در پی حملات ایالات متحده و اسرائیل به ایران، در حالی که عرضه سوختهای فسیلی از خاورمیانه همچنان با اختلال مواجه است، 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 اشکال کمکربن انرژی، مانند انرژی خورشیدی و بادی، روی آورند. سوال این است که در طول این گذار چه اتفاقی میافتد؟ حداقل برای دهه آینده، گاز طبیعی برای تامین تقاضای فزاینده 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 سوختهای فسیلی خشکی و فراساحلی، مرز جدیدی در حال گشوده شدن است — اعماق دریا. در گذشته دسترسی به آن دشوار بود، اما پیشرفتهای فناوری اکنون اکتشاف نفت و گاز را صدها متر زیر بستر دریا در آبهایی با عمق هزاران متر امکانپذیر ساخته است. جستجوها حتی به منطقه پرتگاه (abyssal zone) نیز گسترش یافته است: لایه تاریک و نزدیک به انجماد اقیانوس، ۴۰۰۰ تا ۶۰۰۰ متر 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 حدود ۲.۵ تریلیون دلار بین سالهای ۲۰۲۶ تا ۲۰۳۵ برای حفاری در اعماق دریا هزینه شود.
اما اعماق دریا نیز شکننده است: از نظر علمی دورافتاده و کممشاهده شده، از نظر زیستمحیطی کند بهبود مییابد، عملیات در آن پرخطر است و از نظر قانونی حکمرانی آن دشوار است. هرچه صنعت نفت و گاز از ساحل و زیر امواج دورتر شود، اجرای الزامات بازرسی، مسئولیتپذیری و 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. اما این به تنهایی نمیتواند از دست رفتن تنوع زیستی را به عنوان یک هزینه عملیاتی قابل قبول توجیه کند.
در اینجا، من چگونگی دستیابی به تعادل را تشریح میکنم. 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، خرابیها قابل مهار هستند و مسئولیتپذیری پس از تولید نیز ادامه خواهد داشت.
پیشرفتها در حفاری اقیانوسی در حال ترسیم مجدد نقشه انرژی جهانی هستند. در طول دهه گذشته، آبهایی که به عنوان عمیق (حدود ۴۰۰ متر) طبقهبندی میشوند، بیش از ۷۰ درصد از ذخایر «اثباتشده و احتمالی» کشف شده توسط هفت شرکت بزرگ نفتی بینالمللی سهامی عام و سرمایهگذاریشده 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 به بستر دریا میتواند بسیار سرد (چند درجه بالاتر از نقطه انجماد) و تحت فشار بالا (صدها برابر فشار اتمسفر) باشد. تنها حدود ۱۵ تا ۲۰ شرکت نفتی از تخصص فنی و ظرفیت مالی لازم برای فعالیت در چنین شرایطی برخوردارند.
پرداختهای اولیه مجوز و کمپینهای حفاری میتواند به صدها میلیون، یا حتی میلیاردها دلار برسد. با این حال، با استفاده از جدیدترین سیستمهای «زیردریایی»، 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 با بسیاری از پروژههای شکست هیدرولیکی (fracking) شیل در ایالات متحده قابل مقایسه یا ارزانتر است.
استخراج آبهای عمیق در مثلث طلایی خلیج مکزیک ایالات متحده و در حوضههای سواحل برزیل و غرب آفریقا متمرکز است. در برزیل، اکتشافات پربار قیمت نفت را به ۳۰ تا ۴۰ دلار در هر بشکه کاهش داده است. خلیج مکزیک ایالات متحده در سال ۲۰۲۵ سالی برجسته 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 سوختهای فسیلی وابسته هستند، حیاتی شدهاند. 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 (دریای عمیق شماره ۱) در سال ۲۰۲۵ به اندازه 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. پانزدهمین برنامه پنجساله 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 قفل 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 — به طور سنتی خطری برای حفاری در اعماق اقیانوس بودهاند و بیش از ۲۰ درصد از فورانهای فراساحلی را که منجر به انتشار کنترلنشده نفت یا گاز میشوند، تشکیل میدهند. اما این گاز فوقکمعمق قابل بازیابی است. در شرایط سرد و پرفشار، متان که از طریق رسوبات به بالا میجوشد، 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 در حالی که با دقت از آن حفاری میکنند.
