Logo

الأداء الديناميكي الحراري والإكسيرجي والاقتصادي الحراري لأنظمة تحويل النفايات الصلبة البلدية إلى طاقة لتوليد الكهرباء: مراجعة منهجية وتوليف نقدي للأدلة من الدراسات مفتوحة الوصول

المؤلفون
  • عبدالله عبدالعزيز الغزالي

    المعهد العالي للمهن الشاملة، التميمي، وزارة التعليم العالي التقني، ليبيا
    Author
  • OmarBen A. Elsharif ElGazali

    Civil Eng. Department, College of Technical Science, Darna, Libya
    Author
الكلمات المفتاحية:
تحويل النفايات إلى طاقة؛ النفايات الصلبة البلدية؛ الإكسيرجي؛ الاقتصاد الإكسيرجي؛ التكلفة المستوية للكهرباء؛ المراجعة المنهجية
الملخص
الخلفية: تُبلِّغ دراسات أنظمة تحويل النفايات إلى طاقة عن كفاءة الطاقة وكفاءة الإكسيرجي والتكلفة المستوية للكهرباء وفق تعريفات مختلفة، مما يحدّ من إمكانية المقارنة بينها. الهدف: هدفت هذه المراجعة المنهجية إلى تجميع الأداء الديناميكي الحراري والإكسيرجي والاقتصادي الحراري المُبلَّغ عنه لأنظمة تحويل النفايات الصلبة البلدية حرارياً-كيميائياً إلى كهرباء، واختبار القيم القابلة للمقارنة منها. الطرائق: اتُّبعت إرشادات PRISMA 2020، وأسفر البحث في OpenAlex والنصوص الكاملة لدى Wiley مع تتبّع الاستشهادات عن 1,517 سجلاً؛ ولم تكن قواعد البيانات المدفوعة متاحة، وقُرئت النصوص الكاملة مفتوحة الوصول فقط. نُفِّذ الفرز واستخلاص البيانات وتقييم الجودة وفق مسار عمل يعتمد مراجعاً واحداً دون تدقيق مستقل مزدوج، تم تطبيق منهجية مراجعة منهجية صارمة وفق PRISMA 2020 باستخدام مسار فرز واختيار معيار المراجع الفردي لتحديد وتلخيص الأدبيات الهندسية ذات الصلة بالانجليزي النتائج: من بين 420 تقريراً مطلوباً تعذّر الحصول على 360 منها، وأُدرجت 43 دراسة (56 حالة)، منها 42 دراسة نمذجة. أُبلغ عن كفاءة الإكسيرجي وفق ستة تعريفات غير متوافقة، ولم تكن قابلة للمقارنة المشروطة سوى قيم الترميد المخصص لتوليد الكهرباء فقط (15.4–34.4%، خمس مجموعات مستقلة). وكان الاحتراق أو التحويل أكبر مصدر لتدمير الإكسيرجي في جميع الدراسات الاثنتي عشرة التي قدّمت تفصيلاً للمكوّنات (39.6–91%). وتراوحت التكلفة المستوية للكهرباء في النماذج بين 44 و200 دولار أمريكي لكل ميغاواط ساعة وفق خمسة تعريفات للتكلفة، ولم تذكر سنة الأسعار سوى 3 من 30 نتيجة تكلفة. وداخل الدراسات، رفع تجفيف الوقود وإعادة تدوير غاز المداخن ورفع درجة حرارة البخار ودمج دورة البخار الكفاءة. وكان التحقق من الصحة كافياً في ثلاث دراسات، ولم تكن قابلية إعادة الإنتاج كافية في أي منها. الخلاصة: لا ينبغي تجميع القيم بين الدراسات إلى أن يُبلَّغ عن التعريفات والأسس وسنوات الأسعار بصورة متسقة.
التنزيلات
تنزيل البيانات ليس متاحًا بعد.
السيرة الشخصية للمؤلف
  1. عبدالله عبدالعزيز الغزالي، المعهد العالي للمهن الشاملة، التميمي، وزارة التعليم العالي التقني، ليبيا

