با ادامه اختلال در عرضه سوختهای فسیلی از خاورمیانه پس از حملات آمریکا و اسرائیل به ایران، یک دوراهی آشکار شده است. اقتصادهای جهان به شدت به نفت و گاز طبیعی وابسته هستند. با این حال، در بلندمدت، برای جلوگیری از بدترین اثرات گرمایش جهانی، باید به سمت اشکال کمکربن انرژی، مانند انرژی خورشیدی و بادی، حرکت کنند. سوال این است که در طول این گذار چه اتفاقی میافتد؟ حداقل برای دهه آینده، گاز طبیعی برای تامین تقاضاهای رو به رشد انرژی، پر کردن شکافها در زمان متناوب بودن منابع تجدیدپذیر و تامین انرژی هوش مصنوعی حیاتی خواهد بود.
این گاز از کجا تامین خواهد شد؟ با بلوغ و کاهش بهرهوری منابع قدیمی سوخت فسیلی خشکی و فراساحلی، مرز جدیدی در حال گشایش است — اعماق دریا. با پیشرفتهای تکنولوژیکی، اکتشاف نفت و گاز در صدها متر زیر بستر دریا در آبهایی با عمق هزاران متر، که زمانی دشوار بود، اکنون امکانپذیر شده است. جستجوها حتی به منطقه پرتگاه (abyssal zone) نیز گسترش یافته است: لایه تاریک و نزدیک به انجماد اقیانوس، در عمق ۴۰۰۰ تا ۶۰۰۰ متری زیر سطح.
سرمایهگذاریها در توسعه نفت و گاز فراساحلی عمیق به سرعت در حال رشد است — در سال ۲۰۲۶ از ۲۰۰ میلیارد دلار آمریکا فراتر رفته که دو برابر میانگین دهه گذشته است. انتظار میرود بین سالهای ۲۰۲۶ تا ۲۰۳۵ حدود ۲.۵ تریلیون دلار برای حفاری در اعماق دریا هزینه شود.
اما اعماق دریا نیز شکننده است: از نظر علمی دورافتاده و کممشاهده شده، از نظر اکولوژیکی کند در بازیابی، عملیات در آن پرخطر و از نظر قانونی دشوار برای مدیریت. هرچه صنعت نفت و گاز از ساحل و زیر امواج دورتر شود، اجرای بازرسی، مسئولیتپذیری و الزامات بازسازی دشوارتر میشود.
سوال اصلی این نیست که آیا اعماق دریا باید برای استخراج باز باشد یا خیر — این منابع برای امنیت انرژی حیاتی هستند (به بخش «روندهای انرژی» مراجعه کنید). اما این به تنهایی نمیتواند از دست رفتن تنوع زیستی را به عنوان یک هزینه عملیاتی قابل قبول توجیه کند.
در اینجا، من توضیح میدهم که چگونه میتوان به تعادل دست یافت. پروژهها باید به صورت موردی توجیه شوند، و تنها زمانی که اپراتورها بتوانند نشان دهند که آسیب زیستمحیطی قابل اجتناب است، انتشار گازها به طور مستقل قابل تأیید است، شکستها قابل مهار هستند و مسئولیتپذیری فراتر از دوره تولید ادامه خواهد داشت.
پیشرفتها در حفاری اقیانوسی نقشه انرژی جهانی را بازنویسی میکنند. در دهه گذشته، آبهایی که به عنوان عمیق (حدود ۴۰۰ متر) طبقهبندی میشوند، بیش از ۷۰ درصد از ذخایر «اثبات شده و احتمالی» کشف شده توسط هفت شرکت بزرگ بینالمللی نفت سهامی عام و تحت مالکیت سرمایهگذاران را به خود اختصاص دادهاند. اکتشافات در مخازن آبهای عمیق، به طور متوسط، ۱۶ برابر بزرگتر از مخازن خشکی هستند.
با این حال، کار در اعماق دریا چالشبرانگیز است. علاوه بر دشواری دسترسی، آب نزدیک بستر دریا میتواند بسیار سرد (چند درجه بالاتر از انجماد) و تحت فشار بالا (صدها برابر فشار اتمسفر) باشد. تنها حدود ۱۵ تا ۲۰ شرکت نفتی دارای تخصص فنی و ظرفیت مالی برای فعالیت در چنین شرایطی هستند.
