بلاکچین در صنعت نفت و گاز: کاربردها، چالش‌ها و روندهای آینده

سیستم‌ها، رویکردها و فناوری‌های امروزی که برای مدیریت عملیات زنجیره تأمین نفت و گاز استفاده می‌شوند، در ارائه شفافیت عملیاتی، قابلیت ردیابی، حسابرسی، امنیت و ویژگی‌های اصالت داده‌های قابل اعتماد، دچار کمبود هستند. همچنین، بخش بزرگی از سیستم‌های موجود متمرکز، دستی و بسیار از هم گسیخته هستند که آن‌ها را در برابر دستکاری و مشکل «تک‌نقطه شکست» (Single Point of Failure) آسیب‌پذیر می‌سازد. به همین دلیل بلاکچین در صنعت نفت و گاز اهمیت پیدا می‌کند.

در این بررسی، فرصت‌های بالقوه و کاربردهای فناوری بلاک‌چین (Blockchain) را در مدیریت اکتشاف، تولید و عملیات زنجیره تأمین و لجستیک در صنعت نفت و گاز بررسی می‌کنیم، چرا که این فناوری می‌تواند قابلیت ردیابی، تغییرناپذیری، شفافیت و ویژگی‌های حسابرسی را به شیوه‌ای غیرمتمرکز، قابل اعتماد و ایمن ارائه دهد. طرح‌های مبتنی بر بلاک‌چین، پروژه‌های تحقیقاتی، ابتکارات تجاری و مطالعات موردی به‌روز را مورد بحث قرار می‌دهیم تا عملی بودن بلاک‌چین در صنعت نفت و گاز را برجسته کنیم.

در اینجا فرصت‌های بالقوه ایجاد شده توسط فناوری بلاک‌چین را در موارد استفاده و سناریوهای کاربردی مختلف ارائه می‌دهیم. همچنین چندین سیستم را معرفی می‌کنیم که از قراردادهای هوشمند (Smart Contracts) مبتنی بر بلاک‌چین برای خودکارسازی خدمات مهم از نظر پیگیری و ردیابی محصولات نفتی، حفاظت از اسناد تجارت بین‌المللی و هماهنگی فعالیت‌های خرید و مناقصه برای اعطای حقوق اکتشاف نفت به شرکت‌های اکتشاف و توسعه نفت بهره می‌برند. در نهایت، چالش‌ها را به عنوان جهت‌گیری‌های پژوهشی آینده ارائه می‌دهیم.

مقدمه

فناوری‌های نوظهور مانند اینترنت اشیاء (IoT)، رایانش مه (Fog Computing)، رایانش ابری (Cloud Computing) و بلاک‌چین می‌توانند نقش حیاتی در افزایش کارایی عملیاتی صنعت نفت و گاز ایفا کنند. اخیراً، یک شرکت نفتی روسی به نام «گازپروم نفت» (Gazprom Neft) گزارش داده است که فناوری‌های دیجیتال می‌توانند بهره‌وری یک شرکت نفت و گاز را ۱۰ تا ۱۵ درصد افزایش دهند. تجارت محصولات نفت و گاز مانند بنزین و گازوئیل فرآیندی بسیار استاندارد و حساس به کیفیت است که نیازمند امنیت بالا، حریم خصوصی و پردازش سریع داده‌ها می‌باشد. اکثریت سیستم‌های توسعه‌یافته برای نظارت و مدیریت تجارت در صنعت نفت، متمرکز، غیرقابل اعتماد و بسیار غیرشفاف هستند.

