فناوری‌های آینده و صنعت نفت و گاز

فناوری‌های آینده و صنعت نفت و گاز

دکتر مهدی توکلی
دکترای مدیریت استراتژیک

– فنآوری‌های آینده شامل موضوعاتی مانند جنبه های زیست فناوری، رباتیک، هوش مصنوعی، خودرانی، شبکه های ۵G و ۶G واقعیت افزوده، اینترنت اشیا، ابرداده‌ها، پردازش داده‌های بزرگ (Big Data )، امنیت سایبری و بانک‌های اطلاعاتی غیرمتمرکز است. در آینده، انتظار می‌رود که ترکیبی از این فنآوری‌ها برای ایجاد یک مجموعه عظیم پایدار و قابل اطمینان، محصولات جدید و خدمات نوین را به دنیا عرضه کند. برای مثال، شبکه ۵G و ۶G به دسترسی سریع و قابلیت انتقال داده‌های بزرگ و پیچیده کمک می‌کند، هوش مصنوعی و یادگیری عمیق، قابلیت‌های پیچیده‌تر در تشخیص الگو و پردازش داده‌های بزرگ را به ما می‌دهد و در رباتیک و بهینه‌سازی عملیات نفت و گاز بسیار کارآمد است.همچنین، اینترنت اشیا میتواند به ارتباط بین دستگاه‌های مختلف با انسان کمک کند و واقعیت افزوده می‌تواند به نمایش دادن اطلاعات بر بستر واقعیت در دسترس کمک کند. به طور کلی، آینده به شدت متمرکز بر فنآوری‌هایی خواهد بود که بتوانند به جوامع کمک کنند تا به صورت موثرتر و بیشتری از داده‌ها و اطلاعات فراوان استفاده کنند و پیشرفت بیشتری را در تحلیل هوشمند داده‌ها و ابتکارات و تغییرات به دست آورند. در زیر به صورت مبسوط به مصادیق این فنآوری‌ها اشاره می شود:
۱- هوش مصنوعی: با پیشرفت هوش مصنوعی، قابلیت های سیستم‌های هوشمند بهبود می‌یابد و امکانات جدیدی در حوزه‌های مختلفی مانند پزشکی، صنعت، رباتیک، و خودروهای هوشمند و صنعت فراهم می شود.
۲- اینترنت اشیاء: با رشد اینترنت اشیاء، امکان ارتباط بین دستگاه‌ها و انجام عملیات مختلف از راه دور فراهم می‌شود. این فناوری در حوزه‌هایی مانند خانه‎‌های هوشمند، شهرهای هوشمند، و صنعت کاربرد دارد.
۳- واقعیت‌افزوده (AR) و واقعیت مجازی (VR): با پیشرفت واقعیت افزوده و مجازی، امکانات جدیدی در حوزه‌هایی مانند بازی‌های ویدئویی، آموزش، پزشکی و ساخت و ساز و صنایع مختلف فراهم می‌شود.
۴- فناوری بلاکچین: با استفاده از فناوری بلاکچین، امنیت و حریم خصوصی اطلاعات افزایش می‌یابد و امکان انجام تراکنش‌های مالی و غیرمالی از طریق اینترنت فراهم می‌شود. بانک‌های اطلاعاتی غیرمتمرکز بر لایه بلاک چین انقلابی را در حوزه اعتماد به اطلاعات در همه حوزه‌ها ایجاد خواهد نمود.
۵- رایانش کوانتومی: با پیشرفت رایانش کوانتومی، سرعت پردازش داده‌ها به شدت افزایش می‌یابد و امکان انجام عملیات‌هایی مانند شبیه‌سازی مولکولی، کشف دارو، و پیش بینی آب و هوا فراهم می‌شود.
۶- فناوری هوشمند: با پیشرفت فناوری هوشمند، امکانات جدیدی در حوزه‌هایی مانند خانه هوشمند، شهر هوشمند، اتصال دائمی به اینترنت‌ پرسرعت فراهم می‌شود.