پرداختهای اولیه مجوز و کمپینهای حفاری میتواند به صدها میلیون یا حتی میلیاردها دلار برسد. با این حال، با استفاده از جدیدترین سیستمهای «زیردریایی» (subsea)، تاسیسات تولید شناور و عملیات دیجیتال، پروژههای آبهای عمیق میتوانند مقرون به صرفه باشند. نفت از این سایتها در حال حاضر به طور متوسط حدود ۴۳ دلار در هر بشکه است که قابل مقایسه یا ارزانتر از بسیاری از پروژههای شکست هیدرولیکی (fracking) شیل در ایالات متحده است.
استخراج آبهای عمیق در مثلث طلایی خلیج مکزیک ایالات متحده و در حوضههای سواحل برزیل و غرب آفریقا متمرکز است. در برزیل، اکتشافات فراوان قیمت نفت را به ۳۰ تا ۴۰ دلار در هر بشکه کاهش داده است. خلیج مکزیک ایالات متحده در سال ۲۰۲۵ سال برجستهای داشت، زمانی که واحدهای تولید شناور، مانند «وال» (Whale) که توسط شرکت نفت و گاز شل (Shell) اداره میشود، و «شناندوآ» (Shenandoah) متعلق به بیکن آفشور (Beacon Offshore)، تقریباً ۳۵۰,۰۰۰ بشکه معادل نفت در روز به تولید اضافه کردند — بزرگترین افزایش در یک دهه. مناطق نوظهور، مانند بلوک استابروک (Stabroek Block) در گویان و حوضه اورنج (Orange Basin) در نامیبیا، نیز سرمایهگذاریهای میلیارد دلاری بیسابقهای را جذب میکنند.
داراییهای اعماق دریا به طور فزایندهای برای امنیت انرژی ملی، به ویژه برای کشورهایی که میزبان ذخایر هستند و اقتصادهایی که به واردات سوخت فسیلی وابسته هستند، حیاتی میشوند. این شامل چین نیز میشود که ۷۰ درصد نفت و ۴۱ درصد گاز خود را وارد میکند.
از سال ۲۰۲۲، شرکت ملی نفت فراساحلی چین (CNOOC) پروژههای حفاری را در سراسر دریای چین جنوبی و دریای بوهای (Bohai Sea) آغاز کرده است. یکی از پروژههای شاخص (Deep Sea No. 1) در سال ۲۰۲۵ به میزان کافی گاز طبیعی (۴.۵ میلیارد متر مکعب) تامین کرد که یک چهارم تقاضا در منطقه خلیج بزرگ گوانگدونگ-هنگ کنگ-ماکائو را پوشش دهد. برنامه پنج ساله پانزدهم چین، که در ماه مارس اعلام شد، اقتصاد دریایی را به عنوان یک قطب حیاتی رشد اقتصادی قرار میدهد. این بخش قبلاً از ۱۱ تریلیون یوان (۱.۶ تریلیون دلار آمریکا) فراتر رفته و ۸ درصد از تولید ناخالص داخلی را تشکیل میدهد.
باز کردن منابع اعماق دریا نیازمند جهشهای مهندسی است. به عنوان مثال، مخازن متان که ۳۰۰ تا ۵۰۰ متر زیر بستر دریا قرار دارند — معروف به گاز فوقکمعمق (ultra-shallow gas) — به طور سنتی خطری برای حفاری در اعماق اقیانوس بودهاند و بیش از ۲۰ درصد از فورانهای فراساحلی (blowouts) را تشکیل میدهند که منجر به رهاسازی کنترلنشده نفت یا گاز میشود1. اما این گاز فوقکمعمق قابل بازیابی است. در شرایط سرد و فشار بالا، متان که از طریق رسوبات به بالا میآید میتواند متبلور شده و یک کلاهک معدنی تشکیل دهد. با استفاده از تصویربرداری لرزهای، سنجش از دور و مدلسازی دیجیتال، مهندسان میتوانند این کلاهک را شناسایی و حفظ کنند و در عین حال با دقت از آن حفاری کنند.
