođe, i troškovi snabdevanja su niži za oko 2 €/MWh. Udeo<br />

logističkih troškova u troškovima snabdevanja, kreće se između 23 i 27 % (sl. 41), što je<br />

za 2 do 4 % manje nego u slučaju b k i = 0,5.<br />

Udeo logistiških troškova u troškovima<br />

snabdevanja postrojenja biomasom, %<br />

28<br />

27<br />

26<br />

25<br />

24<br />

23<br />

22<br />

20 40 60 80 100 120 140 160<br />

Ukupna instalirana snaga postrojenja u MW<br />

Maksimalna nazivna<br />

snaga po pojedinačnom<br />

postrojenju<br />

do 20 MW<br />

do 15 MW<br />

do 10 MW<br />

Sl. 42 Udeo logističkih troškova u ukupnim troškovima nabavke biomase za sva locirana<br />

postrojenja, sadašnji uslovi, koeficijent bik = 1


Usled veće prostorne gustine biomase razlika u udelu logističkih troškova u ukupnim<br />

troškovima snabdevanja biomasom, između postrojenja od 10 i 20 MW, primetno je manja,<br />

nego kada je b i k = 0,5. Značajniji porast udela logističkih troškova javlja se pri ukupnim<br />

instaliranim snagama 60 i 120 MW.<br />

Opadanje udela logističkih troškova uočava se pri lociranju postrojenja nominalne<br />

snage 15 MW u kombinaciji sa postrojenjima nominalnih snaga 5 ili 10 MW, što za ukupne<br />

instalirane snage od 40, 80 i 120 MW snižava udeo logističkih troškova.<br />

7.0<br />

Prosečni transportni troškovi za sva<br />

locirana postrojenja u €/t biomase<br />

6.5<br />

6.0<br />

5.5<br />

5.0<br />

4.5<br />

4.0<br />

3.5<br />

20 40 60 80 100 120 140 160<br />

Maksimalna nazivna<br />

snaga po pojedinačnom<br />

postrojenju<br />

do 20 MW<br />

do 15 MW<br />

do 10 MW<br />

Ukupna instalirana snaga postrojenja u MW<br />

Sl. 43 Prosečni transportni troškovi za sva locirana postrojenja u €/t biomase, sadašnji<br />

uslovi, koeficijent bik = 1<br />

Prosečni transportni troškovi rastu do 2 €/t za povećanje ukupne instalirane snage od<br />

20 do 160 MW. Transportni troškovi postrojenja snage 20 MW su u proseku viši za 8% u<br />

odnosu na transportne troškove postrojenja od 10 MW.<br />

Opadanje prosečnih transportnih troškova za vrednosti ukupne instalirane snage svih<br />

lociranih postrojenja veće od 60 MW, nastaje usled izbora postrojenja koja koriste<br />

kombinaciju dve vrste biomase usled čega je prostorna gustina raspoložive biomase<br />

značajno veća. Ponovni porast transportnih troškova je nakon 120 MW, što ukazuje na to<br />

da je područje snabdevanja postrojenja toliko poraslo da je, bez obzira na tip i nazivnu<br />

snagu postrojenja, moguće računati samo na eksponencijalni rast transportnih troškova<br />

sve do dostizanja maksimalne moguće ukupne instalirane snage svih lociranih postrojenja<br />

160 MW.<br />

100


Lokacija i alokacija postrojenja od 20 MW<br />

za ukupnu nazivnu snagu od 140 MW<br />

T1<br />

T2<br />

T3<br />

Postrojenje tipa T1, nazivne snage 20 MW<br />

Postrojenje tipa T2, nazivne snage 20 MW<br />

Postrojenje tipa T3, nazivne snage 20 MW<br />

T1<br />

T2<br />

T1<br />

T2<br />

Područje snabdevanja postrojenja<br />

tipa T1 biomasom K3<br />

Područje snabdevanja postrojenja<br />

tipa T2 biomasom K1 i K2<br />

Područje snabdevanja postrojenja<br />

tipa T3 biomasom K1 i K3<br />

T2<br />

T1<br />

T3<br />

Sl. 44 Lokacije i alokacije postrojenja maksimalne nazivne električne snage do 20 MW za<br />

ukupnu instaliranu snagu 60 MW, sadašnji uslovi, koeficijent bik = 1<br />

Isto kao i u slučaju b i k = 0,5, postrojenja tipa T 1 , T 2 i T 3 , u pogledu korišćene biomase,<br />

daju najbolje rezultate s aspekta ukupnih troškova. Izabrane makrolokacije navedenih<br />

tipova postrojenja su u opštinama Kula, Odžaci, Ada, Bečej, Zrenjanin, Sečanj i Ruma.<br />

Područje snabdevanja postrojenja je, usled veće vrednosti koeficijenta raspoloživosti<br />

biomase, manje, tj. transportna rastojanja su do 55 km.<br />

Stanje u budućnosti, b i k = 0,5<br />

Pošto je simulacijama za stanje u budućnosti uzeta u obzir još jedna vrsta biomase,<br />

povećana je prostorna gustina raspoložive biomase. Kao posledica toga, maksimalna<br />

ukupna instalirana snaga svih postrojenja je sa 80 MW u uslovima sadašnjeg vremena<br />

porasla na 160 MW.<br />

101


Sl. 45 Ukupni troškovi generisanja električne energije u €/MWh u zavisnosti od ukupne<br />

instalirane snage za postrojenja različitih nazivnih snaga, budući uslovi, koeficijent bik =<br />

0,5<br />

Ukupni troškovi, u budućim okolnostima u odnosu na sadašnje, smanjeni su za 2 do<br />

7 €/MWh za istu vrednost koeficijenta raspoloživosti. Ovi rezultati ukazuju na izuzetan<br />

uticaj prostorne gustine raspoložive biomase na ukupne troškove lanca snabdevanja<br />

postrojenja ja biomasom. Značajniji ajniji porast ukupnih troškova nastaje nakon ukupne<br />

instalirane snage 120 MW, za postrojenja svih nazivnih snaga.<br />

Ukupni troškovi generisanja električne energije u budućim okolnostima su niži, kao<br />

posledica izbora postrojenja tipa T 5 i T 6 , iako je to imalo negativan uticaj na troškove<br />

snabdevanja postrojenja biomasom (sl. 45)<br />

Udeo troškova snabdevanja postrojenja biomasom u ukupnim troškovima je, usled<br />

izbora postrojenja tipa T 5 i T 6 6, veći za 3 do 5 %, nego u sadašnjim okolnostima za istu<br />

vrednost koeficijenta raspoloživosti (sl. 46). Prosečna nabavna cena biomase za izabrane<br />

tipove postrojenja iznosi 37 €/MWh, usled čega je vrednost troškova snabdevanja veća za<br />

2 do 3 €/MWh. Razlog tome je viša nabavna cena ivera drveta brzorastućih šuma koji se<br />

koristi u svim izabranim tipovima postrojenja, a koja je viša od nabavne cene svih ostalih<br />

vrsta biomase. Međutim, prednosti korišćenja ivera kao goriva, niži investicioni troškovi i<br />

viši stepen korisnosti ovih postrojenja, bili su dominantni usled čega je bez obzira na<br />

prosečno veće e troškove snabdevanja, primena ove vrste biomase povoljnija.


