صنایع گاز طبیعی: موتور محرک توسعه اقتصادی، امنیت انرژی و گذار به آینده کمکربن
صنعت گاز طبیعی یکی از پیچیدهترین، سرمایهبرترین و در عین حال حیاتیترین صنایع جهان به شمار میرود. این صنعت نه تنها تأمینکننده بیش از ۲۴ درصد انرژی اولیه انرژی جهان است (بر اساس گزارش آژانس بینالمللی انرژی IEA در سال ۲۰۲۴)، بلکه به عنوان ستون فقرات صنعتیسازی، تولید برق پایدار، توسعه پتروشیمی و حتی کاهش انتشار کربن در کوتاه و میانمدت عمل میکند. گاز طبیعی پاکترین سوخت فسیلی است و انتشار CO₂ آن در مقایسه با زغالسنگ و نفت خام به ترتیب حدود ۵۰ تا ۶۰ درصد و ۲۵ تا ۳۰ درصد کمتر است. در این نوشتار جامع، تمام حلقههای زنجیره ارزش گاز طبیعی – از تشکیل در اعماق زمین تا مصرف نهایی و چشمانداز آینده – با جزئیات بسیار بیشتری بررسی میشود.
فصل اول: گاز طبیعی؛ منشأ، انواع مخازن و روشهای اکتشاف و تولید
۱-۱ منشأ زمینشناختی و ترکیب شیمیایی
گاز طبیعی عمدتاً متشکل از متان (۷۰ تا ۹۸ درصد) است و مقادیر متغیری از اتان، پروپان، بوتان، پنتانپلاس، نیتروژن، هلیوم، CO₂ و H₂S را در بر میگیرد. این گاز طی میلیونها سال از تجزیه بیهوازی مواد آلی (عمدتاً پلانکتونها و گیاهان دریایی) در محیطهای کماکسیژن و تحت فشار و دمای بالا (فرآیند کاتاژنزیس و متاژنزیس) تشکیل شده است.
۱-۲ انواع مخازن گاز طبیعی
– گاز غیرهمراه (Non-Associated Gas): مخازن مستقل گاز خشک یا گاز مرطوب که فاقد نفت خام قابل توجه هستند (مثل میدان پارس جنوبی در ایران و قطر، میدان گرونینگن هلند، یا میدانهای عظیم قطر North Field).
– گاز همراه (Associated Gas): گازی که همراه نفت خام در مخزن وجود دارد و نسبت GOR (Gas-Oil Ratio) بالایی دارد. در گذشته بخش عمده این گاز سوزانده میشد، اما امروزه به دلیل مقررات سختگیرانه (مانند برنامه Zero Routine Flaring تا ۲۰۳۰ بانک جهانی) کشورها را ملزم به جمعآوری و استفاده از آن کرده است.
– گازهای غیرمتعارف:
– گاز شیل (Shale Gas): آمریکا با انقلاب شیل از واردکننده به بزرگترین تولیدکننده گاز جهان تبدیل شد (میدانهای Marcellus، Haynesville، Permian).
– گاز متان لایه زغالسنگ (CBM یا CSM).
– گاز ماسهسنگهای فشرده (Tight Gas).
– گاز هیدرات متان (Methan Hydrate): منابع عظیم در کف اقیانوسها و مناطق پرمافراست که هنوز در مرحله آزمایشی است (ژاپن و چین پیشرو هستند).
۱-۳ فناوریهای اکتشاف و تولید نوین
– لرزهنگاری سهبعدی و چهاربعدی (۴D Seismic) همراه با هوش مصنوعی برای شناسایی دقیقتر تلههای هیدروکربوری.
– حفاری افقی و شکافت هیدرولیکی (Hydraulic Fracturing) که انقلابی در تولید گاز شیل ایجاد کرد.
– روشهای EOR/IOR (بهبود و افزایش بازیافت): تزریق CO₂، تزریق نیتروژن، یا تزریق آب و پلیمر.
—
فصل دوم: پالایش و فرآوری گاز طبیعی
گاز خام (Raw Gas) معمولاً غیرقابل استفاده مستقیم است. مراحل پالایش شامل:
1. جداسازی مایعات گازی (NGL): در واحدهای Turbo-Expander یا Absorption، اتان، پروپان، بوتان و پنتانپلاس جدا میشوند. این محصولات ماده اولیه صنایع پتروشیمی (اتیلن، پروپیلن، الفینها) هستند.
2. حذف آب (Dehydration): با استفاده از گلایکول یا سیلکاژل.
3. شیرینسازی (Sweetening):
– فرآیندهای آمینی (MEA, DEA, MDEA)
– غشایی (Membrane Separation)
– فرآیندهای فیزیکی مثل Selexol یا Rectisol
4. حذف جیوه و ترکیبات آروماتیک (BTEX).
5. تنظیم نقطه شبنم هیدروکربن و آب برای جلوگیری از تشکیل هیدرات در خطوط لوله.
نتیجه نهایی: گاز خشک با کیفیت خط لوله (Pipeline Quality Dry Gas) با حداکثر ۷ پوند آب و ۰.۲۵ گرین H₂S در میلیون فوت مکعب.
—
فصل سوم: انتقال، تجارت بینالمللی و ذخیرهسازی
۳-۱ خطوط لوله
– بزرگترین شبکههای جهان: روسیه–اروپا (Yamala-Europe، ترکمنستان–چین، آمریکا (بیش از ۵۰۰ هزار کیلومتر خط لوله).
– چالشهای ژئوپلیتیکی: نورد استریم ۱ و ۲، ترکیش استریم، خط لوله شرق مدیترانه (EastMed).