بلاک‌چین یک دفتر کل (Ledger) از تراکنش‌ها است که با استفاده از الگوریتم‌های هش‌نگاری (Cryptographic Hash Algorithms) ایمن شده‌اند و عملیات کاربران نفت و گاز را بسیار کارآمد، شفاف و قابل اعتماد می‌سازد. یک مطالعه تحقیقاتی انجام شده توسط شرکت‌های شل (Shell)، بی‌پی (BP) و استات‌اویل (Statoil) تخمین زده است که پذیرش بلاک‌چین در صنعت نفت و گاز می‌تواند زمان اجرای تراکنش‌ها را تا ۳۰ درصد کاهش دهد. فناوری‌های دیجیتال با هدف تحول خدمات زنجیره تأمین نفت و گاز، تغییر شکل رقابت در صنعت، تضمین ایمنی کارگران درگیر در توسعه چاه‌های نفت و گاز، افزایش نرخ بهره‌برداری از منابع مخزن و پتانسیل تولید، ارائه پیش‌بینی تولید در هزاران چاه، و افزایش کارایی عملیاتی و خروجی میادین نفتی به کار گرفته می‌شوند. اینترنت اشیاء و یادگیری ماشین (Machine Learning) می‌توانند به اپراتورهای نفت و گاز در ارائه پیش‌بینی بلندمدت تعمیر و نگهداری مبتنی بر وضعیت تجهیزات مرتبط با نفت و گاز که در اکتشاف (مانند حفاری چاه‌های نفت) استفاده می‌شوند، کمک کنند تا کارایی آن را به حداکثر برسانند.

بر اساس نوع خدمات، کسب‌وکارهای نفت و گاز به بخش‌های بالادستی (Upstream)، پایین‌دستی (Downstream) و میان‌دستی (Midstream) طبقه‌بندی می‌شوند.

بخش بالادستی: شامل اکتشاف، استخراج یا تولید مواد خام مانند نفت خام از چاه‌ها است.

بخش میان‌دستی: شامل خدمات حمل‌ونقل برای ارسال ایمن نفت خام و گاز طبیعی با استفاده از خطوط لوله، کامیون‌های تانکر و وسایل نقلیه سنگین (HGV)، خدمات انبارداری برای ذخیره‌سازی موقت نفت خام در پایانه‌های میادین نفتی، و خدمات پالایش برای انجام برخی پردازش‌های اولیه نفت خام در پایانه است.

بخش پایین‌دستی: شامل پالایش نفت خام (در پالایشگاه) که از سایت‌های مختلف تولید نفت ارسال شده است برای ساخت محصولات قابل استفاده و قابل عرضه در بازار مانند بنزین، نفت، گازوئیل و گاز طبیعی مایع (LNG) می‌باشد.

بسیاری از سیستم‌های توسعه‌یافته برای خودکارسازی فرآیندهای تجاری در بخش‌های بالادستی، میان‌دستی و پایین‌دستی از معماری‌های متمرکز برای ذخیره و پردازش داده‌های مرتبط با نفت و گاز پیروی کرده‌اند. ذخیره‌سازی و پردازش متمرکز داده‌ها شفافیت محدودی را برای داده‌ها و عملیات سازمان‌ها فراهم می‌کند و اغلب منجر به ناهماهنگی داده‌ها بین سازمان‌های شرکت‌کننده در صنعت نفت و گاز می‌شود. در نتیجه، رویکردهای متمرکز فرصت‌های همکاری محدودی را به ذینفعان صنعت نفت و گاز ارائه می‌دهند. سیستم‌هایی که از ذخیره‌سازی و پردازش متمرکز داده‌ها پیروی می‌کنند، غیرقابل اعتماد هستند زیرا در معرض تغییر و حذف داده‌ها توسط مهاجمان قرار دارند.

بلاک‌چین یک فناوری غیرمتمرکز در حال تکامل است که توانایی بالایی در مدیریت مسائل مربوط به اعتماد، امنیت و هزینه در سیستم‌های موجود دارد. رمزارز به یک دارایی دیجیتال اشاره دارد که به عنوان وسیله‌ای برای تبادل بین سازمان‌های تجاری مختلف عمل می‌کند. دارایی‌های دیجیتال با استفاده از توابع هش‌نگاری پیشرفته رمزگذاری می‌شوند تا به طور مناسب از توکن‌ها در برابر حملات خارجی محافظت کنند، ایجاد توکن دیجیتال را کاملاً کنترل کنند و انتقال توکن‌های دیجیتال را تأیید نمایند. علاوه بر این، به‌کارگیری الگوریتم‌های هش‌نگاری و امضاهای دیجیتال کمک ارزشمندی در جلوگیری از «دوبار خرج کردن» (Double-spending) همان توکن‌های دیجیتال می‌کند.