نمایش این تکنیک در میدان لینگشوی ۳۶-۱ (Lingshui 36-1) در حوضه کیونگدونگنان (Qiongdongnan Basin) در دریای چین جنوبی — اولین میدان گاز فوقکمعمق (زیر ۱۵۰۰ متر) در آبهای فوقعمیق در جهان — الگویی برای ارزیابی مجدد منابع انرژی است که زمانی نادیده گرفته میشدند.
صنعت همچنین مدل توسعه «دریای کامل» (whole sea) را پذیرفته است: یک معماری یکپارچه فراساحلی که اکتشاف، چاههای زیردریایی، خطوط لوله، تاسیسات تولید شناور و عملیات دیجیتال را به هم متصل میکند.
برای اکتشاف، تکنیکهای پیشرفته لرزهای، تصویربرداری و تفسیر با کمک هوش مصنوعی به زمینشناسان کمک میکند تا مخازن، گسلها و خطرات حفاری را به سرعت نقشهبرداری کنند2. برای تولید، حسگرها در گمانهها فشار، دما، جریان، لرزش، کرنش و ترکیب سیال را ردیابی میکنند و به اپراتورها اجازه میدهند تا کنترلهای حفاری و تولید را در زمان واقعی تنظیم کنند3.
دوقلوهای دیجیتال (Digital twins) — مدلهای کامپیوتری زنده از کل سیستم — شبیهسازیهای مبتنی بر فیزیک را با دادههای حسگر و بازرسی ترکیب میکنند تا خوردگی، خستگی، نشت و بارهای غیرعادی را قبل از ایجاد خرابی تشخیص دهند. وسایل نقلیه با کنترل از راه دور (ROVs) و وسایل نقلیه زیرآبی خودکار (AUVs) میتوانند سازههای زیردریایی، خطوط جریان و لنگرگاههایی را که کشتیهای سرنشیندار به راحتی نمیتوانند به آنها دسترسی پیدا کنند، بازرسی کنند.
در سطح، عملیات فراساحلی باید با طوفانها، خطوط تامین طولانی، تغییر خدمه، تخلیه تانکر و موارد اضطراری مقابله کند. سیستمهای نظارتی با هدایت هوش مصنوعی و بازرسیهای با کمک پهپاد میتوانند به حفظ تولید در شرایط سخت کمک کنند.
کشتیهای شناور تولید، ذخیرهسازی و تخلیه (FPSO) به طور گسترده در میادین آبهای عمیق استفاده میشوند. این کشتیها که بالای چاهها لنگر انداختهاند، سیالات را از طریق لولههای رایزر (riser pipes) دریافت میکنند؛ نفت، گاز و آب را در کشتی جدا میکنند؛ نفت خام را در مخازن بدنه ذخیره میکنند؛ و آن را به تانکرها تخلیه میکنند. گاز صادر میشود، دوباره به چاهها تزریق میشود یا برای تامین انرژی عملیات استفاده میشود. به عنوان مثال، در دریای چین جنوبی، کشتی هایکوی شماره ۱ (Haikui No. 1) میتواند حدود ۵۶۰۰ تن نفت در روز را فرآوری کند، ۶۰,۰۰۰ تن نفت را ذخیره کند و تا ۱۵ سال بدون پهلوگیری در فراساحل فعالیت کند.
استفاده از اجزای استاندارد و طراحیهای سازهای هزینهها را کاهش میدهد. و ساخت و ساز مدولار (modular construction) بخش بیشتری از ساخت و آزمایش را به خشکی منتقل میکند، به طوری که ماژولهای از پیش ساخته شده آماده برای بلند کردن، اتصال و راهاندازی در پنجرههای آب و هوایی کوتاهتر به فراساحل میرسند. همچنین به این معنی است که پایههای سرچاهی اکنون میتوانند در پنج روز به جای ده روز نصب شوند.
گام بعدی این است که چنین ابزارهایی به استانداردهای صنعتی تبدیل شوند. دوقلوهای دیجیتال معتبر، بازرسیهای رباتیک مقیم، حسگرهای زیردریایی بادوام و گزارشدهی بلادرنگ متان و یکپارچگی باید برای همه شرکتهای نفت و گاز معمول باشد.