۷- رباتیک: با پیشرفت رباتیک، امکان ساخت ربات‌های جدید و پیشرفته با امکانات بیشتر در حوزه‌هایی مانند خدمات بهداشتی،خودروهای
هوشمند، و صنایع مختلف فراهم می‌شود. فناوری‌های نوین به فناوری‌های بسیار پیشرفته و در مرز دانش بشری اشاره دارد، این فناوری‌ها عموما از پایه دانش روز جهان استفاده می‌کنند و در روند تحول صنعتی و فرهنگی تاثیر گذار هستند. این فناوری‌ها شامل مواردی نظیر هوش مصنوعی، اینترنت اشیا، بلاک چین، واقعیت مجازی و افزوده شده، چاپ سه بعدی، رباتیک، گرین تکنولوژی، طراحی وب سایت، نرم افزارهای پیشرفته و تکنولوژی دیجیتال و… است. هر کدام از این فناوری‌ها ظرفیت‌های بیشماری را برای صنایع و کاربران فراهم می‌آورند و به وجود آوردن ارزش‌های جدیدی را ممکن می‌نمایند. تکنولوژی چاپ سه بعدی، جایگزین جدیدی برای تولید قطعات و ابزارهای صنعتی شده است. با پیشرفت این فناوری‌ها، نوآوری‌های بیشماری در جوامع و توسعه اقتصادی ایجاد می شود که می تواند فرصت‌های بسیاری را برای بحران‌های اجتماعی و حل چالش‌ها به وجود آورد.
 فنآوری های آینده و کاربرد آن در صنعت نفت و گاز
فنآوری‌های آینده در صنعت نفت و گاز شامل مواردی مانند سنسورهای جدید پیشرفته برای پایش و کنترل فعالیت‌های تولید و حفاری، ماشین‌های خودران، رباتیک، اینترنت اشیا، هوش مصنوعی و پردازش داده‌های بزرگ Big Data( ( و امنیت سایبری هستند. از جمله فنآوریهایی که در حال حاضر در صنعت نفت و گاز مورد استفاده قرار می گیرند، می‌توان به استفاده از سنسورهای هوشمند، شبکه های ارتباطی پیشرفته، پردازش داده‌ها و داده کاوی، فن آوری‌های مبتنی بر ابرداده ها، و توسعه سیستم‌های امنیت سایبری اشاره کرد.کاربرد رباتیک و ماشین‌های خودران در صنعت نفت و گاز، بهبود بهره وری و کاهش خطر در فعالیت‌های حفاری و تولید را به دنبال دارد. همچنین، هوش مصنوعی و پردازش داده های بزرگ در تحلیل داده های جمع آوری شده، پیش بینی کاهش مشکلات و هزینه ها را به دنبال خواهد داشت.
کاربرد فنآوری‌های آینده درصنعت نفت و گاز می توانند شامل روشهایی برای بهبود بخشیدن به منابع نفت و گاز و کنترل بهینه آن باشد و هزینه‌های تولید انتقال و ذخیره سازی را کاهش دهند. بعضی از این فنآوری‌ها عبارتند از:
۱ – سیستم های مانیتورینگ و سنسورهای هوشمند: سنسورهای هوشمند که در سیستمهای صنعتی نفت و گاز مورد استفاده قرار می‌گیرند، می توانند دقیقا تعیین کنند که کدام قطعات دارای خرابی هستند و به پایش وضعیت فرآیند و ماشین آلات و تجهیزات کمک نماید.
۲- رباتیک: ربات‌ها می توانند در فعالیت‌هایی مانند حفاری، ساخت تجهیزات، خط لوله، پایش برخط وضعیت کمک کنند و بهبود بهره وری را
به دنبال داشته باشند.
۳- ابر: استفاده از ابر و ابزارهای مرتبط با آن می‌تواند دقت و پایداری را در تحلیل داده‌های انبوه ، افزایش داده و کاهش خطر خطا را به همراه
داشته باشد.