به طور ذاتی، بلاک‌چین از معماری نظیر به نظیر (P2P) توزیع‌شده برای ذخیره و پردازش داده‌ها و تراکنش‌ها پیروی می‌کند. ذخیره‌سازی و پردازش توزیع‌شده منجر به سیستمی بسیار امن، قابل اعتماد و در دسترس می‌شود که داده‌ها را به طور رضایت‌بخشی از مشکل «تک‌نقطه شکست» محافظت می‌کند. فناوری بلاک‌چین داده‌ها و تراکنش‌ها را در قالب بلوک‌هایی جمع‌آوری می‌کند که به هم پیوسته هستند و یکپارچگی داده‌ها را تضمین می‌کنند. یک پروتکل اجماع (Consensus Protocol) که توسط پلتفرم‌های موجود بلاک‌چین دنبال می‌شود، اطمینان می‌دهد که جدیدترین بلوک اضافه شده به دفتر کل موجود توسط اکثریت گره‌های تاییدکننده در شبکه بلاک‌چین تایید شده است. گره‌های استخراج‌کننده (Miners) در یک شبکه بلاک‌چین مسئول اعتبارسنجی داده‌ها و تراکنش‌ها و ایجاد بلوک هستند.

در میان نمونه‌های بسیار، اثبات کار (PoW)، اثبات سهام (PoS) و اثبات اعتبار (PoA) سه الگوریتم اجماع شناخته شده هستند که توسط پلتفرم‌های متعدد بلاک‌چین دنبال می‌شوند.

اثبات کار (PoW): نیازمند آن است که استخراج‌کنندگان برای تشکیل یک بلوک و دریافت پاداش، یک معمای ریاضی را به طور رضایت‌بخشی حل کنند.

اثبات سهام (PoS): یک گره استخراج‌کننده را برای ایجاد بلوک بر اساس عوامل متعددی مانند کل سهام کاربر خاص یا سن انتخاب می‌کند.

اثبات اعتبار (PoA): امتیاز شهرت استخراج‌کنندگان را برای انتخاب گره مناسب جهت استخراج بلوک می‌شمارد. PoA یک پروتکل بسیار تحمل‌پذیر در برابر خطا و از نظر محاسباتی سریع است.

پلتفرم‌های بلاک‌چین موجود قادر به ارائه امنیت بهتر، تغییرناپذیری داده‌ها، پاسخگویی بهبود یافته و کنترل دسترسی هستند. از این رو، چنین پلتفرم‌هایی می‌توانند به طور چشمگیری خدمات در صنعت نفت و گاز را برای غنی‌سازی تجربه کاربر بهبود بخشند. بر اساس طراحی معماری، پلتفرم‌های بلاک‌چین اساساً به پلتفرم‌های عمومی، خصوصی، کنسرسیوم و هیبریدی گروه‌بندی می‌شوند.

مقایسه پلتفرم‌های بلاکچین خصوصی و عمومی

پلتفرم‌های بلاک‌چین عمومی شبکه‌ای باز از گره‌های متصل هستند که به کاربران اجازه می‌دهند کنترل کامل بر تراکنش‌ها و داده‌های خود داشته باشند. کاربران پلتفرم‌های بلاک‌چین عمومی می‌توانند بدون دخالت شخص ثالث به دفتر کل بلاک‌چین دسترسی داشته باشند، آن را مشاهده کنند، به‌روزرسانی نمایند و روی آن بنویسند. کاربران بلاک‌چین خصوصی از یک مدل «فقط با دعوت» برای دسترسی به پلتفرم پیروی می‌کنند. پلتفرم‌های بلاک‌چین خصوصی توسط یک نهاد واحد کنترل و مدیریت می‌شوند. در پلتفرم‌های هیبریدی، پلتفرم‌های عمومی شبکه‌های خصوصی را میزبانی می‌کنند تا دسترسی به پلتفرم بلاک‌چین را کنترل کنند. پلتفرم‌های بلاک‌چین کنسرسیوم یا فدرال شامل چندین سازمان و نهاد برای کنترل و اداره پلتفرم هستند.

