ادخار الموارد.. تقانات النفط والغاز من أجل أسواق الطاقة المستقبلية

يعرف هذا الكتاب بخواص التكنولوجيات المستخدمة في قطاعات التنقيب والإنتاج والنقل في مجال الطاقة، ويوفر تقديرات لأسعار النفط، ما يؤدي إلى إثراء المناقشة حول كيفية تأمين مواد طاقة مناسبة للمستقبل، ويناقش الكتاب توجهات التقانة الحالية والمستقبلية في صناعتي النفط والغاز، ويؤكد أن الاكتشافات المثيرة للاهتمام ستكون متزامنة مع إمكانية تحقيق التوقعات حول تأمين الطاقة الكافية للاقتصاد العالمي المتوسع، والحد من أثر النفط الأحفوري في المناخ العالمي في الوقت نفسه، ويلقي الضوء على كيفية تمكن الحكومات من المساعدة في خلق الظروف المناسبة لتحقيق الآمال المرجوة من التقانة. ويهدف الكتاب إلى استعراض حاجات المستقبل للتحسينات التقانية لمواجهة التحديات التي تتعرض لها صناعة الهيدروكربونات في القرن الـ 21، ومناقشة التطبيقات السياسية الراسخة، وقياس الأثر الذي يمكن أن يتركه التقدم التقاني في توفير مواد الهيدروكربون. إن العالم سيستمر لعقود قادمة يعتمد على التزود الضخم بالغاز والنفط طبقا لطلب العروض من وجهة منظمة الطاقة العالمية، وستزيد مساهمة هذين النوعين من الوقود في مزيج وقود الطاقة العالمية في حال عدم تغير سياسات الطاقة العالمية، وسيزيد الطلب على النفط والغاز نتيجة لذلك بما يقارب 70 في المائة في خلال العقود الثلاثة المقبلة، حتى لو اتخذت الحكومات خطوات أكثر صرامة لتوجيه الاهتمامات البيئية وسلامة الطاقة، وفي الوقت نفسه فإن التزويد بموارد الإنتاج في مجال الطاقة سينحدر بنسبة 50 في المائة، وهذا الانحدار يحتاج إلى التعويض بإمدادات جديدة. في الوضع القائم حاليا فإن موارد الهيدروكربون وفيرة بما فيه الكفاية لدعم النمو المرجح في نظام الطاقة العالمية، ولكن مع تزايد الطلب الحالي للمشاريع فإن الحفاظ على التوازن سيرغم صناعة الهيدروكربون على أن تأخذ مجموعة من الأعمال المتنوعة والتحديات التقانية، وهذا يعود إلى وجود طلب على التقانات في المستقبل لتطوير ما تبقى من موارد النفط والغاز وإحضارها إلى الأسواق أكثر مما كان عليه الوضع في الماضي، وسيكون العامل الرئيس للنجاح في توفير الأمن العالمي من أجل تزويد جميع الدول كامنا في تأكيد الشروط الصحيحة من أجل تنمية وتسريع التطور التقاني في قطاع إنتاج النفط والغاز. الطلب على النفط والغاز تشير الدراسات والتقديرات إلى أن النفط والغاز سيبقيان مهيمنين في إمداد الطاقة عالميا طوال هذا القرن، وسيستمر ازدياد الطلب على النفط بنسبة 1.6 في المائة لكل عام، ويتوقع أن يستمر النفط بتزويد أكثر من 90 في المائة من متطلبات الطاقة، وستزداد الحاجة إلى الغاز الطبيعي بمعدل 2.3 في المائة لكل عام، ويتوقع أنه سيبدأ الإنتاج بالتراجع، ولكن ثمة خلاف على تحديد بدء التراجع، وفي حدود المعطيات المتاحة اليوم فإن الحد الأقصى لبدء التراجع هو عام 2050 أو قبل ذلك، ويرد بعض المتفائلين أنه حتى إذا كان الأمر كذلك فإن الهيدروكربونات غير التقليدية متوافرة بكثرة، وأن التقانة ستجعل من الممكن استخراجها بتكلفة مقبولة. ويمثل نقل النفط والغاز تحديا كبيرا، وبخاصة الغاز