Troškovi snabdevanja postrojenja biomasom u<br />

€/MWh i njihov udeo u ukupnim troškovima, %<br />

56<br />

65 %<br />

55<br />

66,1 %<br />

54<br />

Maksimalna nazivna<br />

63,3 %<br />

snaga po pojedinačnom<br />

67,2 %<br />

53<br />

postrojenju<br />

64,6 %<br />

do 20 MW<br />

52<br />

63,6 %<br />

do 15 MW<br />

do 10 MW<br />

51<br />

65,7 %<br />

50<br />

49<br />

20 40 60 80 100 120 140 160<br />

Ukupna instalirana snaga postrojenja u MW<br />

Sl. 46 Troškovi snabdevanja postrojenja biomasom i njihov udeo u ukupnim troškovima<br />

generisanja električne energije u zavisnosti od ukupne instalirane snage i nazivne snage<br />

postrojenja, budući uslovi, koeficijent bik = 0,5<br />

Sl. 47 Udeo logističkih troškova u ukupnim troškovima nabavke biomase za sva locirana<br />

postrojenja, budući uslovi, koeficijent bik = 0,5


Udeo logističkih troškova u troškovima snabdevanja postrojenja biomasom kreće se<br />

između 22,5 i 25 % (sl 47), što je za 3 do 7 % manje nego u sadašnjim okolnostima za istu<br />

vrednost b i k , te za 0,5 do 2 % manje nego u sadašnjim okolnostima za b i k = 1. Ovim je<br />

potvrđena konstatacija da je, u ovom slučaju, nabavna cena biomase imala veći udeo u<br />

troškovima snabdevanja nego logistički troškovi.<br />

Promena prosečnih transportnih troškova u projektovanom budućem stanju, u<br />

odnosu na ukupnu instaliranu snagu svih lociranih postrojenja prikazana je na sl. 48.<br />

Prosečni transportni troškovi za sva<br />

locirana postrojenja u €/t biomase<br />

6.5<br />

6<br />

5.5<br />

5<br />

4.5<br />

4<br />

20 40 60 80 100 120 140 160<br />

Ukupna instalirana snaga postrojenja u MW<br />

Maksimalna nazivna<br />

snaga po pojedinačnom<br />

postrojenju<br />

do 20 MW<br />

do 15 MW<br />

do 10 MW<br />

Sl. 48 Prosečni transportni troškovi za sva locirana postrojenja u €/t biomase, budući<br />

uslovi, koeficijent bik = 0,5<br />

Prosečni transportni troškovi u odnosu na ukupne instalirane snage svih lociranih<br />

postrojenja rastu gotovo linearno od oko 4,5 do oko 6 €/t. Značajniji porast prosečnih<br />

troškova za postrojenja nazivne snage 20 MW može da se uoči za vrednosti ukupne<br />

instalirane snage 100 MW, a kod postrojenja od 10 i 15 MW pri instaliranoj snazi od 120<br />

MW. Transportni troškovi biomase za postrojenje nazivne snage 20 MW u proseku su viši<br />

za oko 8 %, u odnosu na transportne troškove postrojenja od 10 MW. Očekivani prosečni<br />

transportni troškovi su, usled veće prostorne gustine raspoložive biomase, u proseku niži<br />

1,5 do 2 €/t, u odnosu na prosečne transportne troškove u sadašnjem stanju za istu<br />

vrednost b i k , a gotovo isti kao troškovi u sadašnjem stanju za b i k = 1.<br />

S aspekta aktuelne feed-in tarife jedino lociranje postrojenja od 20 MW može biti<br />

"ekonomski isplativo". Iz tog razloga, na slici 47 dat je pregled tipova, lokacija i alokacije<br />

postrojenja od 20 MW za ukupnu instaliranu snagu od 120 MW.<br />

104


Lokacija i alokacija postrojenja od 20 MW<br />

za ukupnu nazivnu snagu od 120 MW<br />

T5<br />

T5<br />

T6<br />

Postrojenje tipa T5, nazivne snage 20 MW<br />

Postrojenje tipa T6, nazivne snage 20 MW<br />

Područje snabdevanja postrojenja<br />

tipa T5 biomasom K3 i K5<br />

Područje snabdevanja postrojenja<br />

tipa T6 biomasom K1 i K5<br />

T5<br />

T6<br />

T6<br />

T5<br />

T5<br />

Sl. 49 Lokacije i alokacije postrojenja maksimalne nazivne električne snage do 20 MW za<br />

ukupnu instaliranu snagu 60 MW, budući uslovi, koeficijent bik = 0,5<br />

Za razliku od sadašnjeg stanja, u budućim uslovima, postrojenja tipa T 5 i T 6 , u<br />

pogledu korišćene biomase, daju najbolje rezultate s aspekta ukupnih troškova. Izabrane<br />

makrolokacije navedenih tipova postrojenja su u opštinama Odžaci, Vrbas, Čoka, Novi<br />

Bečej, Zrenjanin i Inđija. Transportna rastojanja su do 65 km.<br />

Stanje u budućnosti, b i k = 1<br />

Rezultati kalkulacija, prikazani na slikama u nastavku, ukazuju na to da se u ovom<br />

slučaju može računati sa najnižim ukupnim troškovima generisanja električne energije. To<br />

je prvenstveno posledica izbora tipova postrojenja, korišćene vrste biomase i povećane<br />

prostorne gustine raspoloživih količina. Ipak, u ovom slučaju povećanje koeficijenta<br />

raspoloživosti biomase nije se tako značajno odrazilo na maksimalnu ukupnu instaliranu<br />

snagu svih lociranih postrojenja. Razlog tome je što su pretežno locirana postrojenja koja<br />

koriste iver brzorastućih šuma (K 5 ), a kao što je već prethodno navedeno, očekivano je<br />

plansko sađenje brzorastućih šuma u cilju njihove energetske eksploatacije, zbog čega<br />

njihova raspoloživost ne podleže redukcionom uticaju definisanih koeficijenata<br />

raspoloživosti kao ostale vrste biomase. Stoga je i u slučaju b i k = 0,5 i b i k = 1, raspoloživa<br />

količina brzorastućih šuma jednaka.<br />

105


Ukupni troškovi u €/MWh<br />

88<br />

86<br />

84<br />

82<br />

80<br />

78<br />

76<br />

74<br />

Maksimalna nazivna<br />

snaga po pojedinačnom<br />

postrojenju<br />

do 20 MW<br />

do 15 MW<br />

do 10 MW<br />

72<br />

20 40 60 80 100 120 140 160 180<br />

Ukupna instalirana snaga postrojenja u MW<br />

Sl. 50 Ukupni troškovi generisanja električne energije u €/MWh u zavisnosti od ukupne<br />

instalirane snage za postrojenja različitih nazivnih snaga, budući uslovi, koeficijent bik = 1<br />