چالش‌های ناشی از پلتفرم‌های تجاری قدیمی و غیرشفاف که توسط صنعت نفت و گاز استفاده می‌شوند، می‌توانند با بهره‌گیری از فناوری بلاک‌چین برای بهبود عملیات زنجیره تأمین مانند برنامه‌ریزی، تدارکات، قابلیت ردیابی، تجارت، بازاریابی و خدمات لجستیک برطرف شوند. به طور خاص، بلاک‌چین در ایمن‌سازی و ساده‌سازی تجارت نفت و گاز، ردیابی محموله، کنترل موجودی، مستندسازی، و صورت‌حساب و پرداخت‌ها کمک می‌کند.

مروری بر راهکارهای مبتنی بر بلاکچین در صنعت نفت و گاز

در این بخش، راهکارهای موجود مبتنی بر بلاک‌چین، مطالعات موردی، ابتکارات تجاری و پروژه‌های تحقیقاتی جاری که برای کمک به اپراتورها، مالکان و نهادهای تنظیم‌کننده در حوزه نفت و گاز ارائه شده‌اند را به طور کامل مرور می‌کنیم.

راهکارهای مبتنی بر بلاک‌چین

در مقاله‌ای، نویسندگان یک الگوریتم هش‌نگاری ساده (یعنی SHA-1) را برای ایمن‌سازی تراکنش‌ها و نظارت بر محصولات نفتی در طول توزیع آن‌ها در نظر گرفته‌اند. این سیستم داده‌هایی مانند کد شناسایی (ID) اپراتور تانکر، شناسه ایستگاه‌های خدمات‌رسانی نفت و گاز مبدأ و مقصد، مقدار محصول نفت مایع و موقعیت خودرو در طول عرضه محصولات مبتنی بر نفت را به صورت ایمن ثبت می‌کند. موقعیت جغرافیایی تانکرهای نفت با استفاده از یک تکنیک تلماتیک (Telematics) تخمین زده می‌شود که حرکت محصولات نفت و گاز را به صورت بلادرنگ با استفاده از یک ماژول مبتنی بر GPS رصد می‌کند. سیستم پیشنهادی، نهادهای تنظیم‌کننده، انبار نفت، پمپ بنزین و گره‌های حمل‌ونقل را به عنوان شرکت‌کنندگان اصلی سیستم انتخاب می‌کند. این سیستم پروتکل اجماعی را پیاده‌سازی می‌کند که یک تراکنش را تنها در صورتی معتبر می‌داند که ۷۵ درصد از شرکت‌کنندگان شبکه با وضعیت فعلی بلاک‌چین موافقت کنند. یکی از محدودیت‌ها این است که محاسبه و به‌روزرسانی مکرر داده‌های موقعیت جغرافیایی در بلاک‌چین می‌تواند با بزرگ کردن اندازه دفتر کل، شبکه را کند کند.

در مقاله‌ای دیگر، نویسندگان یک چارچوب مفهومی را برای مدیران و مقامات نفت و گاز که در فرآیند تصمیم‌گیری درباره اکتشاف و توسعه نفت و گاز درگیر هستند، پیشنهاد و ارزیابی کرده‌اند. چارچوب پیشنهادی می‌تواند به مدیران گاز کمک کند تا شیوه‌های زنجیره تأمین قدیمی را بررسی کرده و پیشنهادهایی برای ادغام بلاک‌چین با سیستم‌های قدیمی جهت بهبود کارایی عملیاتی صنعت موجود ارائه دهند. مطالعه پیشنهادی داده‌ها را برای تجزیه و تحلیل با پیروی از تکنیک نمونه‌گیری قضاوتی (Judgmental Sampling) جمع‌آوری کرده است. داده‌ها از مدیران نفت و گاز از چندین پالایشگاه، شرکت‌های بازاریابی نفت و گاز و توزیع‌کنندگان جمع‌آوری شده است. تحقیقات نتیجه گرفت که بلاک‌چین پتانسیل کامل برای بهبود عملکرد عملیاتی یک شرکت را از طریق یکپارچه‌سازی سیستم‌های موجود دارد.