لأنه أكثر صعوبة، ويتم ذلك عبر شبكة من الأنابيب الممتدة بين مناطق الاستخراج والاستهلاك، والنقل البحري، وتدير عمليات صناعة النفط والغاز مجموعة من الشركات الكبرى الدولية، مثل إيكسون موبيل، وشل، وبريتش بتروليوم، وتوتال، وهي شركات عملاقة تملك قدرة على الوصول إلى رأس المال، والمجازفة في الاستثمارات، وهناك شركات أصغر حجما مختصة بمشاريع صغيرة تركز على مناطق جغرافية محددة أو على أنواع من الاحتياطيات النفطية، وهناك شركات وطنية مالكة وتدير عادة حقول النفط في أراضيها، مثل أرامكو السعودية، PDVSA الفنزويلية، PEMEX المكسيكية، ويميل مالكو الموارد الكبرى إلى إدارة طويلة الأمد للموارد، وتنتج هذه الشركات 70 في المائة من الاستهلاك العالمي للنفط والغاز، وتهيمن على أكثر من 90 في المائة من الاحتياطي العالمي المؤكد، وهناك جهود لبعض هذه الشركات للاستثمار خارج بلادها، وتتميز باستعدادها لتبني مشاريع أكثر خطورة أو أقل جاذبية اقتصادية. إن الطلب المتزايد على النفط والغاز يؤدي إلى عمليات نقل واسعة تصحبها اختناقات في ممرات النقل البحري ومخاوف أمنية وبيئية، وفي ناقلات الغاز الطبيعي المسيل انخفضت تكلفة رأس المال لمصانع تسييل الغاز الطبيعي من 500 دولار عام 1990 إلى 250 دولارا في عام 2004، ومن الممكن أن تتراجع التكلفة مع تطور التقنية. دور التقانة كان إنتاج النفط يشبه عمليات استخراج المعادن التقليدية، ولكن التقانة المتقدمة باستمرار دفعت الصناعة النفطية باتجاه تقانات تشبه اكتشاف الفضاء الخارجي حاليا، وكان التنقيب أمرا عشوائيا توجهه الطبوغرافيا السطحية، ولكنه تحول إلى عمليات حاسوبية مكثفة، ويجري إعداد خرائط للمناطق الواعدة من خلال الأقمار الصناعية والمسح الجوي، وتعد صور دقيقة للرسوبيات حتى عمق خمسة آلاف متر تحت السطح من خلال المسوح الزلزالية، وكان الحفر يجري بالمجرفة ورفش دلو معلق بنهاية حبل، ولكنه يجري اليوم بحفارات دوارة متطورة، ويقوم رأس حفارة مطلي بقليل من مسحوق الألماس بحفر حفرة قطرها 20 سنتيمترا خلال الصخور على عمق آلاف الأمتار تحت منصة الحفر، ومن الممكن التحكم بالمسار وتمكينها من الانحراف من حفر عمودي إلى حفر أفقي حتى عشرة كيلومترات، وأن تدور وتلف أو أن تحفر إلى الأعلى، وتحريك هذه النشاطات تحت السطح بعيدا عن الموقع الفيزيائي للمشغل من خلال أجهزة تحكم عن بعد لا تختلف كثيرا عن الأجهزة المستخدمة في بعثة المريخ. وفي رأي معدي الدراسة فإن هذا التقدم التقني أنشأ وطور عمليات تزويد اقتصاديات العالم بالوقود لأكثر من 100 سنة، وكان المتخصصون باستمرار يتوقعون نهاية عصر النفط، ولكن أمكن دائما إثبات خطئهم من خلال التقدم التقاني. ولدت مسألة "ذروة النفط" أي الزمن الذي يبدأ فيه إنتاج النفط العالمي بالتراجع اهتماما كبيرا، فالنفط في باطن الأرض محدد، وسيأتي الوقت الذي يصبح فيه معظم النفط مكتشفا، وسيجعل هذا الأمر اكتشاف احتياطيات إضافية أمرا صعبا، أي أن معدل نجاح اكتشافات جديدة سيقل. موارد النفط غير التقليدي تتوقع دورية استشراف مستقبل الطاقة العالمية نموا مهما في إنتاج النفط الثقيل والبيتومين والرمال النفطية والطفل النفطي، وتشكل