U datim okolnostima, ekonomski opravdanim može da se smatra lociranje<br />

postrojenja nazivne snage 20 MW i eventualno 15 MW. Značajniji skok ukupnih troškova<br />

nastaje nakon dostizanja ukupne nominalne snage svih postrojenja 160 MW. Iz tog<br />

razloga, na sl. 52, dat je prikaz tipova, lokacija i alokacija postrojenja od 20 MW za ukupnu<br />

nominalnu snagu 160 MW.<br />

Troškovi snabdevanja postrojenja biomasom u<br />

€/MWh i njihov udeo u ukupnim troškovima, %<br />

54<br />

53<br />

52<br />

51<br />

50<br />

49<br />

48<br />

47<br />

46<br />

45<br />

44<br />

58,1 %<br />

59%<br />

59,2 %<br />

61 %<br />

63 %<br />

63,5 %<br />

65 %<br />

66 %<br />

20 40 60 80 100 120 140 160 180<br />

Maksimalna nazivna<br />

snaga po pojedinačnom<br />

postrojenju<br />

do 20 MW<br />

do 15 MW<br />

do 10 MW<br />

Ukupna instalirana snaga postrojenja u MW<br />

Sl. 51 Troškovi snabdevanja postrojenja biomasom i njihov udeo u ukupnim troškovima<br />

generisanja električne energije u zavisnosti od ukupne instalirane snage i nazivne snage<br />

postrojenja, budući uslovi, koeficijent bik = 1<br />

106


Troškovi snabdevanja postrojenja biomasom su za oko 2 €/MWh viši u odnosu na<br />

sadašnje uslove za istu vrednost koeficijenta raspoloživosti, što je posledica pretežnog<br />

izbora biomase vrste K 5 koja ima veću nabavnu cenu od biomasa vrsta K 1 , K 2 i K 3, koje su<br />

izabrane kao najpovoljnije u sadašnjim uslovima.<br />

Udeo logističkih troškova u ukupnim troškovima snabdevanja postrojenja biomasom,<br />

kreće se između 21,5 i 24,5 % (sl. 52), što je za do 3 % manje nego u sadašnjem vremenu<br />

za istu vrednost koeficijenta raspoloživosti biomase. Razlog tome je dominantan izbor<br />

postrojenja tipa T 5 koji koristi kombinaciju slame i ivera brzoratućih šuma koje u<br />

definisanim okolnostima imaju najveću prostornu gustinu i najbolje karakteristike kao<br />

gorivo.<br />

25.0<br />

Udeo logističkih troškova u troškovima<br />

snabdevanja postrojenja biomasom, %<br />

24.5<br />

24.0<br />

23.5<br />

23.0<br />

22.5<br />

22.0<br />

21.5<br />

21.0<br />

20 40 60 80 100 120 140 160 180<br />

Maksimalna nazivna<br />

snaga pojedinačnog<br />

postrojenja<br />

do 20 MW<br />

do 15 MW<br />

do 10 MW<br />

Ukupna instalirana snaga postrojenja u MW<br />

Sl. 52 Udeo logističkih troškova u ukupnim troškovima nabavke biomase za sva locirana<br />

postrojenja, budući uslovi, koeficijent bik= 1<br />

Prosečni transportni troškovi (sl. 53) u ovom slučaju rastu manje, nego u drugim<br />

razmatranim slučajevima. Tako prosečni transportni troškovi za postrojenja od 20 MW<br />

rastu samo za 1 €/t biomase za porast ukupne instalirane snage svih lociranih postrojenja<br />

od 20 do 180 MW. Kada je reč o postrojenju od 10 i 15 MW, porast transportnih troškova<br />

je viši usled lociranja većeg broja postrojenja, zbog čega su pojedina locirana na, sa tog<br />

stanovišta, nepovoljnijim lokacijama. Rezultat toga je gotovo ista vrednost transportnih<br />

troškova postrojenja sve tri nominalne snage, u slučaju ukupne instalirane snage 180 MW.<br />

Istovremeno, razlika između prosečnih transportnih troškova postrojenja od 10 i 20 MW je<br />

oko 0,25 €/t biomase.<br />

107


Prosečni transportni troškovi za sva<br />

locirana postrojenja u €/t biomase<br />

6.0<br />

5.5<br />

5.0<br />

4.5<br />

4.0<br />

3.5<br />

20 40 60 80 100 120 140 160 180<br />

Ukupna instalirana snaga postrojenja u MW<br />

Maksimalna nazivna<br />

snaga po pojedinačnom<br />

postrojenju<br />

do 20 MW<br />

do 15 MW<br />

do 10 MW<br />

Sl. 53 Prosečni transportni troškovi za sva locirana postrojenja u €/t biomase, budući<br />

uslovi, koeficijent bik= 1<br />

Lokacija i alokacija postrojenja od 20 MW<br />

za ukupnu nazivnu snagu od 160 MW<br />

T5<br />

T1<br />

T5<br />

T6<br />

Postrojenje tipa T1, nazivne snage 20 MW<br />

Postrojenje tipa T5, nazivne snage 20 MW<br />

Postrojenje tipa T6, nazivne snage 20 MW<br />

T5<br />

T1<br />

T6<br />

T5<br />

Područje snabdevanja postrojenja<br />

tipa T1 biomasom K3<br />

Područje snabdevanja postrojenja<br />

tipa T5 biomasom K3 i K5<br />

Područje snabdevanja postrojenja<br />

tipa T6 biomasom K1 i K5<br />

T5<br />

T5<br />

T5<br />

Sl. 54 Lokacije i alokacije postrojenja maksimalne nazivne električne snage do 20 MW za<br />

ukupnu instaliranu snagu 60 MW, budući uslovi, koeficijent bik= 1<br />

108


Postrojenje tipa T 5 , u korišćenju biomase, daje najbolje rezultate s aspekta ukupnih<br />

troškova. Pored njega izabrana su postrojenja tipa T 1 i T 6 . Izabrane makrolokacije<br />

navedenih tipova postrojenja su u opštinama Apatin, Vrbas, Srbobran, Novi Kneževac,<br />

