الكيمياء الخضراء مهمة للغاية لجعل التصنيع أكثر استدامة لأنها تركز على تقليل النفايات والحفاظ على المخاطر البيئية منخفضة. الفكرة الأساسية وراء الكيمياء الخضراء هي إعادة التفكير في كيفية إنتاج المواد الكيميائية واستخدامها حتى نتمكن من تقليل أو حتى القضاء على المواد الخطرة تمامًا. عند النظر في إنتاج الكيماويات على وجه التحديد، تساعد الأساليب الخضراء في تقليل البصمة الكربونية من خلال استخدام مواد وطرق غير ضارة. على سبيل المثال، وفقًا لما ذكرته وكالة حماية البيئة (EPA)، فإن الشركات التي تتحول إلى ممارسات أكثر خضرة تلاحظ غالبًا انخفاضًا كبيرًا في إنتاج النفايات السامة، أحيانًا بنسبة تصل إلى 90٪ أقل من السابق. هذا النوع من التأثير يُحدث فرقًا حقيقيًا لكل من العمليات التجارية وصحة كوكبنا.
لقد اعتمد عدد من الشركات في مختلف الصناعات طرق الكيمياء الخضراء مع نتائج حقيقية تحدث فرقًا للبيئة. فخذ مثالاً أحد مصنعي المواد الكيميائية الصناعية، حيث انخفضت مستويات النفايات الخطرة لديهم بنسبة تقارب الثلثين بمجرد بدء تطبيق هذه الأساليب الأكثر خضرة. ولم تكن هذه المدخرات جيدة فقط للبيئة، بل شملت أيضًا تخفيضات ملموسة في التكاليف. إن النظر إلى هذه القصص الناجحة يوضح أن الانتقال إلى الكيمياء الخضراء يفعل أكثر من مجرد مساعدة الشركات على الامتثال للوائح أو خلق بيئة عمل أكثر أمانًا، بل أنه يدفع عجلة الابتكارات الجديدة ويجعل عمليات تصنيع المواد الكيميائية أكثر قدرة على التكيف مع التقلبات السوقية والتغيرات في المعايير البيئية.
يُعد تحسين استخدام الطاقة بشكل أكثر كفاءة أمراً بالغ الأهمية في صناعة الكيماويات، لأنه يؤثر على كل من مدى صداقة العملية للبيئة وعلى التكلفة التشغيلية. تستهلك المصانع الكيماوية كميات هائلة من الطاقة، حيث تُنفق في كثير من الأحيان مئات الآلاف من الدولارات على فواتير الكهرباء وحدها كل شهر. تشير البيانات الصناعية إلى أن إجراء تحسينات في كيفية إدارة هذه المنشآت لاستهلاك الطاقة قد يؤدي إلى خفض الاستهلاك بنسبة تصل إلى نحو 30 في المئة. وهو ما سيؤدي بدوره إلى خفض التكاليف التشغيلية مع تقليل الانبعاثات الضارة التي يُثار الحديث عنها في الآونة الأخيرة. وقد بدأت بعض الشركات بالفعل في تحقيق فوائد من تغييرات بسيطة مثل استبدال المعدات القديمة أو تعديل ضوابط الحرارة بشكل طفيف.
تساعد التكنولوجيا الجديدة الصناعات على توفير المال في تكاليف الطاقة في مختلف المجالات. خذ على سبيل المثال أنظمة استعادة الحرارة، حيث تقوم باستغلال الحرارة الضائعة من العمليات وإعادة استخدامها، مما يقلل حاجة الشركات إلى توليد طاقة إضافية. كما أن الانتقال إلى مصادر الطاقة المتجددة مثل الألواح الشمسية أو توربينات الرياح يقلل أيضًا من الاعتماد على الوقود الأحفوري. الحكومات أيضًا ليست بمعزل عن هذا التحرك، إذ تقدم العديد من الدول إعفاءات ضريبية للشركات التي ترقّي معداتها لتكون أكثر صداقة للبيئة. نحن نشهد حاليًا دفعًا قويًا نحو الاستدامة في جميع أنحاء قطاع التصنيع. ترغب الشركات في تقليل بصمتها الكربونية، لكنها أيضًا ترى فوائد مالية حقيقية من خفض فواتير الطاقة. ذكرت بعض المصانع أنها توفر آلاف الدولارات شهريًا فقط من خلال اتخاذ خيارات أكثر ذكاءً فيما يتعلق باستهلاك الطاقة.