رویکردی در یک مقاله مورد بحث قرار گرفته است که از فناوری بلاک‌چین برای اشتراک‌گذاری ایمن، به‌موقع و قابل اعتماد داده‌ها بین ذینفعان شرکت‌کننده در صنعت نفت و گاز بهره می‌برد. داده‌های مهم شامل ثبت حقوق معدنی، گزارش‌های ارزیابی منابع، اکتشاف و توسعه، تولید، تحلیل وضعیت و نظارت بلادرنگ بر محموله محصولات نفتی است. یک مدل رمزگذاری مجدد پروکسی (Proxy Re-encryption) توسط رویکرد پیشنهادی برای بهبود بیشتر ویژگی‌های امنیت و قابلیت اطمینان داده‌ها در طول اجرای تراکنش‌های تجاری بین ذینفعان به کار گرفته شده است. این تکنیک می‌تواند به ذینفعان درگیر در تولید داده کمک کند تا از کلید عمومی گیرنده برای تولید متن رمزگذاری شده استفاده کنند.

در یک پژوهش و مقاله دیگری، یک مدل مبتنی بر بلاک‌چین برای خودکارسازی عملیات مدیریت زنجیره تأمین و لجستیک در صنعت اکوادور پیشنهاد شده است. این مدل از «هایپرلجر فابریک» (Hyperledger Fabric) و «کامپوزر» (Composer) برای توسعه کدهای زنجیره‌ای (Chaincodes) جهت پیاده‌سازی خدمات مدیریت زنجیره تأمین استفاده کرده است. ذینفعان کلیدی شامل تأمین‌کننده بنزین، تولیدکننده، توزیع‌کننده (کامیون تانکر)، خرده‌فروش (پمپ بنزین) و مشتری هستند.

ویژگی‌ها و قابلیت‌های بلاکچین و نقش آن‌ها در صنعت نفت و گاز

پروژه‌های پژوهشی و مطالعات موردی

کنسرسیومی از شرکت‌ها شامل شرکت BP، گروه انرژی Mercuria و Shell پلتفرم «Vakt» را برای دیجیتالی کردن سناریوهای متعدد استفاده در صنعت نفت و گاز ایجاد کردند. حداقل زمان تسویه تراکنش، قابلیت حسابرسی قابل اعتماد، تطبیق سریع و حذف سیستم‌های مبتنی بر کاغذ از مزایای پلتفرم Vakt است.

اخیراً، IBM، Trafigura و Natixis یک سیستم مبتنی بر بلاک‌چین برای تأمین مالی تجارت کالا برای تراکنش‌های نفت خام ایالات متحده توسعه داده‌اند. سیستم پیشنهادی بر روی Hyperledger Fabric ساخته شده است.

شرکت BHP Billiton با هدف به‌کارگیری فناوری بلاک‌چین برای بهبود عملیات زنجیره تأمین نفت و گاز، ردیابی و ایمن‌سازی داده‌های تولید شده در طول تحویل محصول اقدام کرده است.

یک ابتکار تجاری دیگر به نام «PermianChain Technologies» یک استارتاپ مبتنی بر بلاک‌چین است که کارایی فعالیت‌های درگیر در زنجیره تأمین توزیع محصولات نفت و گاز را افزایش می‌دهد. این پلتفرم به سازمان‌ها اجازه می‌دهد تا محصولات نفت و گاز را روی بلاک‌چین به روشی ایمن، خصوصی و کارآمد معامله کنند.