Novi Bečej, Zrenjanin, Plandište i Inđija. Transportna rastojanja su do 45 km.<br />

Zaključna diskusija<br />

Na osnovu dobijenih rezultata može da se zaključi da definisani matematički model<br />

predstavlja koristan alat pri donošenju strateških odluka za određivanje tipa, nazivne<br />

snage i makrolokacije postrojenja za generisanje električne energije iz biomase. Za razliku<br />

od dosadašnjih istraživanja, model ima mogućnost donošenja odluke o vrsti biomase koja<br />

će se koristiti i o tipu postrojenja, uključujući mogućnost izbora postrojenja koja koriste<br />

kombinaciju više vrsta biomasa. Takođe, uvođenje koeficijenata koji se odnose na<br />

raspoloživost i dostupnost biomase kao materijala, omogućavaju njeno variranje shodno<br />

različitim okolnostima, predstavljaju značajan doprinos ovog istraživanja.<br />

Eventualna primena kogeneracije, sa korišćenjem toplotne enregije, nije obuhvaćena ovim<br />

modelom i on bi za te potrebe mogao da se adaptira.<br />

Testiranjem razvijenog modela za slučaj Vojvodine došlo se do sledećih zaključaka:<br />

− kao najznačajniji parametri procesa snabdevanja postrojenja biomasom, vrsta<br />

biomase, njena cena i prostorna gustina, imaju dominantan uticaj na izbor tipa i<br />

lokacije postrojenja;<br />

− najveći uticaj na izbor tipa, nazivne snage i lokacije postrojenja imaju troškovi<br />

snabdevanja postrojenja biomasom, koji čine preko 60 %;<br />

− logistički troškovi imaju veliki udeo u troškovima snabdevanja postrojenja biomasom i<br />

za definisane uslove, taj udeo se kreće između 25 i 30 %;<br />

− usled uticaja vrednosti investicija i stepena korisnosti, izbor postrojenja većih nazivnih<br />

snaga (20 MW) daje najbolje rezultate s aspekta ukupnih troškova generisanja<br />

električne energije;<br />

− prosečni transportni troškovi značajno rastu sa porastom ukupne instalirane snage<br />

postrojenja, što je posledica povećanja transportnih rastojanja; takođe, prosečni<br />

transportni troškovi postrojenja rastu sa nazivnom snagom postrojenja i veći su za<br />

oko 10 % za postrojenja 20 MW, nego za postrojenja nazivne snage 10 MW;<br />

− s aspekta aktuelne feed-in tarife, u odnosu na razmatrane maksimalne nazivne snage<br />

postrojenja, jedino izbor postrojenja nazivne snage 20 MW može da bude ekonomski<br />

opravdan, bez iskorišćenja toplotne energije;<br />

− u sadašnjim uslovima, bez obzira na vrednost koeficijenta raspoloživosti biomase,<br />

izbor postrojenja koja koriste slamu i kukuruzovinu daje najbolje rezultate;<br />

− u budućim, projektovanim uslovima, izbor postrojenja koja koriste kombinaciju slame i<br />

kukuruzovine s iverom brzorastućih šuma daje najbolje rezultate;<br />

− najpovoljnije makrolokacije postrojenja, za definisane ulazne parametre, u sadašnjim i<br />

budućim uslovima, su opštine Kula, Vrbas, Zrenjanin, Odžaci, Apatin, Bečej.<br />

Bitno je da se napomene da dobijene vrednosti ukupnih troškova treba da se uzmu<br />

sa rezervom i koriste samo u svrhu poređenja, s obzirom na to da model razmatra samo<br />

109


one troškove za koje je procenjeno da imaju značajnu ulogu pri izboru lokacije. Takođe,<br />

potrebno je da se naglasi, da na donošenje odluke o lokaciji postrojenja utiču i brojni drugi<br />

faktori; na primer, uslovi za obezbeđenje hlađenja postorojenja, uticaji na životnu sredinu,<br />

mogućnost priključenja na javnu električnu mrežu, itd.<br />

110


5. ZAKLJUČCI<br />

Permanentan porast robnih tokova, smanjenje resursa fosilnih goriva i klimatske<br />

promene kao posledica efekta staklene bašte, uslovili su da optimizacija lanaca<br />

snabdevanja i iznalaženje načina za što veću eksploataciju obnovljivih izvora energije,<br />

postanu jedni od najvećih izazova svetskih razmera. U takvom ambijentu, strateški pristup<br />

u optimizaciji lanaca snabdevanja, kako tokova robe, tako i tokova materijala koji se<br />

koriste kao obnovljivi izvori energije, predstavlja imperativ. Prvi korak u strateškom<br />

pristupu optimizacije lanaca snabdevanja predstavlja određivanje optimalne lokacije<br />

objekata u lancu. U vezi sa tim, u ovom istraživanju su, shodno definisanim ciljevima i<br />

zadacima, razmatrana dva karakteristična lanca snabdevanja:<br />

− distributivni lanac snabdevanja u kome se obavlja neka vrsta transformacije robe u<br />

logističkim centrima i<br />

− lanac snabdevanja koji prati generisanje električne energije iz biomase,<br />

za koje je sprovedeno definisanje i modeliranje lokacijsko-alokacijskih problema:<br />

3. međunarodnih otvorenih logističkih centara sa distributivnom funkcijom i<br />

4. postrojenja za generisanje električne energije iz biomase.<br />

Istraživanja lokacijsko-alokacijskih problema logističkih centara dala su sledeće<br />

zaključke:<br />

− do sada najčešće korišćeni pristupi u formulisanju ove grupe problema zahtevaju<br />

izvesne adaptacije u cilju povećavanja stepena njihove praktične primenljivosti,<br />

− potrebna adaptacija zahteva kombinaciju nekih do sada definisanih modela<br />

(medijane, fiksnih troškova i p haba, sa kapacitativnim ograničenjima) i proširenja<br />

modela koja podrazumevaju mogućnost izbora adekvatnog vida transporta između<br />

svakog izvora robnih tokova i svake potencijalne lokacije logističkih centara i<br />

mogućnošću izbora tipa centra,<br />

− pristup određivanja optimalnih kapaciteta logističkih centara samo na osnovu<br />

vrednosti investicija i obima tokova robe može dovesti do predimenzionisanja<br />

potrebnih kapaciteta centara, usled snižavanja jediničnih vrednosti investicija sa<br />

porastom kapaciteta, što ima negativan uticaj na fiksne operativne troškove, zbog<br />