تُشهد صناعة الكيماويات تغييرات كبيرة بفضل الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي من حيث اتخاذ القرارات وتحسين العمليات. يمكن للمصنّعين الآن تحليل كميات هائلة من البيانات المستمدة من خطوط الإنتاج، وتحديد مواضع الخلل في الأداء، وإيجاد سبل لتحسين العمليات المعقدة. فعلى سبيل المثال، بدأت شركة تشيفرون باستخدام خوارزميات التعلم الآلي منذ عام 2018 لضبط عمليات تكرير النفط. والنتيجة؟ ارتفعت الكفاءة التشغيلية بنسبة 15 تقريبًا وفقًا للتقارير الداخلية. وفي شركة باسفيك (BASF)، يجري المهندسون تجارب باستخدام أدوات تحليلية متقدمة في الآونة الأخيرة. وتساعدهم هذه الأدوات على ضبط تركيبات المواد الكيميائية بدقة، وفي الوقت نفسه تقليص مدة تصنيع المنتجات. لكن الأهم من ذلك هو ما قد يحدث في المستقبل. وعلى الرغم من أن الأنظمة الحالية توفر بالفعل المال والموارد، إلا أن هناك مجالًا واسعًا للتحسين. ويُقدّر العديد من الخبراء أن الذكاء الاصطناعي قد يُصبح قادرًا في النهاية على التنبؤ بالأعطال الميكانيكية قبل حدوثها، أو حتى اقتراح مناهج جديدة تمامًا لحل المشكلات القديمة، وهو ما سيُحدث تحولًا جذريًا على صعيد الربحية والآثار البيئية على المدى الطويل.
يُحدث إدخال إنترنت الأشياء (IoT) في تصنيع الكيماويات تغييرًا في الطريقة التي تتبعها الشركات في الصيانة قبل حدوث المشاكل. وبفضل هذه المستشعرات الذكية المتوفرة في كل مكان الآن، يمكن للمصانع أن تعرف متى قد تتعطل الآلات لأنها تستطيع مراقبة حالة المعدات في الوقت الفعلي. فعلى سبيل المثال، قامت شركة داو كيماكلز (Dow Chemical) بتطبيق أنظمة صيانة تعتمد على إنترنت الأشياء في العام الماضي، وحققت خفضًا في تكاليف الصيانة بنسبة تصل إلى 20%، بالإضافة إلى تقليل كبير في حالات التعطل غير المتوقعة التي كانت تُفسد جداول الإنتاج. تكمن القوة الحقيقية في البيانات الكبيرة التي تُجمع عبر هذه الأجهزة المتصلة. لم تعد الشركات تعتمد على التخمين بشأن موعد تعطل شيء ما، بل تتلقى تحذيرات فعلية قبل أسابيع من حدوث المشكلة. وهذا يعني أن جدولة عمليات الإصلاح أصبحت أكثر منطقية، مما يسمح بمواصلة الإنتاج بسلاسة دون تلك الانقطاعات المكلفة التي يكرهها الجميع.
يتميز البولي بروبيلين حقًا بين البوليمرات بفضل مرونته العالية وخصائصه الممتازة التي جعلته ضروريًا في العديد من القطاعات الصناعية. يُفضّل هذا المادة المصنّعون لعدة أسباب منها مقاومتها للchemicals، خفة وزنها، وطول عمرها الافتراضي. تتناسب هذه الخصائص مع استخدامات متعددة تبدأ من حلول التعبئة البسيطة وصولًا إلى مكونات السيارات المعقدة. زاد اهتمام العالم الصناعي بالبولي بروبيلين مؤخرًا بفضل معقولية تكلفته وقدرته على التكيّف. يمكن لهذا البلاستيك التعامل مع العديد من الاستخدامات المختلفة، مما يجعل الشركات تكتشف باستمرار طرقًا جديدة لاستخدامه. يواصل الاهتمام العالمي بالبولي بروبيلين في الازدياد مع تحسن طرق الإنتاج وتوسع عمليات المزيد من الصناعات. من السيارات إلى أقمشة الملابس، تبحث الشركات عن مواد تؤدي أداءً جيدًا مع الحفاظ على السيطرة على المصروفات، والبولي بروبيلين يناسب هذا الغرض بشكل مناسب.