«ZiyenCoin» یک توکن منطبق با SEC (کمیسیون بورس و اوراق بهادار) است که توسط شرکت انرژی Ziyen برای تجارت انواع محصولات انرژی صادر شده است.

دولت ونزوئلا رمزارز خود با پشتوانه نفت و گاز به نام «پترو» (Petro) را اعلام کرد که هدف آن تضمین تجارت بشکه‌های نفت روی بلاک‌چین است.

غول نفتی مستقر در امارات متحده عربی به نام شرکت ملی نفت ابوظبی (ADNOC) با IBM برای توسعه یک سیستم مبتنی بر Hyperledger Fabric برای حسابداری خودکار و تسویه سریع تراکنش‌ها همکاری کرده است.

فرصت‌ها و کاربردهای بلاکچین در صنعت نفت و گاز

سازمان‌های ذینفع مانند تولیدکننده، فرستنده، تأمین‌کننده و تنظیم‌کننده به طور فعال در مراحل مختلف تجارت نفت و گاز از بالادستی تا پایین‌دستی درگیر هستند. مسائل سیستم‌های قدیمی مانند عدم اعتماد، دید کم داده‌ها و زمان طولانی حل اختلاف می‌تواند بر عملکرد ذینفعان تأثیر بگذارد.

پایش خطوط لوله و تشخیص نشت

پایش بلادرنگ خطوط لوله همراه با ارسال اعلان درباره هرگونه سرقت، مداخله یا نشت خط لوله می‌تواند به جلوگیری از حوادث کمک کند. فناوری بلاک‌چین قادر است نشت خط لوله گاز را به دقت تشخیص دهد و یکپارچگی خطوط لوله را حفظ کند. قراردادهای هوشمند مبتنی بر بلاک‌چین می‌توانند توسعه یابند تا به شرکت‌های نفت و گاز در پردازش داده‌ها (مانند دما، فشار و نرخ جریان) برای شناسایی دقیق محل نشت گاز در یک خط لوله کمک کنند.

ردیابی و پیگیری محموله نفت و گاز

ویژگی ردیابی (Trace feature) به شرکت‌کنندگان امکان می‌دهد داده‌های مربوط به عملیات و نتایج کاربران را در طول حمل محموله نفت و گاز شناسایی، تایید، نظارت، ثبت و مدیریت کنند. داده‌های مهم شامل اعتبارنامه‌های متصدیان محموله، به‌روزرسانی‌های وضعیت محموله، موقعیت دقیق جغرافیایی تانکرها و تخمین زمان ورود کامیون‌ها است. ویژگی عدم تمرکز بلاک‌چین آن را در برابر تغییر توسط رویدادهای خارجی غیرقابل تغییر می‌سازد.

خودکارسازی اکتشاف و تولید نفت و گاز (E&P)

فاز اکتشاف و تولید (E&P) پرهزینه است و شامل جستجو، حفاری و تولید از چاه‌ها می‌شود. سیستم‌های E&P قدیمی از رویکردهای بسیار آسیب‌پذیر مبتنی بر مرکزیت برای مدیریت داده‌ها پیروی می‌کنند. بلاک‌چین تضمین می‌کند که داده‌های تولید شده توسط سنسورها (مانند اشباع سیال، ویژگی‌های زمین‌شناسی، نرخ تزریق بخار، دما و فشار) تغییرناپذیر هستند. همچنین، از طریق پلتفرم‌های خصوصی، اسرار تجاری و داده‌های حساس مانند نمودارهای چاه (Well logs) قابل محافظت هستند.

مدیریت چرخه عمر دارایی‌های نفت و گاز

شرکت‌های نفت و گاز دارای دارایی‌های متعددی از جمله ماشین‌آلات، تجهیزات و کارخانه‌های پالایش هستند. حفاری چاه نفت و گاز شامل تا ۳۰ شرکت خدماتی مختلف است که نیاز به یک پروتکل مشترک برای اشتراک‌گذاری داده‌های بلادرنگ دارند. بلاک‌چین می‌تواند به طور ایمن تاریخچه نگهداری تجهیزات نفت و گاز مانند شناسه تجهیزات معیوب، شناسه ایستگاه تعمیر، تاریخ تعمیر و امتیاز سلامت را ثبت کند.