۴- اشیاء هوشمند و اینترنت اشیا: اشیاء هوشمند و اینترنت اشیا می تواند به کنترل و پایش فرایندهای تولید کمک کنند و امنیت و کارایی دستگاه ها را بهبود بخشند.
۵- هوش مصنوعی و یادگیری عمیق: هوش مصنوعی و یادگیری عمیق می تواند در تحلیل داده‌ها به کار رود و ارئه پیش بینی‌ها را در مورد رفتار مخازن و تجهیزات نفت و گاز فرآیندهای عملیات تولید را فراهم کند.
۶- امنیت سایبری: برای بالابردن امنیت در صنعت نفت و گاز، باید استفاده از فنآوری‌های مبتنی بر هوش مصنوعی و همچنین توسعه  سیستم‌های امنیتی غیر قابل نفوذ به کار رود.
۷- سامانه‌های تشخیص پیشرفته: سامانه‌های تشخیص پیشرفته، امکان شناسایی زود هنگام خطرات و مسائل ایمنی را فراهم می‌کنند، که باعث کاهش خطرات و بهبود ایمنی در صنعت نفت و گاز می شود.
۸- بلاک چین: بلاک چین، در واقع سیستم امنیت و کنترل تراکنش‌ها از طریق یک ردیابی فعالیت‌های تجاری است. کاربرد اصلی بلاک چین، در
صنعت نفت و گاز، در بخش های مرتبط با تجارت، جداسازی سهام و انتقال وجوهات است.
 اثرات کاربردی فناوریهای آینده بر صنعت نفت وگاز
فنآوریهای آینده می تواند بر صنعت نفت و گاز تاثیرات بسیاری داشته باشد. به ویژه با ورود فنآوریهای هوشمند و اینترنت اشیا، این صنعت می‌تواند به سرعت به یک صنعت هوشمند و اتوماسیون شده تبدیل شود. در زیر به برخی از تاثیرات مهم فنآوری‌های آینده بر صنعت نفت و گاز اشاره می کنیم:
۱- افزایش بهره وری و کاهش هزینه ها: استفاده از فنآوریهای هوشمند، اینترنت اشیا، هوش مصنوعی و رباتیک، می تواند منجر به کاهش هزینه‌های بهره‌وری، نگهداری و تعمیرات شود. همچنین، تحلیل داده‌های بزرگ می تواند به شرکت‌ها کمک کند تا هزینه‌های مرتبط با تعمیرات و نگهداری به طور بهینه‌تر مدیریت شود.به علاوه پیش‌بینی رفتار مخازن و عملیات، ریسک های بهره برداری را کاهش می دهد. استفاده از سیستم‌های هوشمند و هوش مصنوعی نیز می تواند به شرکت ها کمک کند تا بهره وری در صنایع جدید افزایش یابد. با تشخیص پیشرفته و به موقع و سیستم‌های مانیتورینگ برخط عملکرد تجهیزات بهبود پیدا می‌کند.
۲- بهبود ایمنی: فنآوریهای هوشمند و رباتیک می توانند با تشخیص زودهنگام خطرات بالقوه به شرکت ها کمک کند تا بهبود ایمنی در زمینه کارکرد تجهیزات، حفاظت از کارکنان و کاهش خطرات داشته باشند.
۳- حمایت از محیط زیست: با استفاده از تجزیه و تحلیل داده‌های بزرگ و فنآوری‌های هوشمند، صنعت نفت و گاز می تواند بیشتر به حمایت از محیط زیست تمرکز کند و کاهش آلودگی تضمین گردد. گسترش انرژی‌های تجدیدپذیر مانند باد، نور خورشید به کاهش تبعات استفاده از سوخت‌های فسیلی خواهد انجامید.
۴- توسعه شبکه‌های انرژی هوشمند: فنآوری‌های هوشمند می توانند به شرکت‌های صنعت نفت و گاز کمک کنند تا با شبکه های انرژی هوشمند ارتباط برقرار نمایند، این امر میتواند به بهره‌وری بیشتر، کاهش هزینه‌ها و دستاوردهای مهم اقتصاد انرژی حصول یابد.
