製造からの CO2 排出量の削減が主要な研究提携の目標

テキサス州オースティン — 9 つの大学、3 つの国立研究所、37 社の企業からなる連合は、製造業の脱炭素化における最大のハードルの 1 つであるプロセス熱の発生による二酸化炭素排出に取り組むことになります。

テキサス大学オースティン校の研究者らは、ほとんどの製造プロセスに電力を供給するエネルギー源を置き換えることを目的とした取り組みで重要な役割を果たし、炭化水素燃料を太陽光や風力などの再生可能エネルギーによって生成されるクリーンな電力に置き換えることになる。 製造業は米国の二酸化炭素排出量の 30% 以上を占めているため、これを実行すると大きな影響を与える可能性があります。

「原材料を有用な製品に変えるには、温度の上昇と熱源が必要です。多くの産業では、産業革命の初期に行われていたのと同じように、今日でも加熱が行われています。つまり、燃料を燃やすことでCO2が発生します」と同氏は述べた。コックレル工学院マッケッタ化学工学科およびオーデン計算工学科学研究所の教授であるマイケル バルデア氏は、UT を代表してこの取り組みを主導しました。 「私たちがここで達成しようとしているのは、燃焼加熱を電気加熱に置き換える最良の方法を見つけることです。」

新しい Electrified Processes for Industry without Carbon (EPIXC) Institute は、米国エネルギー省からの 5 年間の 7,000 万ドルの助成金と、産業界やその他の資金源からの 7,400 万ドルを超える寄付によって資金提供されています。 これは DOE の 7 番目のクリーン エネルギー製造イノベーション研究所です。

UTオースティン校の研究者は、このプロジェクトの一環としてDOEから1,700万ドルを受け取ることになるが、これは主導機関であるアリゾナ州立大学に次いで2番目に多い額である。 このプロジェクトに参加するテキサス州のエンジニアは、化学処理と電力網に関する独自の専門知識を研究に応用します。 UT オースティンのプロセス科学技術センターは、新しいアイデアを実装および検証するための重要なテストベッドになります。

「テキサスのエンジニアは世界最大の問題の解決を目指しており、製造業の脱炭素化はそれと同じくらい重要です」とコックレル工学部学部長のロジャー・ボネカーズ氏は述べた。 「コックレル・スクールのエネルギーと化学工学における専門知識の組み合わせと、その独自のプロセス科学技術センターは、この提携の成功にとって非常に貴重なものとなるでしょう。」

熱は製造に不可欠であり、化学反応の促進、水分の除去、蒸気の生成、化学的分離の促進、金属の溶解と処理などに使用されます。 しかし、プロセス加熱（材料を変換して製品を製造するために使用される熱エネルギーを生成する）は、産業部門の他のどの作業よりも多くのエネルギーを消費し、より多くの炭素排出量を生成します。 エネルギー源としてクリーンな電気に移行することで、産業界は従来の抵抗ヒーターに加えて、誘導加熱、マイクロ波加熱、高周波加熱などの技術を通じて排出量を削減し、エネルギー効率を向上させることができます。

プロジェクトの初期段階では、UT オースティン校の研究者は 2 つの主要な課題に焦点を当てます。 1 つ目は、製造用の蒸気を生成するボイラーを天然ガスから電気ボイラーに切り替える物流です。

2 つ目は、これらの変更が与える影響を理解することです。 製造の電動化により、電力網にさらなる負担がかかる可能性があります。 そして、再生可能エネルギーへの依存度が高いことは、その循環的な利用可能性によって変化するでしょう。

「再生可能電力は断続的です。夜には風が強くなり、太陽は日中しか照りません。そのため、使用するエネルギー源が変動するという考えに慣れる必要があります」とバルデア氏は述べた。 「現在、メーカーは電気が必要なときにいつでも利用できる公共事業であると想定しているため、この変動の影響を研究する必要があるでしょう。」

Baldea は、EPIXC Institute の最高技術責任者です。 テキサス大学オースティン校の化学工学教授でエネルギー研究所所長のブライアン・コーゲル氏も、テキサス大学オースティン校の研究所の発展に携わっています。 ブルース・エルドリッジ、化学工学の著名な上級講師。 コックレル・スクールのエネルギー・環境資源センター副所長、ビンス・トーレス氏。 Hao Zhu 氏と Alex Hanson 氏、チャンドラ ファミリー電気工学部の教員。 マリア・ユンガー、土木・建築・環境工学科教授。 そしてウォーカー機械工学科教授のヴァイバブ・バハドゥル氏。

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