ساده‌سازی صورت‌حساب و پرداخت‌ها

اسناد صورت‌حساب سوابق پرداخت را ارائه می‌دهند و از آنجا که به عنوان مدرک پرداخت در حل اختلافات عمل می‌کنند، در برابر تغییر محافظت می‌شوند. گزارش شده است که سازمان‌های شرکت‌کننده در صنعت نفت و گاز تا ۹۰ روز برای تکمیل فرآیند پرداخت نیاز دارند. پشتیبانی بلاک‌چین از رمزارز، سازمان نفت و گاز را قادر می‌سازد تا پرداخت‌های خرد (Micropayments) را مستقیماً به حساب سایر ذینفعان انجام دهد؛ بنابراین سیستمی امن و شفاف ارائه می‌دهد که شامل واسطه‌ها نمی‌شود.

انطباق با مقررات و پاسخگویی

انطباق با مقررات تأیید می‌کند که عملیات سازمان‌های ذینفع با قوانین ایالتی، منطقه‌ای و جهانی مطابقت دارد. فناوری بلاک‌چین می‌تواند به آژانس‌ها و مقامات دولتی در نظارت بر انطباق با استانداردهای منتشر شده برای حفاظت از انسان‌ها و محیط زیست کمک کند. با استفاده از شفافیت سوابق بلاک‌چین، مقامات می‌توانند تأیید کنند که مواد شیمیایی ممنوعه توسط شرکت‌های عملیاتی نفت و گاز استفاده نمی‌شوند.

قابلیت ردیابی رهاسازی و بازسازی چاه‌ها

رهاسازی و بازسازی چاه‌های نفت و گاز مرحله نهایی فرآیند توسعه است. داده‌های مربوط به رهاسازی و بازسازی اغلب توسط سیستم‌های غیرقابل اعتماد ذخیره می‌شوند. داده‌های مبتنی بر بلاک‌چین مانند مالک چاه‌ها، علت رهاسازی، نوع رهاسازی و اقدامات ایمنی برای مقامات جهت تأیید سوابق مفید هستند.

دفع و بازیافت ضایعات صنعت نفت و گاز

ردیابی و پیگیری ضایعات در صنعت نفت و گاز به مقامات کمک می‌کند تا اطمینان حاصل کنند که شیوه‌های اخلاقی توسط متصدیان ضایعات در طول جمع‌آوری، جداسازی، حمل، تصفیه، بازیافت و دفن زباله رعایت می‌شود. قراردادهای هوشمند می‌توانند به طور قابل توجهی تأخیرهای مربوط به ضایعات را به حداقل برسانند و از اسناد در برابر جعل محافظت کنند.

چالش‌های تحقیقاتی و مسائل باز

با وجود ظرفیت‌ها و فرصت‌های قابل‌توجه فناوری بلاکچین در صنعت نفت و گاز، پیاده‌سازی عملی و گسترده این فناوری همچنان با چالش‌های متعددی روبه‌روست. در این بخش، مهم‌ترین چالش‌های فنی، سازمانی و تحقیقاتی مرتبط با استفاده از بلاکچین در این صنعت بررسی می‌شوند.

امنیت و حریم خصوصی داده‌ها

سیاست‌های امنیتی موجود از داده‌های کاربر در برابر تهدیدات محافظت می‌کنند. با این حال، سناریوهایی در بخش نفت و گاز وجود دارد که نیاز به افشای هویت واقعی سازمان‌های شرکت‌کننده دارند که ممکن است بر حریم خصوصی داده‌ها تأثیر بگذارد. تحقیقات بیشتر در این حوزه باید بر ارائه راهکارهای حفظ حریم خصوصی دوستدار منابع، قابل اعتماد و سریع تمرکز کند.