    المعهد العالي للمهن الشاملة، التميمي، وزارة التعليم العالي التقني، ليبيا

المراجع

Alrbai, M., Ismail, O. A., Fan, Z., Liang, Y., Kalidasan, B., & Lee, J. (2026). Integrated waste-to-energy systems: A comprehensive review of technologies, decision frameworks, and sustainability metrics. Fuel, 430, 141544. doi:10.1016/j.fuel.2026.141544 DOI: https://doi.org/10.1016/j.fuel.2026.141544

Alzate-Arias, S., Jaramillo-Duque, Á., Villada, F., & Restrepo-Cuestas, B. (2018). Assessment of government incentives for energy from waste in Colombia. Sustainability, 10(4), 1294. doi:10.3390/su10041294 DOI: https://doi.org/10.3390/su10041294

Amulah, N. C., Oumarou, M. B., & Muhammad, A. B. (2024). Exergy analysis of waste-to-energy technologies for municipal solid waste management. Environment and Natural Resources Journal, 22(3), 232–243. doi:10.32526/ennrj/22/20240023 DOI: https://doi.org/10.32526/ennrj/22/20240023

Arifianti, Q. A. M. O., Rojas Michaga, M. F., Rabea, K., & Michailos, S. E. (2026). A holistic review of waste-to-energy multigeneration systems for biofuels and co-products. Current Opinion in Green and Sustainable Chemistry, 60, 101082. doi:10.1016/j.cogsc.2026.101082 DOI: https://doi.org/10.1016/j.cogsc.2026.101082

Asante, K., Gyamfi, S., & Amo-Boateng, M. (2023). Techno-economic analysis of waste-to-energy with solar hybrid: A case study from Kumasi, Ghana. Solar Compass, 6, 100041. doi:10.1016/j.solcom.2023.100041 DOI: https://doi.org/10.1016/j.solcom.2023.100041

Balmant, W., Souza, D. M., Vargas, J. V. C., & Sousa, D. L. (2019). Energy and exergetic analysis of the energy production process from the incineration of urban solid waste. In Proceedings of the 25th International Congress of Mechanical Engineering (COBEM 2019) (Paper COB2019-0843). ABCM. doi:10.26678/abcm.cobem2019.cob2019-0843 DOI: https://doi.org/10.26678/ABCM.COBEM2019.COB2019-0843

Banaś, M., Pająk, T., & Ciuła, J. (2026). Municipal solid waste incineration with energy recovery: A critical review of process performance, emissions, residues, and system integration. Energies, 19(11), 2698. doi:10.3390/en19112698 DOI: https://doi.org/10.3390/en19112698

Barrak, É., Melian Cobas, V. R., Renó, M. L. G., & Rúa Orozco, J. (2026). Techno-economic and CO2 emissions of electric energy generation from municipal solid waste incineration and landfill gas: A case study in a medium-sized city in Brazil. Revista Científica Sistemática, 16(9), e11146. doi:10.56238/rcsv16n9-003 DOI: https://doi.org/10.56238/rcsv16n9-003

Carneiro, M. L. N. M. (2019). Energy, exergy, economic, environmental (4E) analysis of hybrid systems for electricity generation from municipal solid waste and natural gas (Doctoral dissertation). Pontifical Catholic University of Rio de Janeiro (PUC-Rio), Rio de Janeiro, Brazil. doi:10.17771/pucrio.acad.47864 DOI: https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.47864

Castillo-Leon, N. Y., Tarazona-Romero, B., Ascanio-Villabona, J., & Lenguerke-Perez, O. (2025). Energy and economic analysis of waste-to-energy plants with government incentives in Colombia. Heritage and Sustainable Development, 7(2), 885–898. doi:10.37868/hsd.v7i2.1282 DOI: https://doi.org/10.37868/hsd.v7i2.1282

Chen, H., Song, X., & Jian, Y. (2024). Performance assessment of a municipal solid waste gasification and power generation system integrated with absorption heat pump drying. Energies, 17(23), 6034. doi:10.3390/en17236034 DOI: https://doi.org/10.3390/en17236034