čega je ovu vrstu troškova potrebno uključiti u analizu,<br />

− za rešavanje ove vrste problema primena metaheurističkih metoda daje dobre<br />

rezultate, naročito primena genetskih algoritama.<br />

Matematički model, definisan u ovom istraživanju, uključuje sve navedene adaptacije i<br />

pruža mogućnost određivanja optimalnog broja, tipa, kapaciteta i lokacije logističkih<br />

centara, kao i alokacije korisnika lociranim centrima.<br />

Testiranjem se došlo do zaključka da formulisani model predstavlja koristan alat pri<br />

donošenju strateških odluka ne samo pri lociranju logističkih centara nego i pri dizajniranju<br />

i upravljaju distributivnim sistemima, što potvrđuje praktičnu primenljivost istraživanja.<br />

Rezultati testiranja navode na sledeće zaključke:<br />

− transportni troškovi makrotokova robe imaju dominantnu ulogu u ukupnim<br />

troškovima, a potom transportni troškovi mikrotokova, troškovi skladištenja i na<br />

poslednjem mestu je vrednost investicija,<br />

111


− promene udela pojedinih vidova transporta u ukupno ostvarenom transportnom<br />

radu imaju veliki uticaj na izbor broja, kapaciteta i lokacije logističkih centara, a<br />

time i na ukupne troškove lanca snabdevanja,<br />

− snižavanje jedinične cene železničkog (ili vodnog) transporta ima uticaj na visinu<br />

ukupnih troškova, ali će imati uticaja na izbor tipa, lokacije i kapaciteta centara<br />

samo u slučaju povećanja udela tog vida transporta u ukupnom transportnom<br />

radu,<br />

− definisani pristup određivanju optimalnih kapaciteta centara se pokazao kao<br />

veoma dobar kroz njihovu procentualno veoma visoku iskorišćenost, u većini<br />

slučajeva preko 90 %,<br />

− za manji broj čvorova, definisani problem je moguće rešiti u prihvatljivom<br />

vremenskom intervalu primenom LP solvera, međutim, pri testiranju modela za<br />

veći broj čvorova preporučuje se primena definisanog genetskog algoritama, za<br />

koji je pokazano da daje dovoljno dobre rezultate u roku od samo nekoliko<br />

sekundi.<br />

Na primeru Srbije, u okolnostima dominantnog uticaja transportnih troškova makrotokova<br />

robe, s aspekta ukupnih troškova, bolje rezultate daje lociranje većeg broja centara (u<br />

svim scenarijima 7 ili 8 centara). Porast ukupnih godišnjih troškova, za iste robne tokove u<br />

sadašnjim okolnostima, u slučaju lociranja 3 umesto 7 centara, je oko 26,44 10 6 €, što je<br />

porast od oko 3 €/t. Kao optimalne lokacije logističkih centara, u definisanim okolnostima,<br />

izabrani su prvenstveno Novi Sad, Beograd i Kragujevac, a potom Subotica, Šabac, Niš,<br />

Užice, Kruševac i Smederevo.<br />

Rezultati dobijeni testiranjem modela i algoritma ostavljaju prostor za dalja istraživanja u<br />

više pravaca, kao što je:<br />

− promena posmatranih parametara u okolnostima izmenjene strukture lanaca<br />

snabdevanja,<br />

− posmatranje pojedinih parametara, na primer tokova robe, kao fazi (fuzzy)<br />

vrednosti,<br />

− primena drugih metaheurističkih metoda u rešavanju definisanog modela, kao što<br />

su tabu pretraživanje i simulirano kaljenje, uključujući poređenje primenljivosti i<br />

kvaliteta dobijenih rezultata u zavisnosti od primenjene metode,<br />

− primena višekriterijumske optimizacije u kojoj bi drugi optimizacioni kriterijum pri<br />

izboru tipa, kapaciteta i lokacije logističkih centara bio minimizacija uticaja opsluge<br />

robnih tokova na životnu sredinu.<br />

Istraživanja lokacijskih problema postrojenja za generisanje električne energije iz<br />

biomase dala su sledeće zaključke:<br />

− do sada najčešće korišćene pristupe u formulisanju ove vrste problema moguće je<br />

adaptirati tako da se stepen njihove praktične primenljivosti značajno poveća,<br />

− potrebna adaptacija podrazumeva mogućnost izbora između različitih vrsta<br />

biomase i različitih tipova postrojenja, koja mogu da koriste i mešavinu više vrsta<br />

biomase,<br />

− problem alokacije treba postaviti inverzno, tako da se umesto alokacije generisane<br />

energije korisnicima ustvari razmatra alokacija raspoloživih resursa biomase<br />

lociranim postrojenjima,<br />

112


− potrebno je omogućiti preciznije mapiranje raspoloživih resursa u zavisnosti od<br />

različitih okolnosti.<br />

Matematički model, definisan u ovom istraživanju, formulisan je u skladu sa<br />

detektovanim potrebnim adaptacijama i pruža mogućnost određivanja optimalnog broja,<br />

tipa, kapaciteta i lokacije postrojenja, kao i alokacije raspoloživih resursa lociranim<br />

postrojenjima.<br />

Na osnovu rezultata dobijenih testiranjem modela može da se zaključi da definisani<br />

matematički model predstavlja koristan alat pri donošenju ovih strateških odluka.<br />

Razmatranje tipova postrojenja koji koriste više vrsta biomase, uticalo je ne samo na<br />

odluku o tipu postrojenja, nego i na promene u gustini raspoložive biomase, čime je<br />

stvorena mogućnost za izbor lokacije u odnosu na različite scenarije.<br />

Uvođenjem koeficijenata koji se odnose na raspoloživost i dostupnost biomase kao<br />

materijala ostvaren je značajan napredak u svođenju pristupa rešavanja ovog problema na<br />

aplikativni nivo, time što je bitno povećana preciznost mapiranja, kako dostupnih, tako i<br />

raspoloživih resursa.<br />

Na primeru Vojvodine, rezultati testiranja doveli su do zaključaka da najveći uticaj na izbor<br />

tipa, nazivne snage i lokacije postrojenja imaju troškovi snabdevanja postrojenja<br />

biomasom, koji čine preko 60 %. U tim troškovima, logistički troškovi imaju udeo između<br />

