Petroleum supply chain planning under environmental regulations: a case study in Libya

Abdussalam, Otman (2021). Petroleum supply chain planning under environmental regulations: a case study in Libya. Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Today, petroleum companies cannot be competitive and efficient without considering potential solutions provided by sustainable supply chain management (SSCM) optimization models. SSCM can solve different challenges faced by this sector. Academics and practitioners consider the opportunities offered by decision-making tools for planning sustainable petroleum supply chains. Therefore, the primary objective of this study is to understand the evolution of sustainable supply chain planning in the petroleum industry and how to develop a data-driven decision-making tool to assess different transformation plans for the petroleum sector under the uncertainty of environmental regulations

This study aims first to understand the evolution of sustainable supply chain planning in the petroleum industry and highlight the specificities of the body of knowledge in this area and develop a general framework. A mathematical model for planning and optimizing the petroleum supply chains from the country-level perspective considers the economic side. A deterministic mathematical model is presented to identify the decisions related to the flow between nodes, production capacities at each level, and how to satisfy the demand to maximize the profit from local and international markets. The developed model was solved by using commercial software. Furthermore, the Libyan petroleum case study is applied as an example to show possible improvements in the petroleum supply chain application, visualize the new supply chain configuration, and validate the results. Results show that the model allows improvements in both profit and service level if suitable production and distribution decisions are set. Finally, the optimization model helps decision-makers identify the production and distribution plan under some risky events.

Introduction of new environmental regulations to decarbonize the petroleum sector, also, prepare a transformation plan (strategic decisions) for the petroleum sector. The objective is to minimize the crude, refinery, and petrochemical sectors total cost and meet environmental standards and regulations. It presents a deterministic mathematical programming model for planning the supply chain. Furthermore, the study examines the impact of incorporating investment decisions through different carbon emission reduction options and evaluating the supply chain performance based on the economic and environmental dimensions.

A data-driven and generic decision-making model for eco-efficient supply chain planning is presented to evaluate the impact of introducing a stringent environmental regulation limiting greenhouse gas emissions. Experimental results based on the Libyan petroleum industry are analyzed and demonstrate model capabilities to deal with the trade-off between the total cost and the petroleum sector's environmental issues. A sensitivity analysis is carried out on some parameters to design a mitigation plan to manage the environmental risks. This study shows that it's possible to achieve up to 32% carbon emission reduction if the carbon capture and storage projects are implemented in the different petroleum sectors. However, suppose the cumulative carbon reduction objective is more than 32 % for the next 20 years. In that case, it will be necessary to implement green (solar) energies to be used in the extraction, refineries, and petrochemical plants.

Titre traduit

Planification de la chaîne d'approvisionnement pétrolière sous les contraintes de réglementation environnementale : une étude de cas en Libye

Résumé traduit

Aujourd'hui, les sociétés pétrolières ne peuvent être compétitives et efficaces sans considérer les solutions potentielles fournies par les modèles d'optimisation de la gestion durable de la chaîne d'approvisionnement (SSCM). SSCM peut résoudre différents défis auxquels ce secteur est confronté. Les universitaires et les praticiens examinent les opportunités offertes par les outils de prise de décision pour planifier des chaînes d'approvisionnement pétrolières durables. Par conséquent, l'objectif principal de cette étude est de comprendre l'évolution de la planification durable de la chaîne d'approvisionnement dans l'industrie pétrolière et de mettre en évidence les spécificités du corpus de connaissances dans ce domaine. Par conséquent, il est nécessaire de développer un modèle mathématique pour la planification et l'optimisation des chaînes d'approvisionnement pétrolières du point de vue national, en considérant l'aspect économique comme une première étape.

Le modèle est présenté pour identifier les décisions liées au flux entre les noeuds, les capacités de production à chaque niveau, et comment satisfaire la demande pour maximiser le profit des marchés locaux et internationaux. De plus, dans un deuxième temps, un nouveau modèle de programmation linéaire à nombres entiers mixtes est présenté basé sur les dimensions économique et environnementale pour évaluer l'impact de l'introduction d'une réglementation environnementale stricte limitant les émissions de gaz à effet de serre. L'objectif de ce modèle est de minimiser le coût total des secteurs du brut, de la raffinerie et de la pétrochimie pour se conformer aux normes et réglementations environnementales et également d'examiner l'impact de l'intégration des décisions d'investissement dans différentes options de réduction des émissions de carbone.

Les résultats de calcul basés sur l'industrie pétrolière libyenne sont analysés et démontrent les capacités du modèle pour faire face au compromis entre le coût total et les problèmes environnementaux du secteur pétrolier. Une analyse de sensibilité est réalisée sur certains paramètres pour évaluer les performances de la chaîne d'approvisionnement et concevoir un plan d'atténuation pour gérer les risques environnementaux. Cela permettra aux chercheurs et aux praticiens de mieux comprendre comment évaluer les performances de la chaîne d'approvisionnement afin d'atteindre les objectifs de durabilité.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Thèse de doctorat électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Thesis presented to École de technologie supérieure in partial fulfillment of the requirements for the degree of doctor of philosophy". Comprend des références bibliographiques (pages 145-160).
Mots-clés libres:	chaîne d'approvisionnement durable, planification, modélisation mathématique, pétrole brut, pétrole, gestion de la chaîne d'approvisionnement verte, incertitude, optimisation multiobjectifs
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Chaabane, Amin
Programme:	Doctorat en génie > Génie
Date de dépôt:	03 mars 2022 20:31
Dernière modification:	03 mars 2022 20:31
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/2936

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