۵- هوشمندی صنعت: استفاده از فناوری‌های هوشمند مانند سنسورها، اینترنت اشیا و تجزیه و تحلیل داده‌ها در هماهنگ سازی فرآیندهای
صنعتی، مدیریت هوشمند، بهبود عملکرد و افزایش بهره وری صنعت‌نفت و گاز را به دنبال دارد.
۶- تولید انرژی پاک: بسیاری از شرکت های نفت و گاز در حال توسعه فناوری‌های بارور سازی، تعقیب و گریز، خورشیدی، هیبریدی، و بادی هستند.
این فنآوری‌ها بهبود عملکرد محیط زیستی صنعت نفت و گاز را به ارمغان می‌آورند. توسعه فنآوری‌های آینده به شدت پویا و دینامیک است و تحت تاثیر عوامل متعددی مانند پیشرفت در علوم و تکنولوژی، نیازهای بازار، سرمایه‌گذاری در تحقیق و توسعه، تغییرات قوانین و مقررات، و تغییرات در نیازهای محیطی و اجتماعی می‌باشد.

روند توسعه فن‌آوری‌های آینده به شکلی پیوسته و مستمر است و هر روز شاهد معرفی فنآوری‌های جدید و پیشرفته‌تر هستیم. برای توسعه فنآوری‌های آینده، بسیاری از شرکت های فنآوری به همراه تیم های از محققین و متخصصین مختلف، به تحقیقات و تلاش های فراوانی می‌پردازند.
در زیر چند روند در توسعه فنآوری‌های آینده ذکر شده است:
۱- افزایش سرعت توسعه: روش‌های تحقیق و توسعه پیشرفته تر شده است و این امکان را فراهم کرده است که فنآوری‌ها به سرعت بیشتری توسعه پیدا کنند و به بازار منتقل شوند.
۲- همکاری بیشتر: به دلیل پیچیدگی فنآوریهای آینده، شرکت های مختلف برای توسعه این فنآوریها با یکدیگر همکاری می کنند و از تخصص‌های گوناگون دیگر استفاده می کنند.
۳- نوآوری باز: رویکرد نوآوری باز به شدت در حال گسترش است، که از آن جمله می توان به اینترنت اشیاء، شبکه اجتماعی و کارآفرینی جمعی اشاره کرد.
۴- ارزش آفرینی هوشمند: فنآوریهایی مانند هوشمندسازی، هوش مصنوعی و تجزیه و تحلیل داده ها به صورت عمده بهبود عملکرد و کاهش هزینه ها را برای صنایع مختلف فراهم می کنند.
۵- توسعه منابع انرژی: فن آوری های مرتبط با تولید، ذخیره و استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر و پاک مانند خورشید، باد و هیدروژن به شدت پویا است و تاثیر بسیاری بر بالا بردن بهره وری و کاهش اثرات مخرب برای محیط زیست دارد.
۶- فنآوری‌های امنیتی: فنآوریهایی مانند تصویربرداری پیشرفته، سامانه های ردیابی و دسترسی امن به داده ها برای صنایعی مانند نفت و گاز و حمل و نقل بسیار اهمیت دارند.
۷- توسعه فنآوری در مرزها: محققان به دنبال توسعه فنآوریهای با قابلیت کاربرد در مرزهای چند رشته ای مانند بیوتکنولوژی، رباتیک، نانوتکنولوژی و شبکه اطلاعاتی هستند.
۸- استفاده موثر و بهینه از داده‌ها: جمع آوری، کنترل و تجزیه و تحلیل داده های آموزشی حاصل از شبکه های حسگری، مدیریت ارتباط با مشتریان و بهره‌برداری از ارزش داده ها در کارخانه های مرتبط با نفت و گاز می تواند به بهبود تصمیم گیری و بهترین استفاده از منابع موجود کمک کند.