25 i 30 %. Usled uticaja vrednosti investicija i stepena korisnosti, izbor postrojenja većih<br />

nazivnih snaga (od 20 MW), prema kriterijumu ukupnih troškova generisanja električne<br />

energije, daje najbolje rezultate i predstavlja jedini ekonomski opravdani izbor sa aspekta<br />

aktuelne feed-in tarife. Najpovoljnije makrolokacije postrojenja, za definisane ulazne<br />

parametre, u sadašnjim i budućim uslovima, su opštine Kula, Vrbas, Zrenjanin, Odžaci,<br />

Apatin, Bečej.<br />

Rezultati dobijeni testiranjem modela ukazuju na potrebe za daljim istraživanjima, koja bi<br />

svakako trebalo da obuhvate:<br />

− proširenja modela za primenu u slučaju kogeneracije, koja podrazumeva<br />

korišćenje i toplotne energije,<br />

− uvođenje dodatnih ograničenja kojima bi se model adaptirao za mogućnost<br />

određivanja mikrolokacije postrojenja, a to bi se prvenstveno odnosilo na<br />

razmatranje mogućnosti obezbeđenja uslova za hlađenje postrojenja i mogućnosti<br />

priključenja na javnu električnu mrežu,<br />

− uvođenje dodatnih ograničenja kojima bi se u modelu omogućilo i razmatranje<br />

rizika koji su posledica političkog i ekonomskog ambijenta u definisanom području<br />

posmatranja,<br />

− primenu višekriterijumske optimizacije u kojoj bi drugi optimizacioni kriterijum pri<br />

izboru tipa, kapaciteta i lokacije postrojenja bio minimizacija uticaja snabdevanja<br />

postrojenja biomasom na životnu sredinu.<br />

113


Reference:<br />

1. Alumur S, Kara B.Y. 2008. Network hub location problems: the state of the art.<br />

European Journal of Operational Research 190:1–21.<br />

2. Arnold P, Peeters D, Thomas I. 2004. Modelling a rail/road intermodal<br />

transportation system. Transportation Research Part E 40: 255 - 270.<br />

3. Balinski M.L. 1965. Integer programming: Methods, uses, computation.<br />

Management Science 12: 253- 313.<br />

4. Brkić M, Janić T. 2010. Nova procena vrsta i količina biomasa Vojvodine za<br />

proizvodnju energije. Savremena poljoprivredna tehnika 36(2): 178-188.<br />

5. Brkić M, Janić, T. 2005. Poljoprivreda kao potrošač i proizvođač energije.<br />

Savremena poljoprivredna tehnika 31(4): 155-161.<br />

6. Chopra S, Meindel P. 2007. Supply chain management – strategy, planning &<br />

operation, 3rd edition vol 1. Pearson Prentice-Hall, Englewood Cliffs<br />

7. Church R.L, ReVelle C. 1974. The maximal covering location problem. Papers of<br />

the Regional Science Association 32: 101 - 118.<br />

8. Cooper L. 1963. Location_Allocation Problems. Operations Research 11: 331 - 344.<br />

9. Current J, Daskin M, Schiling D. 2002. Discrete network location problem, in:<br />

Drezner Z, Hamacher H. Facility Location: Aplication and Theory, Springer - Verlag,<br />

Berlin, 81 – 118.<br />

10. Dantzig G. B. 1949. Programming of Interdependent Activities, Mathematical Model,<br />

Econometrica 17: 200 - 211.<br />

11. Daskin M. S, Owen S. H. 1999. Location Models in Transportation, chapter 10,<br />

Handbook of Transportation Science, ed. R. Hall, Kluwer Academic Publishers,<br />

Norwell, MA, 311-360.<br />

12. Daskin, M. S. 1995. Network and Discrete Location: Models, Algorithms, and<br />

Applications. Wiley & Sons, New York.<br />

13. Daskin M. S. 2008. What You Should Know About Location Modeling. Naval<br />

Research Logistics 55: 283-294.<br />

14. Drezner Z, Hamacher W. 2004. Facility Location: Applications and Theory.<br />

Springer-Verlag, Berlin.<br />

15. Dyken S, Bakken B.H, Skjelberg H.I. 2010. Linear mixed integer models for<br />

biomass supply chains with transport, storage and processing. Energy 35: 1338 -<br />

1350.<br />

16. Freppaz D, Miniciardi R. Robba M, Rovatti M, Sacile R, Taramasso A. 2004.<br />

Optimizing forest biomass exploitation for energy supply at a regional level.<br />

Biomass and Bioenergy 26: 15 - 25.<br />

114


17. Ganeshan R, Harrison T.P. 1995. An introduction to supply chain management.<br />

Department of Management Sciences and Information Systems, Penn State<br />

University, PA<br />

18. Georgijević M. 2011. Tehnička logistika. Zadužbina Andrejević, Beograd.<br />

19. Hakimi S. L. 1964. Optimal Locations of Switching Centers and the Absolute<br />

Centers and Medians of a Graph. Operations Research 12: 450-459.<br />

20. Hakimi S. L. 1965. Optimal Distribution of Switching Centers in a Communication<br />

Network and Some Related Theoretic Graph Theoretic Problems. Operations<br />

Research 13: 462-475.<br />

21. Hofbauer H. 2005. Thermo-Chemical Biomass Conversion for the Provision of Heat,<br />

Electricity and Fuels. Viena Univeristy of Technology, Viena.<br />

22. Holland J.H. 1975. Adaptation in Natural and Artificial Systems. University of<br />

Michigan Press, Ann Arbor, Michigan.<br />

23. Ilić M (ed). 2003. Energetski potencijal i karakteristike ostataka biomase i<br />

tehnologije za njenu pripremu i energetsko iskorišćenje u Srbiji. Studija rađena za<br />

Ministarstvo nauke i zaštite životne sredine Republike Srbije, Beograd.<br />

24. Janić T, Brkić M, Igić S, Dedović N. 2010. Biomasa – energetski resurs za<br />

budućnost, Savremena poljoprivredna tehnika 36(2): 167-177.<br />

25. Jaramillo J.H, Bhadury J, Batta R. 2002. On the use of genetic algorithms to solve<br />

location problems, Computers and Operations Research 29: 761 – 779.<br />

26. Kaltschmitt M, Hartmann H, Hofbauer H. 2001. Energie aus Biomasse: Grundlagen,<br />

Techniken und Verfahren. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York.<br />

27. Kaltschmitt M, Hartmann H, Hofbauer H. 2009. Energie aus Biomasse: Grundlagen,<br />

Techniken und Verfahren. Springer, Heidelberg, Dordrecht, London, New York.<br />