لقد شهدنا مؤخرًا بعض التطورات المثيرة للاهتمام حول مادة البولي بروبيلين بفضل خصائصها الفريدة. خذ على سبيل المثال قطاع صناعة السيارات، حيث تساهم التقنيات الجديدة في صناعة البلاستيك في تحسين أداء السيارات في الوقت الذي توفر فيه التكاليف في المصنع. عندما تستبدل الشركات المصنعة للسيارات القطع المعدنية بقطع مصنوعة من البولي بروبيلين، تصبح السيارات أخف وزنًا، مما يعني أنها تستهلك كمية أقل من الوقود على الطرق. وقطاع التعبئة والتغليف هو مجال آخر تتميز فيه هذه المادة. حيث تجد الشركات طرقًا لإنشاء حلول تغليف صديقة للبيئة مع الحفاظ على الأداء الجيد تحت اختبارات الضغط. هذه التطبيقات وغيرها تُظهر مدى قدرة مادة البولي بروبيلين على تغيير قواعد اللعبة من حيث إنتاج الأشياء بشكل أسرع وأقل تكلفة دون إحداث عبء مالي كبير.
يلعب كل من الإيثلين جلايكول والفورمالديهايد أدواراً مهمة في العديد من العمليات الكيميائية، خاصةً في تصنيع مانع التجمد بأنواعه المختلفة من الراتنجات. يعمل الجلايكول بشكل ممتاز في مانع التجمد لأنه يساعد المحركات على العمل بشكل صحيح حتى عندما تتراوح درجات الحرارة بين البارد جداً والساخن جداً. أما بالنسبة للفورمالديهايد، فإن الشركات المصنعة تعتمد عليه في صنع الراتنجات التي تُستخدم لاحقاً في أشياء كثيرة مثل الغراء وتشطيبات الدهانات والعديد من المنتجات البلاستيكية التي نراها يومياً. ولكن هناك مشكلة. تأتي هذه المواد الكيميائية مع مخاطر صحية جسيمة ومشاكل بيئية، لذلك تفرض الحكومات قواعد صارمة حول كيفية استخدامها. لكن شركات القطاع لا تقف مكتوفة الأيدي. إنها تبحث عن خيارات أفضل وتستثمر في معدات جديدة تقلل الانبعاثات الضارة مع إنجاز المهمة على أكمل وجه.
بالنظر إلى طريقة نمو الأسواق، فإن الجليكول الإيثليني يواصل اكتساب زخم في تطبيقات السيارات والعديد من العمليات الكيميائية. في الوقت نفسه، يظل الفورمالديهايد لاعبًا رئيسيًا في إنتاج الراتنجات رغم كل الحديث عن البدائل. يتوقع المحللون الصناعيون توسعًا أكبر في حجم السوق لهذه المواد مع زيادة الاقتصادات الناشئة لقدراتها التصنيعية. التكنولوجيا الجديدة تجعل هذه المواد الكيميائية أكثر أمانًا في التعامل معها وتحسين خصائص أدائها العامة. أما بالنسبة للمصنعين، فإن هناك ضغوطًا حقيقية لتطوير منتجات تتوافق مع اللوائح المتزايدة صرامة، وفي نفس الوقت تحقق متطلبات معايير البيئة في مختلف مناطق العالم.
ما الذي يجعل خاصية خلات البولي فينيل (PVA) مميزة للغاية؟ حسنًا، يلتصق بشكل جيد للغاية ويظل مرنًا حتى بعد الجفاف، ولذلك يختاره الكثير من الناس لاستخدامه في المواد اللاصقة والدهانات وأنواع مختلفة من الطلاءات. كما يشكل هذا المركب أفلامًا صلبة ويعمل بشكل جيد على نطاق واسع من درجات الحرارة، لذا نراه منتشرًا في كل مكان يتعلق ببناء الأشياء وعندما يحتاج الفنانون إلى مواد موثوقة. ومع ازدهار قطاع البناء وسعي عمال النجارة دائمًا إلى خيارات أفضل، فإن استخدام PVA في تصاعد مستمر. وفي الواقع، تشير التقارير الصناعية إلى ارتفاع معدلات الاستهلاك عامًا بعد عام. وعندما تنظر الشركات إلى أرففها المعبأة بالمنتجات القائمة على PVA، تدرك أن هذه المواد تعمل بشكل أفضل بالفعل في معظم التطبيقات مقارنة بالبدائل المتاحة في السوق حاليًا.
