سید رضا حسینی
کارشناس پتروشیمی
صنعت پتروشیمی در بزنگاه بازتعریف معادله تولید و انتشار ایستاده است؛ جایی که شتاب تقاضای جهانی از یک سو و الزامات کربن‌زدایی از سوی دیگر، صنعت را با یک پارادوکس راهبردی مواجه کرده‌اند: چگونه می‌توان هم‌زمان بیشتر تولید کرد و کمتر منتشر کرد؟
پاسخ، نه در محدودسازی رشد، بلکه در بازآفرینی فناوری تولید نهفته است. نسل جدید فناوری‌ها با بازتعریف فرایندها، افزایش بهره‌وری و هوشمندسازی عملیات، می‌تواند رشد ظرفیت و کاهش ردپای کربن را از دو هدف متعارض به یک مسیر هم‌افزا تبدیل کند.
این تحول بر چهار پیشران استوار است: همزاد دیجیتال و شبیه‌سازی پیشرفته، هوش مصنوعی و هوش مصنوعی مولد، کاتالیست‌ها و فناوری‌های نوین فرایندی، و برقی‌سازی و ادغام انرژی‌های تجدیدپذیر.
در مجموعه یادداشت‌های چهارگانه پیش‌رو، این چهار پیشران و نقش آنها در بازتعریف آینده صنعت پتروشیمی بررسی می‌شوند؛ نخستین بخش، همزاد دیجیتال و نقش آن در کربن‌زدایی صنعت پتروشیمی است.
همزاد دیجیتال (Digital Twin) یکی از فناوری‌های تحول‌آفرین در صنعت پتروشیمی است که کاربردهای گسترده‌ای در پایش و کنترل فرایندها، نگهداری و تعمیرات پیش‌بینانه، افزایش بهره‌وری، بهینه‌سازی تولید و مدیریت انرژی دارد. بااین‌حال، در این یادداشت صرفاً به نقش آن در کربن‌زدایی پرداخته می‌شود.
همزاد دیجیتال، بازنمایی مجازی و داده‌محور از تجهیزات و فرایندهاست که با تلفیق داده‌های عملیاتی، مدل‌های مهندسی و یادگیری ماشین، امکان پایش، پیش‌بینی و آزمون مجازی سناریوها را فراهم می‌کند. این فناوری با بهره‌گیری از هوش مصنوعی، بهینه‌سازی انرژی و شناسایی راهکارهای کاهش انتشار را پیش از اجرای واقعی ممکن می‌سازد و به پیوند فناوری، بهره‌وری و کربن‌زدایی کمک می‌کند.
همزاد دیجیتال می‌تواند به یکی از اهرم‌های کلیدی کربن‌زدایی در صنعت پتروشیمی تبدیل شود؛ زیرا با ایجاد تصویری یکپارچه و لحظه‌ای از شبکه‌های بخار، برق و تبادل حرارت، امکان شناسایی منابع اتلاف انرژی و ارزیابی اثر هر تصمیم عملیاتی بر مصرف انرژی و انتشار کربن را فراهم می‌کند. این فناوری با شبیه‌سازی سناریوهای مختلف، از بهینه‌سازی بار بویلرها و ترکیب توربین‌های بخار و موتورهای الکتریکی تا افزایش بازیافت حرارت اتلافی، مسیرهایی را برای کاهش مصرف سوخت و در نتیجه کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای آشکار می‌سازد.
در یک مطالعه شبیه سازی روی واحد اسید نیتریک، همزاد دیجیتال برای ارزیابی سناریوهای یکپارچه‌سازی حرارت و توان به‌کار گرفته شد و نشان داد که سناریوی پیشنهادی می‌تواند انتشار CO₂ را ۳۵٫۶ درصد و مصرف آب خنک‌کننده را ۲۳٫۸ درصد کاهش دهد و تولید بخار را ۱۳٫۱ درصد افزایش دهد.
ادامه از صفحه 2