28. Kilibarda M. 2005. Modeliranje performansi kvaliteta logističke usluge, Doktorska<br />

disertacija, Saobraćajni fakultet, <strong>Univerzitet</strong> u Beogradu.<br />

29. Klapita V, Švecova Z. 2006. Logistics centers location. Transport 21(1): 48 - 52.<br />

30. Klose A, Drexl A. 2005. Facility location models for distribution system design.<br />

European Journal of Operational Research 162(1): 4 - 29.<br />

31. Kocoloski M, Griffin W, Matthews H. 2011. Impacts of facility size and location<br />

decisions on ethanol production cost, Energy Policy 39: 47- 56.<br />

32. Lambert D, Stock M, Ellram M. L. 1998. Fundamentals of logisitics management.<br />

Irwin McGraw-Hill, International Editions, Boston.<br />

33. Limbourg S, Jourquin B. 2009. Optimal rail road container terminal locations on the<br />

European network. Transportation Research Part E 45: 551 - 563.<br />

34. Marić M. 2008. Rešavanje nekih NP - teških hijerarhijsko - lokacijskih problema<br />

primenom genetskih algoritama, Doktorska disertacija, Matematički fakultet,<br />

<strong>Univerzitet</strong> u Beogradu.<br />

115


35. Marti B.V, Gonzales E.F. 2010. Mathematical algorithms to locate factories to<br />

transform biomass in bioenergz focused on logistic network construction.<br />

Renewable Energy 35: 2136 - 2142.<br />

36. Martinov M, Đatkov Đ, Dragutinović G, Kiš F, Tešić, M. 2008. Mogućnosti<br />

kombinovane proizvodnje električne i toplotne energije iz biomase u AP Vojvodini.<br />

Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad.<br />

37. Martinov M (ed.). 2008. Program za ocenu ekonomskih pokazatelja za energetsku<br />

primenu biomase. Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad.<br />

38. Martinov M, Đatkov Đ, Tešić M, Effenberger M. 2009. Energy from biogas in Serbia<br />

– Case study Autonomous Province Vojvodina. In Proc. Fourth conference: Energy<br />

efficiency and agricultural engineering, 785-789. 1-3 October, Rousse, Bulgaria.<br />

39. Martinov M, Đatkov Đ. 2010. Čvrsta biomasa za grejanje – ocena ekonomičnosti.<br />

Savremena poljoprivredna tehnika 36(4): 382-386.<br />

40. Martinov M, Đatkov Đ. 2011. Program za ocenu ekonomskih pokazatelja za<br />

energetsku primenu biomase. Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad.<br />

41. Martinov M, Brkić M, Janić T, Djatkov Dj, Golub M. 2011. Biomass in Vojvodina –<br />

RES 2020. Savremena poljoprivredna tehnika 37(2): 119-134.<br />

42. Martinov M, Tešić M. 2006. Poljoprivreda kao proizvođač energije. 40. seminar<br />

agronoma Naučnog instituta za ratarstvo i povrtarstvo i 32. simpozijum<br />

Jugoslovenskog društva za poljoprivrednu tehniku i Vojvođanskog društva za<br />

poljoprivrednu tehiku, objavljeno u Reviji agronomskih saznanja 16(4): 12-13.<br />

43. Martinov M, Tešić M, Ros V. 2007a. Simultaneous Support of res<br />

Production/Utilization and Development of Rural Areas. In Proc. Second<br />

International Round Table: Agricultural Engineering and its Contribution, CIGR<br />

Working Group „Rural Development and the Preservation of Cultural Heritages“, 30-<br />

37. 17-20 September, Kosjeric.<br />

44. Martinov M, Tešić M, Ros V. 2007b. Contribution of Renewable Energies to Rural<br />

Development in South East Europe, Role of Young Researchers. In Proc. IX<br />

International Symposium: Young People and Multidisciplinary Research, 3-7. 15–<br />

16th November, Timisoara.<br />

45. Melachrinoudis E, Min H. 2007. Redesigning a warehouse network. European<br />

Journal of Operational Research 176: 210 - 229.<br />

46. Mirchandani P.B, Francis R.L. 1990. Discrete location theory. Wiley, New York.<br />

47. Nozick L.K, Turnquist M.A. 2001. Inventory, transportation, service quality and the<br />

location of distribution centers. European Journal of Operational Research 129(2):<br />

362 - 371.<br />

48. Obernberger I. 1997. AschenausBiomassefeuerungen – Zusammensetzung und<br />

Verwertung. In: VDI Bericht 1319, „ThermischeBiomassenutzung – Technik und<br />

Realisierung“. VDI Verlag GmbH, Düsseldorf.<br />

116


49. Obernberger I, Thek G. 2008. Cost assessment of selected decentralised CHP<br />

applications based on biomass combustion and biomass gasification. In Proc 16 th<br />

European Biomass Conference & Exhibition, Valencia, 2 nd -6 th June 2008.<br />

50. Perpiñá C, Alfonso D, Perez-Navaro A, Penalvo E, Vargas C, Cardenas R. 2009.<br />

Methodology based on Geographic Information Systems for biomass logistics and<br />

transport optimization, Renewable Energy 34: 555-565.<br />

51. Racunica I, Wynter L. 2005. Optimal location of intermodal freight hubs.<br />

Transportation Research Part B 39: 453 - 477.<br />

52. Rentizelas A, Tatsiopoulos I. 2009. Locating a bioenergy facility using a hybrid<br />

optimization method. International Journal of Production Economics,<br />

doi:10.1016/j.ijpe.2009.08.013<br />

53. Rentizelas A, Tolis A, Tatsiopoulos I. 2009. Logistics issues of biomass: The<br />

storage problem and the multi – biomass supply chain. Renewable and Sustainable<br />

Energy Reviews 13: 887–894.<br />

54. ReVelle C.S, Eiselt H.A. 2005. Location Analysis: A sunthesis and survey.<br />

European Journal of Operational Research 165: 1 - 19.<br />

55. Rodrıguez V, Alvarez M. J, Barcos L. 2007. Hub Location Under Capacity<br />

Constraints. Transportation Research Part E: Logistics and Transportation Review<br />