نمایش این تکنیک در میدان لینگشوی ۳۶-۱ (Lingshui 36-1) در حوضه کیونگدونگنان (Qiongdongnan Basin) دریای چین جنوبی — اولین میدان گاز فوقکمعمق (زیر ۱۵۰۰ متر) در آبهای فوقعمیق در جهان — طرحی برای ارزیابی مجدد منابع انرژی که زمانی نادیده گرفته شده بودند، ارائه میدهد.
این صنعت همچنین مدل توسعه «دریای کامل» را پذیرفته است: یک معماری یکپارچه فراساحلی که اکتشاف، چاههای زیردریایی، خطوط لوله، تاسیسات تولید شناور و عملیات دیجیتال را به هم پیوند میدهد.
برای اکتشاف، تکنیکهای پیشرفته لرزهای، تصویربرداری و تفسیر با کمک هوش مصنوعی به زمینشناسان کمک میکنند تا مخازن، گسلها و خطرات حفاری را به سرعت نقشهبرداری کنند. برای تولید، حسگرها در چاهها فشار، دما، جریان، ارتعاش، کرنش و ترکیب سیال را ردیابی میکنند و به اپراتورها اجازه میدهند کنترلهای حفاری و تولید را در زمان واقعی تنظیم کنند.
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 اینکه باعث خرابی شوند، شناسایی کنند. وسایل نقلیه کنترل از راه دور (ROVs) و وسایل نقلیه زیرآبی خودمختار (AUVs) میتوانند سازههای زیردریایی، خطوط جریان و لنگرگاهها 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 ذخیرهسازی و تخلیه تولید شناور (FPSO) به طور گستردهای در میادین آبهای عمیق استفاده میشوند. این کشتیها که بالای چاهها لنگر انداختهاند، سیالات را از طریق لولههای رایزر 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 طرحهای سازهای هزینهها را کاهش میدهد. و ساخت و ساز مدولار بخش بیشتری از ساخت و آزمایش را به خشکی منتقل میکند، به طوری که ماژولهای پیشساخته آماده برای بلند کردن، اتصال و راهاندازی در پنجرههای آب و هوایی کوتاهتر به فراساحل میرسند. همچنین به این معنی است که پایههای سرچاهها اکنون میتوانند در پنج روز به جای ده روز نصب شوند.
گام بعدی این است که چنین ابزارهایی را به استانداردهای صنعتی تبدیل کنیم. دوقلوهای دیجیتال تایید شده، 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 در حال ایجاد پلتفرمهای صنعتی آینده هستند.
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 — در حال تطبیق برای هوافضا و انرژی زمینگرمایی هستند.
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 حمل و نقل و ذخیرهسازی دیاکسید کربن، از رده خارج کردن هستهای، لجستیک قطبی و زیرساختهای شهری مورد استفاده مجدد قرار گیرند.
اما همه چیز به همین سادگی نیست. اعماق دریا همچنین محل یک نبرد زیستمحیطی و حقوقی مداوم بر سر چگونگی آشتی دادن امنیت انرژی، مسئولیتپذیری اقلیمی، حفاظت از تنوع زیستی و کنترل منابع بستر دریا است.
تأثیر سوختهای فسیلی بر تغییرات اقلیمی یکی از ابعاد این موضوع 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 آمارهای رسمی است.
برای مسئولیتپذیری، 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. انتشار متان، سوزاندن و نشت باید با افشای شرکتها و آمارهای ملی بررسی شود. پروژههایی که نمیتوانند انتشار کم و قابل تأیید را اثبات کنند، باید با جریمههایی مانند استانداردهای وارداتی سختتر، 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 شکستخورده 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 کم مستقر شوند.
نگرانکننده است که علاقه فزاینده به استخراج از 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.