هذه المواد موردا مهما للنفط، وفي كندا انخفضت تكلفة الإنتاج والعمليات، ما جعل جزءا من موارد الرمال النفطية الكندية مجدية اقتصاديا. ويمكن استخراج بعض الرمال النفطية من السطح، واستخراج القطران أو البيتومين من الصخر باستخدام الحرارة، والماء و/أو المذيبات لمعالجة هذا الخام المستخلص، وبدأت في عام 2004 عمليات واسعة لاستخراج 600 ألف برميل من النفط الخام من الرمال في كندا، ويمكن أن تنمو مستويات الإنتاج إلى مليون ومليوني برميل في المستقبل القريب. إن عددا من تقانات الإنتاج البديلة ما زالت في طور الدراسة أو التطوير المبكر، وتعرض الدراسة نماذج وأفكارا عدة في هذا المجال، فيمكن للإحراق في الموقع الأصلي أن يوفر طاقة لتسخين النفط وتسهيل تدفقه، وهذه التقانة موجودة منذ سنوات، ولكن الصعوبة في ضبط العمليات كانت عقبة حالت دون استعمالها الواسع، ويجري دراسة خيارات جديدة تشمل التطور الحالي في وضع الآبار الأفقية، مثل حقن الهواء، وتشمل التقانات الميكروبية حقن الميكروبات في احتياطي النفط حيث تبذل إمكانياتها لتفكيك جزيئات الهيدروكربونات الثقيلة إلى جزئيات أخف، وجرب استخدام الهيدروكربونات الخفيفة لتحل محل أو أن تعمل إلى جانب البخار لتخفيض لزوجة النفط. موارد الغاز غير التقليدية وهيدرات الميثان يستخدم مصطلح الغاز غير التقليدي للإشارة إلى أنواع احتياطيات الغاز التي طورت أخيرا في الولايات المتحدة، وتتكون في الأصل من نوعين: "ميثان طبقة الفحم" و"الغاز المحجوز"، ويمثل هذا النوعان موارد كبيرة تبلغ على الأقل 250 تريليون متر مكعب (1.5 تريليون مكافئ برميل نفطي)، وتوفر هذه الموارد حاليا في الولايات المتحدة 25 في المائة من إنتاج الغاز. كان ميثان الفحم يجري إطلاقه في الجو دون فائدة، بل يحتمل أن يكون غازا دفيئا يساهم في الاحتباس الحراري أكثر من غاز CO2 بـ 21 مرة، وقد بدأ أخيرا استخدامه في توليد الطاقة، ما يوفر مصادر جديدة للطاقة ويقلل من الاحتباس الحراري. ويشير الغاز المحجوز إلى الغاز الذي وجد في الصخور ذات النفاذية المنخفضة، وتعد هذه الاحتياطيات غير تقليدية لأن الغاز لا يتدفق بمعدلات اقتصادية من دون استخدام تقانات خاصة، ومنها "التشقق الهيدروليكي" إحداث تشققات صناعية طويلة في الصخر عن طريق حقن الآبار بضغط عال حتى تتشقق الصخور، والطريقة الأخرى تشمل حفر آبار أفقية طويلة تتقاطع مع الشقوق الطبيعية. خلاصات أو وضع القطار على السكة تخلص الدراسة إلى مجموعة من الأفكار والمعطيات يمكن تلخيصها بأن نفط الشرق الأوسط ما زال في حاجة إلى مزيد من التنقيب وما زال هو الأقل تكلفة، وستمنح المياه العميقة 100 مليار برميل بتكلفة 20 إلى 35 دولارا للبرميل، ويمكن لمناطق القطب الشمالي توفير 200 مليار بتكلفة 20 إلى 60 دولارا للبرميل، وستكون مساهمة الاحتياطيات العميقة ضئيلة جدا، ومكلفة نسبيا، ويمكن لتقانة الاستخراج المكثف للنفط توفير 300 مليار برميل أكثر مما تحتويه تقديرات هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية الخاصة بنمو احتياط، غير أن بعضها سيبقى مكلفا، وثمة إمكانية لتوفير ألف مليار برميل من النفط مستمدة من المصادر غير التقليدية والنفط