۳-۲ گاز طبیعی مایعشده (LNG)
– حجم مایعشده ۱/۶۰۰ حجم گازی است.
– بزرگترین صادرکنندگان ۲۰۲۴: قطر، استرالیا، آمریکا، روسیه، الجزایر.
– بزرگترین واردکنندگان: چین، ژاپن، کره جنوبی، هند، اروپا.
– فناوریهای نوین: FLNG (شناورهای مایعسازی مثل Prelude شرکت شل)، Small-Scale LNG، bunkering LNG برای کشتیها.
۳-۳ ذخیرهسازی استراتژیک و تعادل فصلی
– مخازن تخلیهشده (مانند میدان یورتای روسیه).
– غارهای نمکی (آلمان بیش از ۲۰۰ غار نمکی فعال دارد).
– مخازن LNG روی زمین یا زیرزمینی.
– ذخیرهسازی در قالب هیدرات یا adsorbed در مواد جاذب (تحقیقاتی).
—
فصل چهارم: توزیع شهری و مصرف نهایی
– شبکههای فشار پایین پلیاتیلن (PE100) با فشار ۴ بار تا ۶۰ میلیبار.
– کنتورهای هوشمند و SCADA برای مدیریت لحظهای.
– مصرف بخشها (جهانی ۲۰۲۴):
– تولید برق: ۴۰٪
– صنعت و پتروشیمی: ۳۵٪
– خانگی و تجاری: ۲۰٪
– حملونقل (CNG/LNG): ۵٪ و در حال رشد سریع
—
فصل پنجم: اقتصاد و بازار جهانی گاز
۵-۱ مدلهای قیمتگذاری
– وابسته به نفت (JCC ژاپن، Brent-linked)
– هابمحور (Henry Hub آمریکا، TTF هلند، JKM آسیا)
– بازار نقطهای و مشتقات مالی (آتی، آپشن، سوآپ)
۵-۲ بازیگران اصلی ۲۰۲۵
صادرکنندگان: قطر (۱۴۰ میلیون تن LNG در سال پس از گسترش North Field)، آمریکا (۱۲۰ میلیون تن)، استرالیا، روسیه.
واردکنندگان جدید: هند (هدف ۱۵٪ انرژی از گاز تا ۲۰۳۰)، بنگلادش، پاکستان، ویتنام، برزیل.
۵-۳ تأثیر جنگ اوکراین و تحریمها
– اروپا از ۴۰٪ وابستگی به گاز روسیه به کمتر از ۸٪ در سال ۲۰۲۴ رسید.
– رشد بیسابقه LNG آمریکا به اروپا (از ۲۰ به بیش از ۶۵ میلیارد مترمکعب).
—
فصل ششم: چالشها، ریسکها و فرصتهای دهه آینده
چالشهای اصلی
1. انتشار متان: متان ۸۴ برابر CO₂ در ۲۰ سال اول اثر گلخانهای دارد. برنامه جهانی Methane Pledge هدف کاهش ۳۰٪ تا ۲۰۳۰ را دنبال میکند.
2. سرمایهگذاری ناکافی: آژانس بینالمللی انرژی هشدار داده که برای حفظ عرضه تا ۲۰۴۰ نیاز به ۷۰۰ میلیارد دلار سرمایهگذاری سالانه است.
3. رقابت شدید انرژیهای تجدیدپذیر + ذخیرهسازی باتری.
4. ریسکهای ژئوپلیتیکی و تحریم.
فرصتهای طلایی
1. گاز به عنوان «سوخت پل» (Bridge Fuel) تا زمانی که تجدیدپذیرها + ذخیرهسازی به بلوغ برسند.
2. هیدروژن:
– هیدروژن آبی (تولید از گاز + CCS)
– استفاده از خطوط لوله موجود برای مخلوط هیدروژن–گاز (تا ۲۰٪ بدون تغییر زیرساخت)
3. کربنگیری و ذخیرهسازی (CCS): پروژههای Northern Lights نروژ، Gorgon استرالیا، Quest کانادا.
4. LNG به عنوان سوخت دریایی (IMO ۲۰۵۰: کاهش ۵۰٪ انتشار کربن کشتیها).
5. میکروشبکههای LNG و CNG در کشورهای در حال توسعه و جزایر.
—
نتیجهگیری جامع
صنعت گاز طبیعی در قرن بیستویکم در نقطه عطف تاریخی قرار دارد: از یک سو با فشار جهانی کاهش کربن مواجه است و از سوی دیگر هیچ منبع انرژی دیگری نمیتواند به این سرعت و مقیاس، برق پایدار، گرمایش، ماده اولیه صنعتی و سوخت حملونقل پاک را همزمان تأمین کند. کشورهایی که بتوانند انتشار متان را به حداقل برسانند، زنجیره ارزش را کامل کنند (از تولید تا پتروشیمی و هیدروژن)، زیرساخت LNG و ذخیرهسازی را توسعه دهند و همزمان در فناوریهای CCS و هیدروژن سرمایهگذاری کنند، برندگان اصلی بازار انرژی تا ۲۰۵۰ خواهند بود.
گاز طبیعی نه «دشمن» اقلیم، بلکه «متحد هوشمند» در مسیر کربنزدایی است – به شرطی که با فناوری، مقررات و سرمایهگذاری در خدمت پایداری قرار گیرند. آینده انرژی جهان بدون گاز طبیعی ممکن است، اما بسیار گرانتر، کندتر و پرریسکتر خواهد بود.
این صنعت همچنان موتور محرک توسعه اقتصادی میلیونها انسان و تضمینکننده امنیت انرژی دهها کشور باقی خواهد ماند – البته به شکلی هوشمندانهتر، پاکتر و منعطفتر از همیشه
