비(Non)의 변혁적 잠재력

유리섬유 강화 폴리머(GFRP)로 만든 철근은 사우디아라비아 자잔(Jazan)에 있는 Aramco의 14.2마일 길이의 홍수 완화 수로 건설에 사용되었습니다. 사진 제공: 사우디 아람코

전 세계의 연구자와 재료 과학자들은 경쟁력을 유지하면서 건설과 같은 주요 산업의 환경 성과를 어떻게 향상시킬 수 있는가라는 핵심 질문에 대한 답을 찾고 있습니다. 국제적인 지속 가능성 목표를 지원하려면 우리가 사용하는 에너지부터 우리가 짓는 건물에 이르기까지 새로운 접근 방식이 필요하다는 것은 분명합니다. 그러나 성공할 수 있으려면 모든 솔루션이 현실적이어야 합니다. 이것이 현재 재료과학 분야에서 진행되고 있는 획기적인 연구의 이면에 있는 사고방식입니다. 역사를 통틀어 인류가 새로운 재료를 사용하고 창조하는 능력은 사회 발전을 주도해 왔습니다. 이제 석유화학 기반 소재의 새로운 발전은 인프라 운영 환경을 더욱 변화시킬 수 있는 잠재력을 갖고 있습니다. 세계경제포럼(World Economic Forum)에 따르면 신축 건물 프로젝트에서 배출량의 50% 이상이 건설 활동과 관련된 것으로 추정됩니다. 지속가능발전을 위한 세계기업협의회(WBCSD)는 2015년 파리기후협약 목표를 달성하려면 건설 배출량을 2030년까지 절반으로 줄이고 2050년까지 순제로화해야 한다고 밝혔습니다. 이 문제를 해결하는 한 가지 잠재적인 방법은 건설 과정에서 저탄소 소재를 사용하는 것입니다. 이것이 바로 Aramco가 혁신적인 비금속 소재의 개발 및 배포를 지원하기 위해 미국과 중국을 포함한 주요 기업과 파트너십을 추구하는 이유입니다. 기존 자재보다 환경에 더 적은 영향을 미칠 수 있는 건축 자재. Aramco 계열의 비금속 우수 혁신 센터인 NEX-USA와 NEXCEL-China는 건설 부문에서 비금속 재료의 사용을 더욱 발전시키기 위해 노력하고 있습니다. 이름에서 알 수 있듯이 비금속에는 금속을 포함하지 않는 합성 또는 천연 재료가 포함됩니다. Aramco에서는 건설 분야에서 내구성이 있고 부식되지 않으며 우수한 중량 대비 강도 비율을 나타내는 탄화수소로 만든 소재에 중점을 두고 있습니다. 이는 단열 및 소음 감소 특성을 제공하지만 아마도 더 중요한 것은 제조 공정에서 강철 및 콘크리트와 같은 기존 건축 자재보다 방출량이 적다는 것입니다. 정보기술혁신재단(Information Technology and Innovation Foundation)은 건설, 자동차, 의료 제품 및 기타 분야에 사용되는 플라스틱 소재인 폴리염화비닐(PVC)의 가치 사슬이 2050년까지 미국에서 CO2 배출량을 80~90%까지 줄일 수 있다는 사실을 발견했습니다. , 적절한 정책 지원과 새로운 기술의 사용. 우리는 다른 비금속 제품의 가치 사슬 전반에 걸쳐 유사한 접근 방식을 탐색하고 구현해야 한다고 믿습니다. 그 가능성을 입증하기 위해 유리 섬유 강화 폴리머(GFRP)로 만든 철근은 사우디아라비아 자잔에 있는 Aramco의 14.2마일 길이의 홍수 완화 수로 건설에 사용되었습니다. 이는 세계 최대의 GFRP 철근 프로젝트입니다. 잠재력은 건설을 넘어 확장됩니다. 최근 몇 년 동안 석유 및 가스 산업에서는 다양한 목적으로 비금속 재료를 사용해 왔으며 특히 업스트림 파이프라인에서 더욱 그렇습니다. Aramco의 자체 파이프라인 및 배관 네트워크에는 현재 물, 석유 및 가스를 운송하는 데 사용되는 강화 열가소성 파이프(RTP) 및 강화 열경화성 수지(RTR) 파이프를 포함하여 7,456마일이 넘는 비금속 파이프가 포함되어 있습니다. 미래에는 잠재적으로 수소를 운반하는 데 사용될 수 있습니다. RTP 및 RTR 파이프라인은 강철보다 탄소 집약도가 낮을 ​​뿐만 아니라 부식에 강합니다. 이로 인해 세계 경제에 매년 약 2조 5천억 달러의 비용이 발생합니다. 강철보다 놓는 것이 훨씬 빠릅니다. 누출 위험을 줄입니다. 유지 관리가 더 쉽습니다. 강철 파이프라인으로 완료하는 데 70일이 걸렸을 작업인 Khurais RTP 플로우라인은 이틀도 안 되어 완료되었습니다. 20년 동안의 총 소유 비용을 살펴보면 RTP 배관은 탄소강(NPV)보다 비용 효율성이 3배 더 높습니다. 우리는 이점을 확인하는 유일한 사람이 아니며, 협력을 통해 배포와 연구 모두에서 변화의 속도를 가속화하고자 합니다. 그러나 새로운 제품이 기업에서 수용되려면 먼저 제품에 대한 신뢰를 얻고 높은 기대치를 충족해야 합니다. 이것이 바로 국제석유가스생산자협회(IOGP)가 표준, 지침 개발을 지원하고 에너지 사업자 간의 벤치마킹을 수행하기 위해 Aramco를 포함하는 비금속 네트워크를 형성한 이유입니다.