المواد غير المعدنية

مساندة تحول الطاقة

يُعد إنتاج المواد غير المعدنية جزءًا من جهود أرامكو السعودية للاستفادة من مواردنا الهيدروكربونية الهائلة وقدراتنا التقنية لتقديم حلول تلبي احتياجات الطاقة المستقبلية بطريقة مستدامة.

وبصفتنا أحد المنتجين الأساسيين للحلول غير المعدنية لصناعة النفط والغاز، فإننا نسعى الآن لتقديم حلول مماثلة لقطاعات صناعة السيارات والبناء والتعبئة والطاقة المتجددة. وهذه الحلول مصممة لتجنب تآكل المعادن وثقل وزنها وتكلفتها المرتفعة، وتشمل المنتجات خطوط التدفق وأنابيب الإنتاج المستخدمة في قاع البئر والأوعية والمضخات وأبراج التبريد المصنعة من المواد غير المعدنية مثل اللدائن وألياف الكربون والألياف الزجاجية.

ومن أمثلة استخدامات المواد غير المعدنية ما يلي:

صناعة السيارات

تعتبر صناعة السيارات في الوقت الراهن من أكبر مستهلكي المنتجات غير المعدنية مثل البلاستيك المعزز بألياف الكربون. وتتميز المواد المصنوعة من ألياف الكربون بأنها أخف وزناً من الفولاذ، مما يعني انخفاض استهلاك الوقود وتحسين أداء المركبة وتقليل الانبعاثات.

كما تعمل الشركة على دراسة كيفية خفض تكاليف تصنيع ألياف الكربون بنسبة 50٪ على الأقل للإنتاج الضخم، مع تطوير التقنيات القائمة على ألياف الكربون والبوليمرات وتعزيز استخدامها في بعض التطبيقات مثل خزانات الهيدروجين وحاويات بطاريات المركبات الكهربائية.

التعبئة

تتميز الحلول غير المعدنية بإمكانية إعادة تدويرها مما يجعلها مناسبة تمامًا لصناعة مواد التعبئة والتغليف، والتي تعتمد على مواد مثل قواعد التحميل الخشبية والبلاستيكية.

ونخطط كخطوة أولى لاستخدام قواعد التحميل البلاستيكية عوضًا عن الخشبية لتلبية طلبنا المستقبلي عليها. وندرس أيضًا استخدام مواد غير معدنية أخرى للتغليف، والعمل على تطوير مواد بوليميرية صديقة للبيئة تتميز بقابلية إعادة تدوير أفضل وقابلية تحلل أقل، وتطوير استخداماتها في تصنيع قواعد تحميل بلاستيكية أخف وزناً وأكثر فعالية من حيث التكلفة.

النفط والغاز

من ضمن تطبيقات المواد غير المعدنية في قطاع النفط والغاز: الأنابيب المستخدمة في المناطق البرية والبحرية والخزانات والأوعية وأبراج التبريد والصمامات والمضخات بالإضافة إلى الإنشاءات البحرية الثانوية.

ويشمل استخدامنا المتزايد للمواد غير المعدنية في تطبيقات الشركة 2,400 كم في المناطق البرية، فضلًا عن استخدامها في حوالي 80 بئر غاز تقليدي.

وتتصدى الشركة أيضًا للتحديات الفنية المتعلقة باستخدام تقنيات أنابيب المركبات غير المعدنية، حيث أنشأت مركز ابتكار المواد غير المعدنية لتقديم حلول واسعة النطاق للتطبيقات المستخدمة في المناطق البرية وفي باطن البئر. وفي الوقت نفسه، تقوم الشركة بجهود عالمية لتطوير المؤهلات ومنهجيات العمل والمبادئ التوجيهية الدولية المتعلقة باستخدامات المواد غير المعدنية في قطاعي النفط والغاز والتي سيؤدي العمل بها إلى تقليل تكلفة دورة حياة المواد وانبعاثات الكربون في القطاع.

الطاقة المتجددة

لقد بدأنا مشاريع البحث والتطوير لإنتاج مواد البوليمرات والبوليمرات الهجينة لتحل محل الزجاج في الألواح الشمسية الكهروضوئية، وهو استخدام محتمل وقيِّم للمواد غير المعدنية.

وفي هذا الإطار، اتفقنا مع إحدى الشركات المصنعة لألواح الطاقة الشمسية الكهروضوئية لتبني الحلول المستقبلية وتسويقها، كما نعمل أيضًا مع البرنامج الوطني للطاقة المتجددة لتوطين الألواح الكهروضوئية في المملكة، وتعزيز استخدام الألواح الكهروضوئية المصنعة من البوليمر في المشاريع السعودية الضخمة.

البناء والإنشاءات

تحظى المواد غير المعدنية بفرص نمو هائلة للدخول في قطاع البناء والإنشاء، مثل صناعة قضبان التسليح والخرسانة البوليميرية، ومكونات إنشاء الهياكل، والأرضيات، ومستلزمات البناء، ومواد تكسية واجهات المباني.

واستخدام الشركة للمواد غير المعدنية في الإنشاءات ليس بالأمر الجديد، فهي تستخدم الأنابيب غير المعدنية منذ أكثر من عقدين من الزمن في معظم مرافق النفط والغاز العائدة لها، كما أنها تدخل ضمن معايير معظم تطبيقات قطاع المنافع في معاملنا.