Eliasu, A., Derkyi, N. S. A., & Gyamfi, S. (2022). Techno-economic analysis of municipal solid waste gasification for electricity generation. International Journal of Energy Economics and Policy, 12(1), 342–348. doi:10.32479/ijeep.11894 DOI: https://doi.org/10.32479/ijeep.11894

Escamilla-García, P. E., Coria-Páez, A. L., Pérez-Soto, F., Gutiérrez-Galicia, F., Caire, C., & Martínez-Vargas, B. L. (2023). Financial and technical evaluation of energy production by biological and thermal treatments of MSW in Mexico City. Energies, 16(9), 3625. doi:10.3390/en16093625 DOI: https://doi.org/10.3390/en16093625

Esmaeilion, F., Ahmadi, A., & Dashti, R. (2021). Exergy-economic-environment optimization of the waste-to-energy power plant using multi-objective particle-swarm optimization (MOPSO). Scientia Iranica, 28(5), 2733–2750. doi:10.24200/sci.2021.55633.4323 DOI: https://doi.org/10.24200/sci.2021.55633.4323

Gallego, A. G., Kubo, H., Gutierrez-Gomez, A. C., Bereche, R. P., Neto, A. M. P., & Rocha, A. D. (2019). Thermodynamic analysis of behaviour in a combined cycles operating with biogas and municipal solid waste. International Journal of Thermodynamics, 22(2), 74–82. doi:10.5541/ijot.500240 DOI: https://doi.org/10.5541/ijot.500240

Ghasemi, A. M., Shayesteh, A. A., Doustgani, A., & Pazoki, M. (2021). Thermodynamic assessment and optimization of a novel trigeneration energy system based on solar energy and MSW gasification using energy and exergy concept. Journal of Thermal Engineering, 7(1), 349–366. doi:10.18186/thermal.850819 DOI: https://doi.org/10.18186/thermal.850819

Haruna, M. S., Muhammad, S. U., & Abdulrahman, A. I. (2026). Techno-economic feasibility of municipal solid waste (MSW) incineration for electricity generation in Kaduna Metropolis, Nigeria. IRE Journals, 10(1). doi:10.64388/IREV10I1-1719703 DOI: https://doi.org/10.64388/IREV10I1-1719703

Heidarnejad, P., & Noorpoor, A. (2021). Performance comparison and investigation of two different renewable energy fueled multigeneration systems. Journal of Thermal Engineering, 7(5), 1039–1055. doi:10.18186/thermal.977707 DOI: https://doi.org/10.18186/thermal.977707

Hsu, H.-W., Binyet, E. M., Nugroho, R. A. A., Wang, W.-C., Srinophakun, P., Chein, R., . . . Laemthong, T. (2024). Toward sustainability of waste-to-energy: An overview. Energy Conversion and Management, 321, 119063. doi:10.1016/j.enconman.2024.119063 DOI: https://doi.org/10.1016/j.enconman.2024.119063

Inuwa, A. M., Aliyu, U. M., Tetteh, E. K., & Rathilal, S. (2026). Thermochemical conversion of municipal solid waste to energy: Challenges, advancements and future prospects—A review. Frontiers in Energy Research, 14, 1848148. doi:10.3389/fenrg.2026.1848148 DOI: https://doi.org/10.3389/fenrg.2026.1848148

Jamilatun, S., Pitoyo, J., & Setyawan, M. (2023). Technical, economic, and environmental review of waste to energy technologies from municipal solid waste. Jurnal Ilmu Lingkungan, 21, 581–593. doi:10.14710/jil.21.3.581-593 DOI: https://doi.org/10.14710/jil.21.3.581-593

Joaquim, S., Amaro, N., & Lapa, N. (2025). Assessing the potential of a hybrid renewable energy system: MSW gasification and a PV park in Lobito, Angola. Energies, 18(12), 3125. doi:10.3390/en18123125 DOI: https://doi.org/10.3390/en18123125

Kaneesamkandi, Z., & Sayeed, A. (2023). Evaluation of multi-utility models with municipal solid waste combustion as the primary source under specific geographical and operating conditions. Energies, 16(15), 5696. doi:10.3390/en16155696 DOI: https://doi.org/10.3390/en16155696