۹- روش های تولید نفت و گاز جدید: فناوری های جدید مانند شیمی سبز، تجزیه مواد آلی، بازیافت CO2 ، الکترولیز آب به هیدروژن و استفاده از نمک های دریایی می توانند به تولید نفت و گاز و ذخیره آنها کمک کنند، در عین حال می توانند آلایندگی و اثرات جانبی صنعت نفت و گاز را کاهش دهند. در کل فنآوریهای آینده بسیار توانمند و توسعه پذیر هستند و می توانند به بهبود بهره وری، حفظ محیط زیست و کاهش خطرات مربوط به صنعت نفت و گاز کمک کنند.
 چالش‌های فناوری‌های آینده بر صنعت نفت و گاز
به موازات مزایا، ظهور فناوری‌های جدید باعث رخ دادن چالش‌هایی در حوزه نفت و گاز به شرح ذیل خواهد شد:
۱-کاهش قیمت نفت و گاز: چالش قیمت واقعی نفت و گاز، مانند هر صنعت دیگر، برای شرکت های فعال در این صنعت غیرقابل اجتناب است. با توجه به روند کاهش قیمت های نفت و گاز، شرکت های صنعت نفت و گاز پیش بینی می کنند که کاهش دارایی های آنان و افزایش سطح بدهی را به دنبال دارد.
۲-تأثیر از تحریم های بین المللی: از آنجا که بسیاری از محصولات نفتی و گازی از کشورهای خاصی تولید می‌شوند، تحریم‌های علیه یک کشور می تواند بر سایر کشورهایی که وابستگی به محصولات آن کشور را دارند، تأثیر بگذارد. این تحریم‌ها می توانند یک افزایش اقتصادی ناگهانی برای کشورهای دیگر به همراه داشته باشند.
۳- تولید و استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر: نفت و گاز در حال تمایل به تعقیب توسعه‌های جدید در حوزه تولید و استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر هستند. این امر می تواند به کاهش تقاضا برای نفت و گاز منجر شود و بر توان اطمینان از این که این صنعت در آینده همچنان به اندازه کافی پایداری خواهد داشت، تأثیر بگذارد. با توسعه فناوری‌های جدید و راحتی در دیدن افزایش برای انرژی‌های تجدیدپذیر، صنعت نفت و گاز می‌تواند از بین برود و به سمت صنایع جدید و پاک‌تر حرکت کند.
۴- تغییرات آب و هوایی: چالش‌های مربوط به تغییرات آب و هوایی، می تواند بر صنعت نفت و گاز وابسته به نفت تأثیر خوب نداشته باشد.
گرمایش جهانی، توسعه صنایع جدید و تغییرات دیگر در آلودگی هوا، می توانند در کاهش تقاضا برای نفت و گاز تأثیر بگذارید.
فناوری‌های آینده می توانند صنعت نفت را در چند حوزه دچار تغییراتی کنند:
تجهیزات و فرآیندهای بهبود یافته: با استفاده از فناوری‌های پیشرفته، می توان بهبودهای قابل توجهی در تجهیزات و فرآیندهای استخراج، پالایش و انتقال نفت و گاز داشت که منجر به بهبود عملکرد و کارایی صنعت نفت خواهد شد.
افزایش دقت و صحت اطلاعات و کاهش هزینه: با استفاده از فناوری‌های هوشمند، می‌توان بهبود قابل توجهی در جمع‌آوری و تجزیه و تحلیل داده‌های نفت داشت که منجر به کاهش هزینه ها و بهبود بهره‌وری خواهد شد.
حفظ محیط زیست: با استفاده از فناوری‌های جدید، می توان بهبود قابل توجهی در مسائل محیط زیست داشت، از جمله کاهش آلاینده‌ها و انتشار گازهای گلخانه‌ای که به عنوان مشکلات عمده صنعت نفت شناخته شده‌اند. به طور کلی فناوری‌های آینده می توانند بهبود قابل‌ توجهی در صنعت نفت داشته باشند، از جمله مدل‌های نوین بهره‌برداری از اکتشاف تا مصرف، بهبودکارایی و عملکرد، کاهش هزینه‌ها و پایداری محیط زیست.