إلا أن استخدامنا لأنابيب اللدائن الحرارية المقواة على نطاق واسع ضمن مشروعنا الضخم في خريص عام 2015، هو ما نقل استخدامنا لهذه المواد إلى مستوى جديد. حيث إن استخدام أنابيب اللدائن الحرارية المقواة يغني عن الحاجة إلى أعمال اللحام، ولأن هذه الأنابيب قابلة للف فإن عملية مدها أسهل من الأنابيب الأخرى التقليدية. ونتيجة لذلك، تم خفض الإطار الزمني المُستغرق لمد وتركيب وصلات خطوط التدفق المصنوعة من اللدائن الحرارية المقواة في خريص إلى أقل من يومين بدلاً عن 70 يومًا. ومن المرجح أن تُحدث أنابيب اللدائن الحرارية المقواة تغييرات جذرية في قطاع النفط والغاز، كونها تدوم لفترة أطول، وأكثر فاعلية من حيث التكلفة، وأسرع في التركيب، وأخف وزنًا، وهو ما يقلل الحاجة إلى استهلاك الطاقة، والانبعاثات الكربونية.

وفي عام 2018، استخدمت الشركة قضبان التسليح المصنوعة من البوليمر المعزز بالألياف في قناة لتصريف مياه الأمطار بطول 21 كيلومترًا وذلك في مشروع مدينة جازان الاقتصادية، فيما يُعد أكبر مشروع في العالم يستخدم البوليمرات المعززة بالألياف.

ونقوم حاليًا بتطوير الخرسانة ذات المحتوى العالي من البوليمر وتحسين خصائص البوليمر المعزز بالألياف مع تحسين أداء المواد بالنسبة للتكلفة. وتعكف الشركة أيضًا على اكتشاف تقنيات أخرى، مثل الخرسانة البوليميرية مسبقة الصب والمنتجة بالطباعة ثلاثية الأبعاد.

الشراكات الاستراتيجية

تعمل أرامكو بالتعاون مع موردين محليين ودوليين ومعاهد بحثية على الصعيد العالمي لتسريع عملية تطوير هذه المواد واستخدامها خارج قطاعي النفط والغاز. فعلى سبيل المثال، وقعت الشركة في إطار الشراكة مع مركز ابتكارات المواد غير المعدنية اتفاقية مع شركات تصنيع أنابيب، مثل شركتي فيوتشر بايب إندستريز وسولوفورس لإجراء أبحاث في استخدام الأنابيب المصنوعة من اللدائن الحرارية المقواة (RTP) والراتنجات المصلدة بالتسخين (RTRP). كما أسست الشركة مشروعًا مشتركًا مع شركة بيكر هيوز لتصنيع المواد غير المعدنية واستخدامها في قطاع الطاقة.

ويشمل ذلك العمل مع المركز الدولي للطرق العددية في الهندسة، وجامعة ميتشيغان، وفاراباك ورايز في قطاع البناء والتشييد، وماتيرانوفا وشركة التصنيع الوطنية وجامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية وكلية الدراسات العليا للكيمياء والفيزياء الصناعية بباريس، والمعهد الملكي للتكنولوجيا في ستوكهولم وجامعة آيندهوفن للتكنولوجيا في مجال التعبئة، ومع جمعية فراونهوفر في مجال الطاقة المتجددة، ومع شركة آخن المحدودة للحلول الهندسية خفيفة الوزن، وآي بي إم، وفور إم، وشركة تطوير منتجات الأبحاث في قطاع صناعة السيارات.

• وبالإضافة إلى ذلك تدعم الشركة التنمية في المملكة دعمًا مباشرًا من خلال برنامج التوطين (اكتفاء). وقد قامت شركة ناشيونال أويل ويل فاركو ببناء أول مصنع لأنابيب اللدائن الحرارية المقواة في المملكة، ويمكن لذلك المصنع أن يصبح مركزًا يغذي دول مجلس التعاون الخليجي ومنطقة الشرق الأوسط وشمال أفريقيا من خلال تصدير مواد غير معدنية تحمل عبارة "صنع في المملكة العربية السعودية".

مركز ابتكارات المواد غير المعدنية

للاستفادة من فرص النمو في قطاع النفط والغاز، أُنشيء مركز ابتكارات المواد غير المعدنية بالاشتراك بين أرامكو السعودية ومعهد اللحام وشركة بترول أبوظبي الوطنية (أدنوك).

تركز هذه الشراكة على التوسع في استخدام الأنابيب غير المعدنية في قطاعي النفط والغاز وتطويرها. ويعد مركز ابتكارات المواد غير المعدنية من المراكز المتكاملة للبحث والتقنية والتصنيع التي تجمع بين المؤسسات الأكاديمية والجهات البحثية والتقنية البارزة وشركات تصنيع المواد المركبة وشركات النفط والغاز الكبرى مثل سولوفورس وأركيما وشركة ديت نورسك فيريتاس - جي إل وجامعتي كامبردج ومانشستر.

مركز التميز للمواد غير المعدنية: مركز تميز لمواد البناء غير المعدنية

أعلنت أرامكو ومعهد الخرسانة الأمريكي عن إطلاق مركز التميز للمواد غير المعدنية (NEx): مركز التميز لمواد البناء غير المعدنية لتطوير وتعزيز استخدام المواد غير المعدنية في قطاع البناء والإنشاءات، مما يسهم في الاستفادة من دور معهد الخرسانة الأمريكي باعتباره هيئة رائدة عالميًا ومصدرًا لتطوير معايير قائمة على توافق الآراء وتعميمها واعتمادها لتصميم الخرسانة وللإنشاء والمواد.