Katruksa, S., Pongpakpian, S., & Kerdlap, P. (2026). An integrated review of waste-to-energy plant efficiency enhancement: Fuel stability, heat recovery and net power output performance. Current Applied Science and Technology, e0270249. doi:10.55003/cast.2026.270249 DOI: https://doi.org/10.55003/cast.2026.270249

Laaye, K., Oguche, S. O., Jidda, I. I., & Adamu, A. A. (2025). Economic viability of waste-to-energy: Pathways for sustainable power generation in Jalingo, Taraba State, Nigeria. FUDMA Journal of Engineering and Technology, 1(2), 607–614. doi:10.33003/9k0d8g89 DOI: https://doi.org/10.33003/9k0d8g89

Ling, J., & Chen, X. (2024). Energy and economic analysis of a new combination cascade waste heat recovery system of a waste-to-energy plant. Energies, 17(20), 5196. doi:10.3390/en17205196 DOI: https://doi.org/10.3390/en17205196

Liu, M., Li, M., Liu, R., Xu, C., Han, X., & Yan, J. (2022). Influence of pre-drying on the coal-fired power plant incinerating municipal solid waste: A thermo-economic analysis. In Proceedings of the 22nd International Drying Symposium (IDS 2022). doi:10.55900/qhvprfxk DOI: https://doi.org/10.55900/qhvprfxk

Makarichi, L., Jutidamrongphan, W., & Techato, K. (2018). The evolution of waste-to-energy incineration: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 91, 812–821. doi:10.1016/j.rser.2018.04.088 DOI: https://doi.org/10.1016/j.rser.2018.04.088

Mamadou, A.-F., Idrissou, M. O. K., Sanya, S. A. O., & Vargas, J. V. C. (2026). Techno-economic (3E) assessment and multi-objective optimization of multi-generation energy system with LHTES integrated based on MSW incineration technology. In Proceedings of the 9th International Conference of Energy Harvesting, Storage, and Transfer (EHST 2026) (Paper 102). Barcelona, Spain. doi:10.11159/ehst26.102

Maphuhla, N. G., & Oyedeji, O. O. (2025). From trash to treasure: Systematic evaluation of potential and efficiency of waste-to-energy incineration for electricity generation. Waste, 3(4), 39. doi:10.3390/waste3040039 DOI: https://doi.org/10.3390/waste3040039

Mendecka, B. M., Lombardi, L., Gładysz, P., & Stanek, W. (2018). Exergo-ecological assessment of waste to energy plants supported by solar energy. Energies, 11(4), 773. doi:10.3390/en11040773 DOI: https://doi.org/10.3390/en11040773

Meng, J. (2026). Exergoeconomic analysis of thermodynamic efficiency and revenue allocation mechanisms for waste-to-energy PPP projects based on extended exergy accounting. International Journal of Heat and Technology, 44(4), 1624–1636. doi:10.18280/ijht.440426 DOI: https://doi.org/10.18280/ijht.440426

Moghaddam, M., & Ghasemi, A. (2020). Thermodynamic and environmental comparative investigation and optimization of landfill vs. incineration for municipal solid waste: A case study in Varamin, Iran. Journal of Thermal Engineering, 6(6), 226–246. doi:10.18186/thermal.820234 DOI: https://doi.org/10.18186/thermal.820234

Moosavian, S. F., Mirzaei, N., Hajinezhad, A., Yousefi, H., Fattahi, R., & Golshadi, M. R. (2025). Thermodynamic, economic, and environmental evaluation of municipal waste incinerator to produce power and fresh water. Energy Science & Engineering, 13(11), 5554–5565. doi:10.1002/ese3.70263 DOI: https://doi.org/10.1002/ese3.70263

Nami, H., Anvari-Moghaddam, A., & Arabkoohsar, A. (2020a). Thermodynamic, economic, and environmental analyses of a waste-fired trigeneration plant. Energies, 13(10), 2476. doi:10.3390/en13102476 DOI: https://doi.org/10.3390/en13102476

