NIUへの65万ドルのUSDA賞金は世界初のバイオマスパイプラインにつながる可能性がある

イリノイ州デカルブ – NIU の Mahdi Vaezi 氏は、革新的な史上初のバイオマス パイプラインの建設の実現可能性を調査しています。

工学技術 マフディ・ヴァエジ教授

この研究プロジェクトは、米国農務省からNIUへの4年間で65万ドルの助成金によって支援されており、メイン州における世界初のバイオマスパイプラインの基礎を築く可能性があると工学技術教授のヴァエジ氏は述べている。

簡単に言えば、バイオマスは植物や動物から得られる再生可能な有機材料です。 人類の黎明期から料理や暖をとるために使われてきました。たとえば、薪ストーブや暖炉を思い浮かべてください。

米国エネルギー情報局によると、バイオマスは多くの国で引き続き重要な燃料であり、特に発展途上国の調理や暖房に使用されています。 化石燃料の使用による二酸化炭素の排出を避ける手段として、多くの先進国で輸送や発電のためのバイオマス燃料の使用が増加しています。

今日のバイオマス原料には、エネルギー専用作物、農作物残渣、林業残渣、藻類、木材加工残渣、都市廃棄物や産業廃棄物の有機成分が含まれます。 バイオマス エネルギーの利用による利点には、外国石油への依存の軽減、米国の農業および林産物産業の支援、温室効果ガス排出量の大幅な削減の可能性などが含まれます。

「世界の多くは化石燃料に依存しており、誰もがそれに代わる選択肢を探している」とヴァエジ氏は語った。 「しかし、私たちは無駄になっているか、十分に活用されていない膨大なバイオマス資源を持っています。」

Vaezi 氏は、10 年近く前にカナダのアルバータ大学で博士論文のためにバイオマス パイプラインの実現可能性を初めて研究しました。 新しいプロジェクトでは、彼はかなり多くのリソースを自由に使えるようになります。

USDAの助成金の一部は、スティルジムにある新しい廃棄物先進ソリューション技術およびエコシステム研究所（WASTEラボ）のための約10万ドルの機器と装置の購入に使用され、今後数か月以内に30フィートの閉回路プロトタイプパイプラインが組み立てられる予定です。 。 NIUの工学技術学部、工学部、工学技術部、研究イノベーションパートナーシップ部門（RIPS）も研究室の発展を支援しています。

RIPS は、Vaezi がプロジェクトの業界および科学パートナーを見つけるのにも役立ちました。 この助成金の協力者は、イリノイ大学シカゴ校 (UIC) のパリサ・ミルボッド博士 (ミルボッド研究室) と、バイオマス利用者でありバイオリファイナリーである Biofine Developments Northeast Inc. です。 UICのミルボッド氏と彼女のグループは、粒子画像流速測定法（PIV）などの流れ可視化技術を用いて、パイプやポンプ内の繊維状バイオマス粒子スラリーの流れにおけるプラグフロー形成の背後にある現象と抵抗低減効果を調査する予定である。

「これは、教員の専門家とイノベーター、起業家、産業界、学生を結びつける研究協力の素晴らしい例です」とRIPSの副社長、ジェラルド・ブレイジーは述べた。 「この重要な研究への支援を喜んでお手伝いいたします。」

Vaezi は博士号を採用するつもりです。 学生、修士課程の学生 3 名、学部生数名がラボのコンポーネントに取り組み、上級設計チームもプロジェクトの側面に取り組みます。

「研究用途に加えて、このプロジェクトには流体力学、ポンプと配管システム、エネルギー管理、流量計装などの分野での教育用途もあります」とVaezi氏は述べた。

メイン州建設管理協会との協議により、このプロジェクトには、イーストポートの商業港に供給するための潜在的な長さ16マイルの木材チップパイプラインのための大規模で長距離のバイオマスパイプラインの技術経済のケーススタディが含まれる予定です。メイン州。 木材チップはスラリー（水との混合物）の状態でパイプラインで港に輸送され、ヨーロッパに輸送される。

「メイン州には、木材チップをヨーロッパに送るために一部使用されている大規模な港があるが、輸送の問題により十分な材料を港に運ぶことができない」とヴァエジ氏は語った。 「パイプラインがあれば、年間何千台もの木材チップトラックの必要性がなくなる可能性がある。」

これまで、バイオマス原料の輸送（ほとんどの場合はトラック）にかかるコストが高いことが、バイオマスベースのエネルギー施設の規模拡大に対する大きな障壁となっていました。 現在の研究には、バイオマスのパイプラインによる水力輸送と、短距離、中距離、長距離におけるトラック、列車、船舶輸送を比較するための技術的および経済的分析が含まれる予定である。

「パイプライニングは排出量がほぼゼロのプロセスであると考えられており、陸上輸送に伴う環境問題や社会問題を排除します」とヴァエジ氏は述べた。

パイプラインシステムのさらなる利点は、バイオマス輸送規制の対象となる可能性のある汚染物質や侵入物を破壊するためにバイオマススラリーを加熱できることである、とVaezi氏は述べた。 バイオマスが配送されると、水を再利用するために選別され、オープンスペースに移動され、そこで自然または機械的にほとんどコストをかけずに空気乾燥することができます。

NIUチームは木材チップに加え、おがくずと小麦わらの水の混合物をパイプライン経由で汲み上げる経済的かつ機械的な実現可能性を研究する予定だ。

「バイオマス原料はエネルギー安全保障を提供します」とVaezi氏は述べた。 「これはバイオ燃料に直接変換できる唯一の再生可能エネルギーです。

「私たちは、この新しい取り組みにより、トラック、電車、船舶などの他の輸送手段よりも著しく低いコストでバイオマス原料を大規模かつ長距離輸送するための、技術的に実現可能で経済的に実行可能な輸送手段としてパイプラインが導入されることを期待しています」と同氏は述べた。追加した。 「これにより、バイオマスベースのエネルギー施設は規模と経済性の点で化石燃料ベースのプラントと競争できるようになるでしょう。」

メディア担当者: トム・パリシ

NIUについて

ノーザン イリノイ大学は、学生中心の全国的に認められた公立研究大学であり、科学、人文科学、芸術、ビジネス、工学、教育、健康、法律などの幅広い分野で、地域に利益をもたらし、世界中に広がる専門知識を備えています。 NIU は、イリノイ州デカルブにあるメインキャンパスと、シカゴ、ネーパービル、オレゴン、ロックフォードにある学生と社会人向けの教育センターを通じて、100 以上の学習分野を提供し、多様で国際的な学生団体にサービスを提供しています。