فراتر از تامین انرژی، سرمایهگذاریهای تریلیون دلاری در نفت و گاز آبهای عمیق، بسترهای صنعتی آینده را ایجاد میکنند.
مواد طراحی شده برای مقابله با فشار، خوردگی، خستگی و دماهای پایین — از جمله فومهای طراحی شده، آلیاژهای مقاوم در برابر خوردگی، مواد انعطافپذیر و سیستمهای عایق — برای هوافضا و انرژی زمینگرمایی سازگار میشوند.
فناوریهای حسگر — از جمله طیفسنجهای متان مبتنی بر لیزر، سیستمهای صوتی مقاوم در برابر فشار و آشکارسازهای حرارتی دقیق — میتوانند از بازرسیهای خودکار نشت هیدروژن و خطرات در معادن زغال سنگ، به عنوان مثال، پشتیبانی کنند.
خطوط لوله، اتصالات برق و ارتباطات، تاسیسات مدولار و پایگاههای فراساحلی میتوانند برای انتقال و ذخیرهسازی دیاکسید کربن، از رده خارج کردن هستهای، لجستیک قطبی و زیرساختهای شهری مورد استفاده مجدد قرار گیرند.
اما همه چیز به آرامی پیش نمیرود. اعماق دریا همچنین صحنه نبردی زیستمحیطی و قانونی در حال انجام است بر سر چگونگی آشتی دادن امنیت انرژی، پاسخگویی اقلیمی، حفاظت از تنوع زیستی و کنترل منابع بستر دریا.
تأثیر سوختهای فسیلی بر تغییرات آب و هوایی یکی از ابعاد است. متان، جزء اصلی گاز طبیعی، یک گاز گلخانهای قوی است. مشاهدات ماهوارهای (مانند MethaneSAT و Sentinel-5 Precursor) نشان میدهد که تخلیه و سوزاندن گاز از چاههای فراساحلی کمتر گزارش میشود، به طوری که انتشار واقعی، به طور متوسط، ۵۰ درصد بیشتر از موجودیهای رسمی است.
برای پاسخگویی، پیوند نظارت ماهوارهای با تأیید مستقل حیاتی است. هنگامی که ماهوارهها ناهنجاریها را نشان میدهند، پهپادهای هوایی، ROVها و AUVها میتوانند پیگیری محلی را ارائه دهند و سکوها و خطوط لوله را برای یافتن زودهنگام نشتها بازرسی کنند. ستونهای متان، سوزاندن و نشت باید با افشای شرکت و موجودیهای ملی بررسی شوند. پروژههایی که نمیتوانند انتشار کم و قابل تأیید را اثبات کنند، باید با جریمههایی مانند استانداردهای وارداتی سختگیرانهتر، قوانین سختگیرانهتر متان، هزینههای بیمه بالاتر و تأخیر در تامین مالی مواجه شوند.
خطر نشت فاجعهبار نفت یک مشکل جدی دیگر است. فاجعه دیپواتر هورایزن (Deepwater Horizon) در سال ۲۰۱۰ یک هشدار است: یک چاه آب عمیق شکست خورده بیش از ۳ میلیون بشکه نفت را در طول ۸۷ روز آزاد کرد و بیش از ۱۶۰۰ کیلومتر خط ساحلی را قبل از مهار شدن آلوده کرد. علاوه بر برنامههای واکنش، حفاری ایمنتر نیازمند موانعی برای فورانها است که میتوانند از راه دور و به سرعت تحت فشار بالا، جریانهای قوی و دید ضعیف مستقر شوند.
نگرانکننده است که علاقه رو به رشد به استخراج در اعماق دریا در زمانی رخ میدهد که کنترل بینالمللی بر بستر اقیانوس در حال تکهتکه شدن است. بیشتر پروژههای نفت و گاز فراساحلی توسط کشورهای ساحلی در مناطق اقتصادی انحصاری یا فلات قاره آنها تنظیم میشوند. اما در مناطق دورتر، نظارت کمی وجود دارد.