Nami, H., Anvari-Moghaddam, A., Arabkoohsar, A., & Razmi, A. R. (2020b). 4E analyses of a hybrid waste-driven CHP–ORC plant with flue gas condensation. Sustainability, 12(22), 9449. doi:10.3390/su12229449 DOI: https://doi.org/10.3390/su12229449

Nkoi, B., Koate, C., & Hart, H. I. (2018). Thermo-economic analysis of a retrofit small scale municipal solid waste power plant. European Journal of Engineering Research and Science, 3. doi:10.24018/ejeng.2018.3.3.614 DOI: https://doi.org/10.24018/ejers.2018.3.3.614

Nubi, O., Morse, S., & Murphy, R. (2022). Prospective life cycle costing of electricity generation from municipal solid waste in Nigeria. Sustainability, 14, 13293. doi:10.3390/su142013293 DOI: https://doi.org/10.3390/su142013293

Page, M. J., McKenzie, J. E., Bossuyt, P. M., Boutron, I., Hoffmann, T. C., Mulrow, C. D., . . . Moher, D. (2021). The PRISMA 2020 statement: An updated guideline for reporting systematic reviews. BMJ, 372, n71. doi:10.1136/bmj.n71 DOI: https://doi.org/10.1136/bmj.n71

Pan, P., Zhang, M., Xu, G., Chen, H., Song, X., & Liu, T. (2020). Thermodynamic and economic analyses of a new waste-to-energy system incorporated with a biomass-fired power plant. Energies, 13(17), 4345. doi:10.3390/en13174345 DOI: https://doi.org/10.3390/en13174345

Pheakdey, D. V., Quan, N. V., & Xuan, T. D. (2023). Economic and environmental benefits of energy recovery from municipal solid waste in Phnom Penh Municipality, Cambodia. Energies, 16(7), 3234. doi:10.3390/en16073234 DOI: https://doi.org/10.3390/en16073234

Prebilič, V., Može, M., & Golobič, I. (2024). Waste-to-energy processes as a Municipality-level waste management strategy: A case study of Kočevje, Slovenia. Processes, 12(5), 1010. doi:10.3390/pr12051010 DOI: https://doi.org/10.3390/pr12051010

Reale, F., & Massoli, P. (2024). A hybrid energy system based on externally fired micro gas turbines, waste heat recovery and gasification systems: An energetic and exergetic performance analysis. Energies, 17(15), 3621. doi:10.3390/en17153621 DOI: https://doi.org/10.3390/en17153621

Rigamonti, L., Borghi, G., Martignon, G., Ciceri, G., & Grosso, M. (2019). Analisi dei costi del ciclo di vita di filiere di produzione di energia dal rifiuto urbano indifferenziato basate sul pretrattamento meccanico biologico [Life cycle cost analysis of energy production chains from unsorted municipal waste based on mechanical-biological pretreatment]. Ingegneria dell'Ambiente, 6, 30–42. doi:10.32024/ida.v6i1.205

Rimon, S. T. A., Mohtasim, M. S., Kibria, M. G., Ahmed, M. M., & Das, B. K. (2025). Techno-economic and eco-friendly MSW-based strategy to reduce the impact of Rajshahi City EV power outage in Bangladesh. Clean Technologies and Environmental Policy, 27, 7597–7610. doi:10.1007/s10098-025-03260-3 DOI: https://doi.org/10.1007/s10098-025-03260-3

Rumbayan, M., Pandyaswargo, A. H., Kindangen, J. I., & Onoda, H. (2026). Techno-economic-environmental analysis and demonstration of waste-to-energy implementation: A systematic literature review. Waste Management Bulletin, 4, 100337. doi:10.1016/j.wmb.2026.100337 DOI: https://doi.org/10.1016/j.wmb.2026.100337

Sechoala, T. D., Popoola, O., & Ayodele, T. R. (2023). Economic and environmental assessment of electricity generation using biogas and heat energy from MSW: Lesotho. AIMS Energy, 11(2), 337–357. doi:10.3934/energy.2023018 DOI: https://doi.org/10.3934/energy.2023018