تُظهر أحدث التطورات في منتجات صمغ الاستر الدهني (PVA) ما تقوم به الشركات لتصبح أكثر صداقة للبيئة في الوقت الحالي. تساهم الصيغ الجديدة في تقليل المركبات العضوية المتطايرة الضارة (VOCs) والمواد المشتقة من البترول التي كانت شائعة الاستخدام في الماضي. على سبيل المثال، تساهم صمغ الاستر الدهني (PVA) القائمة على الماء في حماية البيئة لأنها تقلل من التلوث وتحافظ على توفر المواد المهمة لفترات أطول. تتناسب هذا النوع من التحسينات مع ما يجري في القطاع بشكل عام، حيث تهتم الشركات أكثر بالحفاظ على البيئة دون التأثير على الجودة أو زيادة الميزانيات. وقد توصل العديد من المصنعين إلى طرق تمكنهم من الوفاء بمعايير الاستدامة ومعايير العملاء في آنٍ واحد.
لقد غيرت تقنية التوأم الرقمي طريقة ضمان السلامة في تصنيع المواد الكيميائية. بشكل أساسي، تقوم هذه التقنية بإنشاء نسخ افتراضية من المعدات والعمليات الواقعية بحيث يمكن للمشغلين مراقبة ما يحدث بشكل مباشر والتنبؤ بالمشاكل مسبقًا. عندما تدمج الشركات هذه النماذج الرقمية في عملياتها، تصبح أكثر كفاءة في اكتشاف المخاطر مبكرًا، وإجراء المحاكاة لعدة سيناريوهات مختلفة، وتحقيق إنجاز أسرع للعمليات. خذ شركة سيمنز على سبيل المثال - لقد استخدمت هذه التقنية لمراقبة التفاعلات الكيميائية المعقدة والالتزام بجميع معايير السلامة المرتبطة بمعالجة المواد الخطرة. وقد أظهرت النتائج في العالم الواقعي تقليلًا في الحوادث، وانخفاض عدد الانتهاكات المتعلقة بالسلامة، وتوفير المال على المدى الطويل. إن القدرة على اكتشاف المشاكل قبل حدوثها تعني بيئات عمل أكثر أمانًا وانخفاض الوقت الضائع في الإنتاج عند حدوث مشاكل غير متوقعة.
إن الالتزام باللوائح العالمية في تصنيع الكيماويات ليس مجرد ممارسة جيدة، بل هو ضرورة قصوى لضمان سلامة العمال وحماية البيئة من الأضرار غير الضرورية. خذ على سبيل المثال REACH وOSHA، فهذه ليست مجرد عقبات بيروقراطية، بل إرشادات فعلية تضع مستويات أدنى لمعايير السلامة في جميع أنحاء القطاع. تتبع معظم الشركات التزامها بهذه المعايير من خلال إجراء تدقيقات منتظمة وتقارير مفصلة. عندما تتجاهل الشركات هذه الفحوصات، فإنها تنتهي بها الأمور إلى دفع غرامات باهظة، وغالبًا ما تعاني أيضًا من أضرار سمعة كبيرة. فقط انظر إلى ما حدث السنة الماضية عندما فرضت OSHA ملايين الدولارات من الغرامات على شركات تجاهلت القواعد الأساسية لسلامة الكيماويات. لقد أصبحت هذه القواعد نفسها أكثر صرامة بمرور الوقت، خاصة فيما يتعلق بقضايا الاستدامة في العمليات الكيميائية. نحن نشهد الآن تطبيقًا أكثر تشددًا من أي وقت مضى، بالإضافة إلى استمرار الجهات التنظيمية في توسيع مفهوم السلوك المتماشي مع المعايير. لم يعد من الاختياري أن تبقى الشركات المصنعة على اطلاع دائم بهذه التغييرات إذا أرادت الاستمرار في العمل دون تحمل تكاليف باهظة. نظرًا للمستقبل، ستواصل هذه اللوائح المتزايدة الضغط على الطريقة التي نتبنى بها معايير السلامة في هذا المجال، مما يجبر الشركات على أن تكون مبدعة مع الالتزام بمسؤوليتها تجاه البشر والكوكب على حد سواء.
EN