43: 495 - 505.<br />

56. Rogers J, Brammer J. 2009. Analysis of transport costs for energy crops for use in<br />

biomass pyrolysis plant networks. Biomass and Bioenergy 33:1367 – 1375.<br />

57. Rushton A, Oxley J, Croucher P. 2000. Handbook of Logistics and Distribution<br />

Management. Kogan Page Limited, London.<br />

58. Scarlat N, Martinov M, Dallemand J.F. 2010. Assessment of the availability of<br />

agricultural crop residues in the European Union, potential and limitations for<br />

bioenergy use. Waste management 30(10): 1889-1897.<br />

59. Scholwin F, Thrän D. 2007. Monitoring zurWirkung des novelliertenErneuerbare-<br />

Energien-Gesetzes (EEG) auf die Entwicklung der StromerzeugungausBiomasse.<br />

InstitutfürEnergetik und UMWlt GmbH, Leipzig.<br />

60. Stanimirović P, Stojković N, Petković M. 2007. Matematičko programiranje.<br />

Prirodno matematički fakultet <strong>Univerzitet</strong>a u Nišu.<br />

61. Taniguchi E, Noritake M, Yamada T, Izumitani T. 1999. Optimal size and location<br />

planning of public logistics terminals. Transportation Research Part E 35: 207 - 222.<br />

62. Teodorović D. 2007. Transportne mreže, Saobraćajni fakultet <strong>Univerzitet</strong>a u<br />

Beogradu.<br />

63. Thek G, Obernberger I. 2007. Costs assessment of selected decentralised CHP<br />

applications based on biomass combustion. Procc. of 15 th European Biomass<br />

Conference & Exhibition, Berlin, May 7-10 2007. Book of Proc. 2320-2331.<br />

117


64. Vidović M, Zečević S, Kilibarda M, Vlajić J, Bjelić N, Tadić S. 2011. The p-hub<br />

Model with Hub-catchment Areas, Existing Hubs, and Simulations: A Case Study of<br />

Serbian Intermodal Terminals. Networks & Spatial Ecomonics 11(2): 295-314.<br />

65. Vlajić J, Vidović M, Miljuš M. 2005. Lanci snabdevanja - definisanje i performanse.<br />

Transport i logistika 9: 85-112.<br />

66. Walla C, Schneeberger W. 2008. The optimal size for biogas plants. Biomass and<br />

Bioenergy 32: 551 - 557.<br />

67. Wiesenthal T. 2006. Cereals straw for bioenergy: Industrial and logistic issues,<br />

costs and implementation. Proceedings of Expert Consultation: Cereals Straw<br />

Resources for Bioenergy in the European Union, European Commission,<br />

Directorate-General, Joint Research Centre Institute for Environment and<br />

Sustainability, Pamplona, Spain 14-15 October 2006, Book of proc: 111-116.<br />

68. Wu L.Y, Zhang X.S, Zhang J.L. 2006. Capacitated facility location problem with<br />

general setup cost. Computers & Operations Research 33: 1226 - 1241.<br />

69. Yang L, Ji X, Gao Z, Li K. 2007. Logistics distribution centers location problem and<br />

algorithm under fuzzy environment. Journal of Computational and Applied<br />

Mathematics 208: 303 - 315.<br />

70. Zečević S. 1995. Model optimizacije logističkih lanaca u uslovima funkcionisanja<br />

robno transportnog centra, doktorska disertacija. <strong>Univerzitet</strong> u Beogradu,<br />

Saobraćajni fakultet. Beograd.<br />

71. Zečević S. 2009. Robni terminali i robno transportni centri, drugo izdanje.<br />

<strong>Univerzitet</strong> u Beogradu, Saobraćajni fakultet. Beograd.<br />

72. Anonim. 1984. Pravilnik o posebnim merama zaštite od požara u poljoprivredi.<br />

Službeni glasnik SRS, br. 27/84.<br />

73. Anonim. 1998. Straw for Energy Production, second edition. The Centre for<br />

Biomass Technology, Technology–Environment–Economy, Copenhagen.<br />

74. Anonim. 2001. Directive 2001/77/EC on the promotion of electricity produced from<br />

renewable energy sources in the internal electricity market. Official Journal of the<br />

European Union.<br />

75. Anonim. 2004. Directive 2004/8/EC on the promotion of cogeneration based on a<br />

useful heat demand in the internal energy market and amending Directive<br />

92/42/EEC.<br />

76. Anonim. 2005. Master Plan and Feasibility Study Inland Waterway Transports for<br />

Serbia. European Agency for Reconstruction.<br />

http://ec.europa.eu/enlargement/archives/ear/publications/main/documents/IWMPb<br />

gdnote.pdf. (preuzeto juna 2012.godine)<br />

77. Anonim. 2007a. Memorandum of Understanding on the Regional Energy Market in<br />

South East Europe and its Integration into the European Community Internal<br />

Energy Market. www.stabilitypact.org/energy. (preuzeto juna 2013.godine)<br />

78. Anonim. 2007b. Strategija razvoja železničkog, drumskog, vodnog, vazdušnog i<br />

intermodalnog transporta u Republici Srbiji od 2008. do 2015. godine. Vlada<br />

118


Republike Srbije. http://www.putevi-srbije.rs/strategijapdf/Strategijatransport_lat.pdf.<br />

(preuzeto juna 2012.godine)<br />

79. Anonim. 2009a. Directive 2009/28/EC on the promotion of the use of energy from<br />

renewable sources and amending and subsequently repealing Directives<br />

2001/77/EC and 2003/30/EC. Official Journal of the European Union.<br />

80. Anonim. 2009b. Uredba o merama podsticaja za proizvodnju električne energije<br />

korišćenjem obnovljivih izvora energije i kombinovanom proizvodnjom električne i<br />

toplotne energije. Službeni glasnik Republike Srbije 99/09.<br />

81. Anonim. 2010. Akcioni plan za biomasu 2010 – 2012. Ministarstvo rudarstva i<br />

energetike, Beograd, NL Agency, Utrecht.<br />

82. Anonim. 2011a. SRPS EN 14961-1 - Specifikacije i klase goriva - Deo 1: Opšti<br />

zahtevi. Institut za standardizaciju Srbije, Beograd.<br />

83. Anonim. 2011b. SRPS EN 14588:2011- Čvrsta biogoriva – Terminologija, definicije i<br />

opisi. Institut za standardizaciju Srbije, Beograd.<br />

84. Anonim. 2013a. Uredba o merama podsticaja za povlašćene proizvođače električne<br />

energije. Vlada Republike Srbije. http://www.aers.rs/FILES/OIE/2013-02-<br />

02%20Mere%20podsticaja%20za%20povlascene%20proizv.%20EE%20SG%208-<br />

13.pdf. (preuzeto juna 2013.godine)<br />

85. Anonim. 2013b. Statistički bilten Uprave carina Republike Srbije za 2012. godinu.<br />

http://www.upravacarina.rs/Statistika/STATISTICKI%20BILTEN%202012%20I,II,III,I<br />

V.pdf (preuzeto marta 2013.godine)<br />

119

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!