非の変革の可能性

ガラス繊維強化ポリマー (GFRP) で作られた鉄筋は、サウジアラビアのジャザンにあるアラムコの全長 14.2 マイルの洪水軽減水路の建設に使用されました。 写真提供：サウジアラムコ

世界中の研究者や材料科学者が、競争力を維持しながら建設などの主要産業の環境パフォーマンスを向上させるにはどうすればよいかという重要な質問に対する答えを求めています。 国際的な持続可能性目標をサポートするには、使用するエネルギーから建設する建物に至るまで、新しいアプローチが必要であることは明らかですが、成功のチャンスを得るためには、どのような解決策も現実的でなければなりません。 これが、現在材料科学で行われている画期的な研究の背後にある考え方です。 歴史を通して、新しい素材を加工し作成する人類の能力は、社会の進歩を推進してきました。 現在、石油化学ベースの材料の新たな進歩により、インフラ運用の状況がさらに変化する可能性があります。 世界経済フォーラムによると、新しい建築プロジェクトでは、排出量の50％以上が建設活動に関連していると考えられている。 持続可能な開発のための世界経済人会議（WBCSD）は、2015年のパリ気候協定の目標を達成するには、建設排出量を2030年までに半減し、2050年までに実質ゼロにする必要があると述べている。 この課題に取り組む可能性のある方法の 1 つは、建設プロセスで低炭素材料を使用することです。そのため、アラムコは、革新的な非金属の開発と展開をサポートすることを目的として、米国や中国を含む主要企業とのパートナーシップを追求しています。従来の材料よりも環境への影響が少ない可能性がある建築製品。 アラムコ関連の非金属エクセレンスおよびイノベーションセンターであるNEX-USAとNEXCEL-中国は、建設分野における非金属材料の使用をさらに推進するために取り組んでいます。 名前が示すように、非金属には、合成か天然かにかかわらず、金属を含まない材料が含まれます。 アラムコでは、建設部門にとって耐久性があり、腐食せず、優れた強度対重量比を示す炭化水素から作られた材料に焦点を当てています。 それらは断熱性と防音性を提供しますが、おそらくより重要なのは、製造プロセスで放出される排出ガスが鋼鉄やコンクリートなどの従来の建築材料よりも少ないことです。 情報技術イノベーション財団は、建築、自動車、医療製品、その他の分野で使用されるプラスチック素材であるポリ塩化ビニル (PVC) のバリューチェーンにより、米国で 2050 年までに CO2 排出量を 80% ～ 90% 削減できる可能性があることを発見しました。 、適切な政策サポートと新しいテクノロジーの使用を伴います。 私たちは、他の非金属製品のバリューチェーン全体にわたって同様のアプローチを検討し、実装する必要があると考えています。 可能性を実証するために、ガラス繊維強化ポリマー (GFRP) で作られた鉄筋は、サウジアラビアのジーザンにあるアラムコの全長 14.2 マイルの洪水軽減水路の建設に使用されました。これは世界最大の GFRP 鉄筋プロジェクトです。 可能性は建設以外にも広がります。 近年、石油・ガス産業はさまざまな目的で非金属材料を使用していますが、特に上流のパイプラインで使用されています。 アラムコ独自のパイプラインと配管ネットワークには、現在、水、石油、ガスの輸送に使用する強化熱可塑性樹脂パイプ (RTP) や強化熱硬化性樹脂 (RTR) パイプを含む、1,2456 マイルを超える非金属パイプが含まれています。 将来的には、水素の輸送に使用できる可能性があります。 RTP および RTR パイプラインは、鋼鉄よりも二酸化炭素の排出量が少ないだけでなく、腐食にも強いため、世界経済に毎年推定 2 兆 5,000 億ドルの損失をもたらしています。 鋼よりもはるかに速く敷設できます。 漏れのリスクを軽減します。 メンテナンスが容易になります。 クライス RTP フローラインは、鋼製パイプラインの場合は完了までに 70 日かかる作業でしたが、2 日足らずで完了しました。 20 年間の総所有コストを見ると、RTP 配管は炭素鋼 (NPV) よりも 3 倍の費用対効果が高くなります。 メリットを特定しているのは私たちだけではありません。コラボレーションを通じて、展開と研究の両方で変化の速度を加速したいと考えています。 しかし、新製品が企業に受け入れられるためには、まず信頼を得て高い期待に応える必要があります。 そのため、国際石油・ガス生産者協会（IOGP）は、基準やガイドラインの開発を支援し、エネルギー事業者間のベンチマークを実施するために、アラムコを含む非金属ネットワークを形成しました。新しい市場の開拓世界中で幅広い用途の可能性を秘めている非金属の成長機会を開拓することは、ネットワークの長期的な野心の一部です。 非金属の先進的なポリマー材料には金属材料に比べていくつかの利点があるため、その可能性は石油・ガスおよび建設分野を超えています。 実際、パッケージング、自動車、再生可能エネルギー分野からの需要は大幅に増加すると予想されます。 たとえば、F1 カーからゴルフクラブに至るまであらゆるものを製造するために使用される材料であるカーボンファイバーのコストを削減できれば、全体的な変化が始まる可能性があります。 信じられないほど軽くて強いカーボンファイバーは、過酷な環境の複合パイプから風力タービンのブレードに至るまで、幅広い商業用途に適している可能性があります。 したがって、私たちは、この刺激的な材料科学領域の可能性を解き放つために、世界の企業が進歩的なアプローチを採用することを奨励します。

ハリド・アル・カハタニ氏はサウジアラムコのチーフエンジニア兼企業イノベーション委員会会長である

ハリド・Y・アル・カータニ氏はサウジアラムコの主任エンジニアを務めています。 彼は 1999 年に入社しました。そのキャリアを通じて、上流、下流、および技術サービスのビジネスラインでいくつかの指導的役割を果たしてきました。