Soltanian, S., Kalogirou, S. A., Ranjbari, M., Amiri, H., Mahian, O., Khoshnevisan, B., . . . Aghbashlo, M. (2022). Exergetic sustainability analysis of municipal solid waste treatment systems: A systematic critical review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 156, 111975. doi:10.1016/j.rser.2021.111975 DOI: https://doi.org/10.1016/j.rser.2021.111975

Vilardi, G., & Verdone, N. (2020). Exergy analysis of waste incineration plant: Flue gas recirculation and process optimization. Proceedings, 58(1), 29. doi:10.3390/WEF-06923 DOI: https://doi.org/10.3390/WEF-06923

Vuković, N., & Makogon, E. (2024). Waste-to-energy generation: Complex world project analysis. Sustainability, 16(9), 3531. doi:10.3390/su16093531 DOI: https://doi.org/10.3390/su16093531

Wang, H., Song, M., & Taghavi, M. (2024a). Comprehensive analysis and optimization of a low-carbon multi-generation system driven by municipal solid waste and solar thermal energy integrated with a microbial fuel cell. International Journal of Low-Carbon Technologies, 19, 455–467. doi:10.1093/ijlct/ctae006 DOI: https://doi.org/10.1093/ijlct/ctae006

Wang, L., Yang, J., Qu, B. Y., & Pang, C. (2024b). Multi-objective optimization of an organic Rankine cycle (ORC) for a hybrid Solar–Waste energy plant. Energies, 17(8), 1810. doi:10.3390/en17081810 DOI: https://doi.org/10.3390/en17081810

Yakah, N., Kwarteng, A. A., Addy, C., Yirenkyi, M., Martin, A. R., & Simons, A. J. (2024). Techno-economic assessment of municipal solid waste (MSW) incineration in Ghana. Processes, 12(7), 1286. doi:10.3390/pr12071286 DOI: https://doi.org/10.3390/pr12071286

Yang, Y., Wang, J., Chong, K. J., & Bridgwater, A. V. (2018). A techno-economic analysis of energy recovery from organic fraction of MSW by an integrated intermediate pyrolysis and CHP plant. Energy Conversion and Management, 174, 406–416. doi:10.1016/j.enconman.2018.08.033 DOI: https://doi.org/10.1016/j.enconman.2018.08.033

Yari, M., Mehr, A. S., Mahmoudi, S. M. S., & Santarelli, M. (2016). A comparative study of two SOFC based cogeneration systems fed by municipal solid waste by means of either the gasifier or digester. Energy, 114, 586–602. doi:10.1016/j.energy.2016.08.035 DOI: https://doi.org/10.1016/j.energy.2016.08.035

Zeng, J., Mustafa, A. B., Liu, M., Huang, G., Shang, N., Liu, X., . . . Dong, H. (2024). Environmental, energy, and techno-economic assessment of waste-to-energy incineration. Sustainability, 16(10), 4140. doi:10.3390/su16104140 DOI: https://doi.org/10.3390/su16104140

Zhang, Y., Wei, L., Gao, X., Chen, H., Li, Q., Zhang, K., & Huang, Q. (2022). Performance analysis of a waste-to-energy system integrated with the Steam–Water cycle and urea hydrolysis process of a coal-fired power unit. Applied Sciences, 12(2), 866. doi:10.3390/app12020866 DOI: https://doi.org/10.3390/app12020866

التنزيلات
منشور
2026-10-20
القسم
Original Articles
الرخصة
Creative Commons License

هذا العمل مرخص بموجب Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

كيفية الاقتباس

الأداء الديناميكي الحراري والإكسيرجي والاقتصادي الحراري لأنظمة تحويل النفايات الصلبة البلدية إلى طاقة لتوليد الكهرباء: مراجعة منهجية وتوليف نقدي للأدلة من الدراسات مفتوحة الوصول. (2026). Derna Academy Journal for Applied Sciences, 8(1), 117-145. https://doi.org/10.71147/mgzwqw14

المؤلفات المشابهة

1-10 من 26

يمكنك أيضاً إبدأ بحثاً متقدماً عن المشابهات لهذا المؤلَّف.