امیرحسین پاکدست؛ پژوهشگر اندیشکده نفت و انرژی
در صنعت پتروشیمی، شکلگیری ساختارهای تولیدی همواره تابعی از نوع خوراک، مقیاس تولید، منطق زنجیره ارزش و سطح یکپارچگی میان واحدها بوده است. در این میان نحو ارتباط میان صنایع زنجیره ارزش و ساختار تولید مدلهای متنوعی دارد، یکی از این مدلها مدل Verbund است که به عنوان پیشرفتهترین شکل معماری صنعتی، جایگاهی ویژه دارد. Verbund درواقع نه یک شیوه طراحی ساده که در حقیقت یک «پارادایم صنعتی» است.
واژه Verbund ریشه آلمانی دارد و از فعل “verbinden” بهمعنای «پیوند دادن»، «متصل کردن» و «در هم آمیختن» گرفته شده است. معنای عمومی این کلمه در زبان آلمانی، اشاره به هر نوع اتصال ساختاری دارد؛ از اتصال اجزای یک سامانه الکتریکی گرفته تا همپیوندی اجتماعی یا حتی اتصال مفهومی در علوم انسانی. اما در ادبیات صنعتی، Verbund معنایی بسیار دقیقتر، تخصصیتر و مبتنی بر یک فلسفه مهندسی دارد. در این حوزه، Verbund در واقع «یکپارچگی شبکهای» میان فرآیندها، انرژی، مواد و زیرساختها است که از سطح اتصال ساده فراتر رفته و یک ساختار هوشمند و پویا را شکل میدهد. بنابراین، Verbund در معنای صنعتی خود تنها کنار هم قرار گرفتن واحدها نیست، بلکه نوعی همافزایی تمامعیار است که در آن خروجی هر فرآیند میتواند ورودی فرآیندهای دیگر شود، و انرژی اتلافی یک مسیر میتواند منبع انرژی مسیر دیگر باشد.
برای درک بهتر ماهیت Verbund، باید به جایگاه آن در میان انواع سایتهای پتروشیمی اشاره کرد. بهطور کلی، مجتمعهای پتروشیمی در چند سطح طراحی میشوند: سایتهای پایه که نزدیک خوراک مستقر بوده و محصولات اولیه نظیر الفینها و آروماتیکها را تولید میکنند؛ سایتهای پاییندستی که مشتقات و پلیمرها را میسازند؛ مجتمعهای یکپارچه که این دو سطح را در کنار هم قرار میدهند؛ و ابرمجتمعها که به لحاظ ظرفیت و گستره تولید عظیماند اما لزوماً از یکپارچگی عمیق برخوردار نیستند. Verbund، فراتر از همه اینها، یک ساختار «یکپارچگی چندلایه» است. در این ساختار، سه نوع همپیوندی بهصورت همزمان رخ میدهد: همپیوندی فرآیندی، همپیوندی انرژی و همپیوندی زیرساختی.
در همپیوندی فرآیندی، ماده به شکل یک چرخه شبکهای جریان مییابد. محصولات جانبی کراکر بخار به مواد اولیه واحدهای پاییندستی تبدیل میشوند، ضایعات یک واحد خوراک واحد دیگر است، و مسیرهای موازی تولید اجازه میدهد که مجتمع در مقابل شوکهای بازار، کمبود خوراک و تغییر تقاضا انعطافپذیر باشد. در همپیوندی انرژی، شبکه تبادل حرارتی و سیستمهای CHP بهگونهای طراحی میشوند که هیچ انرژی اضافهای تلف نشود؛ حرارت مازاد یک فرآیند برای تولید بخار، و بخار کمفشار برای تهویه یا حرارتدهی در بخشهای دیگر استفاده میشود. در یکپارچگی زیرساختی نیز شبکههای آب خنککن، نیتروژن، هوای فشرده، تصفیهخانه فاضلاب، سیستمهای ذخیرهسازی، خطوط پایپراک و حتی لجستیک بندری و ریلی به صورت مشترک عمل میکنند. این سه محور در کنار هم، Verbund را تبدیل به ساختاری میکند که هم کاهش انرژی را تضمین میکند، هم مصرف مواد اولیه را کاهش میدهد، و هم کاهش CAPEX و OPEX را بهطور همزمان ممکن میسازد.
پراکندگی جغرافیایی سایتهای Verbund در جهان نشاندهنده این است که چنین ساختاری صرفاً محصول شرایط آلمان یا اروپا نیست بلکه یک الگوی جهانی است. BASF که بنیانگذار این مفهوم است، شش سایت Verbund در جهان دارد: لودویگسهافن (آلمان)، آنتورپ (بلژیک)، گرینگن (آمریکا)، فریپورت تگزاس، نانجینگ (چین) و چنگدو/زوهای در چین. لودویگسهافن بزرگترین سایت Verbund جهان است که بیش از دویست واحد تولیدی را از طریق شبکهای از صدها کیلومتر خطوط مواد و انرژی به هم متصل میکند. در آنتورپ نیز ساختار Verbund در مقیاس اروپایی ادامه یافته و بسیاری از جریانهای مواد میان سایتها بهصورت بینمرزی تبادل میشود.
در آسیا، چین اکنون بیشترین رشد در ایجاد ساختارهای شبیه Verbund را دارد. مجتمعهایی نظیر پروژههای یکپارچه Sinopec, CNPC, و همکاریهای مشترک بین آرکو و سابیک با چین، به گونهای طراحی شدهاند که ساختار شبکهای Verbund را تقلید کند، هرچند هنوز به لحاظ عمق اتصال، به سطح BASF نرسیدهاند. در عربستان سعودی نیز مدلهای نزدیک به Verbund در حال توسعه است. پروژه یکپارچه Aramco–SABIC و نیز توسعه مجتمعهای Jubail و Yanbu نشان میدهد که خاورمیانه در حال حرکت به سمت ساختاری شبیه Verbund است، اما تمرکز اصلی آنها بیشتر بر ظرفیت تولید و تنوع خوراک است تا شبکه عمیق ماده و انرژی. در آمریکای شمالی نیز مجتمعهای بزرگ تگزاس و لوییزیانا بهدلیل فراوانی خوراک و تزریق سرمایه عظیم، برخی ویژگیهای Verbund را دارند ولی ساختار آنها بیشتر بر اساس یکپارچگی عمودی است تا یکپارچگی شبکهای.
بنابراین، Verbund نه تنها یک مدل طراحی، بلکه یک معماری مفهومی است که معنای عمومی آن بر شبکهسازی و پیوند است، و معنای تخصصی آن بر ایجاد یک اکوسیستم صنعتی خودتقویتگر مبتنی بر همافزایی فرآیند، انرژی و زیرساخت. این مدل، صنعت پتروشیمی را از ساختارهای خطی و سنتی به سمت یک ساختار چرخهای و هوشمند سوق میدهد. در نهایت، Verbund تجسم یک صنعت پایدار، منعطف، کمهزینه و پیشرفته است که آینده مجتمعهای پتروشیمی در جهان را شکل خواهد داد.