الثقيل، بحدود تكلفة 20 إلى 40 دولارا للبرميل، وبدأ الطفل النفطي يصبح اقتصاديا، أي بحدود 25 دولارا للبرميل. وهي أرقام تؤشر إلى وفرة وإمكانية التزويد بالطاقة بسعر مناسب في المدى المنظور، وتستطيع السياسات العامة وجهود البحث والتطوير أن تحسن الأداء وتقلل التكلفة وتزيد الإنتاج، وتوفر السلامة والحماية من التلوث البيئي، ويمكن بناء شراكة بين الصناعة النفطية والحكومات والمنظمات الاجتماعية لأجل تحسين الإنتاج وحماية المصالح وتطوير تقانات الإنتاج والبيئة والسلامة. وفي مجال البيئة والسلامة تؤكد الدراسة أنه يجب على صناعة النفط أن تكون قادرة على إثبات من دون لبس أنه من الممكن التنقيب عن الهيدروكربونات واستخراجها بأدنى حد من التأثير، ويجب القيام بمراقبة دائمة لانبعاثات الهواء والتصريف في الماء، والمواد الصلبة وغيرها من النفايات وتلوث الأرض والمياه الجوفية، والتأثير البيئي، والتأثير الفيزيائي والمرئي للمنشآت والمرافق، واستعمال الأرض، واستعمال المواد الخام، والموارد الطبيعة، وكذلك الضوضاء وانبعاث الروائح. التحديات الكبيرة للمستقبل توضح الدراسة أنه يوجد نحو عشرة تريليونات برميل من النفط والغاز التقليدي، ويوجد القدر نفسه تقريبا من النفط والغاز غير التقليديين، ويمكن من الناحية التقنية استخراج خمسة إلى عشرة تريليونات برميل، ولكن من الناحية الاقتصادية فإن هذه الكمية غير قابلة للاستخراج بالضرورة، فذلك يعتمد على معدل الاستخراج وعلى التطور التقاني والأسعار المعلنة على المدى البعيد. وقد أنتج في الـ 100 عام الماضية نحو 1.5 تريليون برميل نفط، ويوجد على نحو مؤكد نحو 2.2 تريليون برميل ستكون كافية لتأمين احتياجات السنوات الـ 25 المقبلة، ولكن الحاجة الملحة من أجل الحصول على موارد تقليدية وغير تقليدية سيفرض متطلبات اعتبارية على القطاع البشري وعلى القدرات الفكرية والمالية، وستستمر موارد النفط والغاز التقليدي بالسيطرة على إمداد العالم بالنفط والغاز خلال الفترة حتى 2030، ومع ذلك فإن مخرجات منحنيات انحدار الإيراد المتراجع والحاجة إلى التنمية الاقتصادية لحياة الحقل من خلال تخفيض وتحسين طرائق الاستخراج تعد تحديات جسيمة في هذا المجال. وإذا كانت الإمدادات المستقبلية للنفط والغاز التقليديين ستتسع فإنه من الضروري التوصل إلى وسيلة للوصول إلى الموارد في المناطق التي تحتاج إلى تقانة بشكل أكثر، مثل المياه العميقة، والعميقة جدا، والاحتياطيات المدفونة في الأعماق والأكثر تعقيدا، ومناطق القطب الشمالي التي تعتبرها الحكومات مرغوبا فيها، والأحواض القليلة المتبقية والنائية غير المستكشفة، والبقايا المأمولة مع تراكمات أقل في المناطق المعروفة. إن التقانات الجديدة مطلوبة كي تعطينا حلولا أكثر فاعلية بأقل تكلفة، وفي هذه الأثناء يعد الاستغلال المكثف لموارد معروفة للنفط والغاز غير التقليديين بإنتاج إمدادات كبيرة، وقد أكسبهما الانحدار الملحوظ في تكلفة الاستخراج والإنتاج في هذه الموارد في العقدين الماضيين موقعا كبيرا في السوق، وسيتطلب تعزيز حصص خليط الوقود النسبي من موارد النفط والغاز غير التقليديين في عالم الطاقة المستقبلي استثمارات كبيرة