Mahdi Vaezi, giáo sư công nghệ kỹ thuật tại Đại học Bắc Illinois (NIU), đang nghiên cứu tính khả thi của việc xây dựng một đường ống sinh khối sáng tạo, đầu tiên thuộc loại này. Dự án được hỗ trợ bởi khoản tài trợ $650.000 (€607 nghìn) trong bốn năm từ Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ (USDA).
Vaezi cho biết dự án có tiềm năng đặt nền móng cho đường ống dẫn sinh khối đầu tiên trên thế giới ở bang Maine.
Với sự tư vấn của Viện Quản lý Xây dựng Maine, dự án sẽ bao gồm một nghiên cứu điển hình về kinh tế kỹ thuật của các đường ống sinh khối quy mô lớn và đường dài, cho một đường ống dăm gỗ dài 10 dặm tiềm năng để cung cấp cho một cảng thương mại ở Eastport, Maine. Dăm gỗ sẽ được vận chuyển bằng đường ống ở dạng sệt (hỗn hợp với nước) đến cảng và vận chuyển đến châu Âu.
Vaezi cho biết: “Maine có một cảng lớn được sử dụng một phần để vận chuyển dăm gỗ đến châu Âu, nhưng họ không thể đưa đủ nguyên liệu đến cảng vì các vấn đề vận chuyển. “Một đường ống có thể loại bỏ nhu cầu vận chuyển hàng nghìn xe tải dăm gỗ mỗi năm.”
Trước đây, chi phí vận chuyển nguyên liệu sinh khối cao, thường là bằng xe tải, là rào cản lớn đối với việc tăng quy mô của các cơ sở năng lượng dựa trên sinh khối. Nghiên cứu hiện tại sẽ bao gồm các phân tích kinh tế và công nghệ để so sánh vận chuyển sinh khối bằng đường ống thủy sinh với vận chuyển bằng xe tải, tàu hỏa và tàu thủy trong khoảng cách ngắn, trung bình và dài.
Vaezi cho biết: “Đường ống được coi là một quá trình phát thải gần như bằng không, giúp loại bỏ các vấn đề về môi trường và xã hội liên quan đến giao thông đường bộ.
Vaezi cho biết thêm, một lợi ích bổ sung của hệ thống đường ống là bùn sinh khối có thể được làm nóng để tiêu diệt các chất gây ô nhiễm hoặc sự phá hoại có thể là đối tượng của các quy định vận chuyển sinh khối. Sau khi được vận chuyển, sinh khối có thể được sàng lọc để tái chế nước và chuyển đến một không gian mở, nơi nó có thể được sấy khô bằng máy hoặc tự nhiên với chi phí thấp hoặc miễn phí.
Ngoài dăm gỗ, nhóm NIU sẽ nghiên cứu tính khả thi về kinh tế và cơ học của việc bơm hỗn hợp nước mùn cưa và rơm lúa mì qua đường ống.
“Nguyên liệu sinh khối cung cấp an ninh năng lượng,” Vaezi nói. “Đó là loại năng lượng tái tạo duy nhất có thể chuyển đổi trực tiếp thành nhiên liệu sinh học.
“Chúng tôi dự đoán công việc mới lạ này sẽ giới thiệu đường ống như một phương thức vận chuyển khả thi về mặt kỹ thuật và kinh tế để vận chuyển nguyên liệu sinh khối ở quy mô lớn và trên một khoảng cách dài với chi phí thấp hơn đáng kể so với các phương thức vận chuyển khác, chẳng hạn như xe tải, tàu hỏa và tàu thủy,” ông thêm. “Điều này sẽ làm cho các cơ sở năng lượng dựa trên sinh khối có khả năng cạnh tranh về mặt kinh tế và quy mô với các nhà máy sử dụng nhiên liệu hóa thạch.”
Khoản tài trợ
Khoản tài trợ của USDA sẽ được sử dụng một phần để mua khoảng 100.000 đô la (93,5 nghìn euro) dụng cụ và thiết bị cho Phòng thí nghiệm hệ sinh thái và công nghệ giải pháp tiên tiến về chất thải (Phòng thí nghiệm WASTE) ở Still Gym, nơi có nguyên mẫu mạch kín dài 30 foot đường ống sẽ được lắp ráp trong những tháng tới.
Khoa Công nghệ Kỹ thuật, Trường Cao đẳng Kỹ thuật và Công nghệ Kỹ thuật và Phòng Hợp tác Nghiên cứu và Đổi mới (RIPS) của NIU cũng đang hỗ trợ phát triển phòng thí nghiệm.
RIPS cũng giúp Vaezi tìm các đối tác khoa học và công nghiệp cho dự án. Các cộng tác viên trong khoản tài trợ là Tiến sĩ Parisa Mirbod (Phòng thí nghiệm Mirbod) tại Đại học Illinois ở Chicago (UIC) và Biofine Developments Northeast Inc., một công ty sử dụng sinh khối và nhà máy tinh chế sinh học. Mirbod và nhóm của cô ấy tại UIC sẽ điều tra các hiện tượng đằng sau sự hình thành dòng chảy nút và hiệu ứng giảm lực cản trong dòng chảy của các hạt sinh khối dạng sợi sền sệt trong đường ống và máy bơm bằng cách sử dụng các kỹ thuật trực quan hóa dòng chảy như Phép đo vận tốc hình ảnh hạt (PIV).
Gerald Blazey, phó chủ tịch của RIPS cho biết: “Đây là một ví dụ tuyệt vời về sự hợp tác nghiên cứu kết nối một chuyên gia trong khoa với các nhà đổi mới, doanh nhân, ngành công nghiệp và sinh viên. “Chúng tôi rất vui được hỗ trợ nghiên cứu quan trọng này.”