في قدرات الإنتاج والتوزيع، وفي تطوير واستخدام تقانات أكثر فاعلية، ويمكن أن تؤدي سياسات الحكومة المشجعة لاستثمار كهذا دورا مهما. وسيتطلب توسع الإمداد العالمي للموارد التقليدية وغير التقليدية تحسينات في التقنيات الأساسية وفي القاعدة العملية المتعلقة بها، وذلك من أجل تعزيز مهارات الصناعة التقنية لمواجهة المتطلبات المعروضة، وتخفيضات أكبر في تكلفة الاستخراج، ومعالجة ناجحة للتحديات الاقتصادية الأكثر إلحاحا ومخاطر استثمارات أعلى سلسلة الإنتاج. ويلقي مؤلفو الكتاب نظرة تفصيلية لتحديد نوع التقدم التقاني المطلوب من أجل تعزيز إمدادات النفط والغاز المستقبلية، وقد فحص هذا السؤال في مجال التقانة الجوهرية، وتقدم الدراسة المعبرة عن وكالة الطاقة الدولية مجالات الدور الذي ستقوم به كل من الصناعة والبحث العلمي والبيئة الأكاديمية والحكومات من أجل تعزيز التقدم التقني للصناعة. وأهم هذه المجالات التقانية: قابلية محسنة لوصف تغيرات الاحتياطي النفطي، وتصور حركات السوائل، وخاصة في الاحتياطيات الكربونية الأخرى، وآبار قليلة التكلفة، ومجموعة من المعلومات ذات أساس تقاني، وأنظمة حقول إلكترونية ذكية تسمح بإدارة شاملة للاحتياطيات، ونهج انسيابي وقياسي ذي نظام تجميعي متسلسل يمكن تطبيقه في كل عمليات حقول النفط والغاز، والتشديد المتجدد على تقانات محسنة لاستخراج النفط مقدمة بشكل أفضل تشتمل على استخدام غاز CO2 للجمع بين استخراج النفط وتقليل تغيرات المناخ، وتحسين تقانات المياه العميقة لضمان قابلية التطبيق على عمق يصل إلى أربعة آلاف متر، وتقانات من أجل عمليات آمنة وسليمة بيئيا في مناطق القطب الشمالي، وتقانات من أجل إنتاج اقتصادي للموارد غير التقليدية وبشكل خاص: النفط الثقيل، البيومين، والطفل النفطي والغاز التقليدي، وتقانات لتخفيف آثار عمليات النفط والغاز على البيئة، وتقانات وتحركات لتسهيل اختناقات عمليات الشحن البحري، وتقانات تعزز الاحتياطيات الأمنية للمنشآت. وتخلص الدراسة إلى أن المشكلة الأساسية ليست محدودية الموارد الجيولوجية، إذ إن القضايا الجوهرية اليوم تتمحور حول التقانات والأسعار والسياسات التي ستجعل موارد العالم الضخمة قابلة للاستخراج من الناحية الاقتصادية وتحويلها إلى اقتصاد مؤكد، ويحتاج ذلك إلى تحريك استثمارات واسعة النطاق مقدرة بنحو خمسة تريليونات دولار خلال العقود الثلاثة المقبلة، ويبدو بوضوح أن الصناعة تملك الطرائق والمقدرات والحوافز من أجل تقديم البحث والتطوير المطلوبين، وستكون القياسات التي تشجع هذه الجهود مفيدة، ويمكن للسياسة الشعبية أن تؤدي دورا أساسيا بطرق عديدة وبصورة ملحوظة بالتركيز على تأمين إطار موات للاستثمار في موارد جديدة ووجود مناخ سياسي يؤمن نشاطا تعاونيا مستمرا بين مطوري التقانة، ودعم العلوم الأساسية في مجال الأنظمة البكتيرية الجوفية الخاصة بعلم الأحياء والبيئة، إذ إنه بإمكان هذا الأمر أن يحدث فرقا في استخدام التقانات الحيوية في مجال تحسين الاستخراج أو في مجال تحويل الهيدروكربونات الثقيلة، والدعم الحذر لجهود الصناعة في تقليل آثارها في البيئة، وذلك من أجل مباشرة الاستفادة من موارد المناطق الجديدة.