مقیاس‌پذیری (Scalability)

دستگاه‌های سنجش مورد استفاده برای نظارت بر تجهیزات می‌توانند حجم زیادی از داده‌ها تولید کنند. مقیاس‌پذیری فنی یک پلتفرم بلاک‌چین یکی از مسائل اصلی است که به طور قابل توجهی بر انطباق‌پذیری آن تأثیر می‌گذارد. پلتفرم اتریوم ۲.۰ (Ethereum 2.0) وعده داده است که از بیش از ۱۰۰,۰۰۰ تراکنش در ثانیه پشتیبانی کند تا نیازهای شرکای صنعت نفت و گاز را برآورده سازد.

تعامل‌پذیری (Interoperability)

بسیاری از شبکه‌های بلاک‌چین ذاتاً باز نیستند و از ارتباطات متقابل پلتفرم بین سازمان‌ها پشتیبانی نمی‌کنند. پشتیبانی از تعامل‌پذیری بلاک‌چین، سازمان‌های مبتنی بر نفت و گاز را قادر می‌سازد تا داده‌ها را به طور مداوم در پلتفرم‌های مختلف مشاهده کرده و به اشتراک بگذارند.

امنیت قراردادهای هوشمند

عملکرد و قابل اعتماد بودن قراردادهای هوشمند به شدت به سیستم دفاعی آن‌ها در برابر حملات خارجی و داخلی بستگی دارد. هر گونه باگ یا خطا در یک قرارداد هوشمند می‌تواند باعث خسارات قابل توجهی به حساب‌های ذینفعان شود.

هزینه استقرار بلاک‌چین و پذیرش کند

مصرف انرژی به دلیل فرآیندهای استخراج محاسباتی گران‌قیمت و نرخ مصرف «گس» (Gas) در قراردادهای هوشمند، محرک‌های اصلی هزینه کل استقرار راهکارهای بلاک‌چین هستند. عدم دسترسی به توسعه‌دهندگان بلاک‌چین و مقررات، دلیل دیگری برای پذیرش کند و محدود این فناوری توسط کاربران صنعت نفت و گاز است.

جمع‌بندی و مسیرهای آینده

در این مقاله، یک مرور جامع از کاربردها، فرصت‌ها و چالش‌های فناوری بلاکچین در صنعت نفت و گاز ارائه شد. بلاکچین به‌عنوان یک فناوری غیرمتمرکز و تغییرناپذیر، پتانسیل بالایی برای افزایش شفافیت، امنیت، رهگیری و کارایی عملیاتی در بخش‌های بالادستی، میان‌دستی و پایین‌دستی صنعت نفت و گاز دارد.

مطالعات موردی و پروژه‌های بررسی‌شده نشان می‌دهند که بلاکچین می‌تواند فرآیندهایی مانند تجارت نفت و گاز، مدیریت زنجیره تأمین، مدیریت اسناد، مناقصه‌ها، تسویه مالی و نگهداری تجهیزات را به‌طور قابل‌توجهی بهبود دهد. با این حال، بیشتر این کاربردها هنوز در مراحل آزمایشی یا پایلوت قرار دارند و برای پیاده‌سازی در مقیاس صنعتی نیازمند تحقیق و توسعه بیشتر هستند.

چالش‌هایی مانند مقیاس‌پذیری، حریم خصوصی، یکپارچه‌سازی با سیستم‌های موجود، نبود استانداردها و مسائل مقرراتی، همچنان از موانع اصلی پذیرش گسترده بلاکچین در صنعت نفت و گاز به شمار می‌روند. پرداختن به این چالش‌ها نیازمند همکاری میان صنعت، دانشگاه و نهادهای قانون‌گذار است.

به‌عنوان مسیرهای آینده تحقیق، می‌توان به توسعه بلاکچین‌های اختصاصی برای صنعت نفت و گاز، استفاده از معماری‌های ترکیبی، ادغام عمیق‌تر بلاکچین با اینترنت اشیا و هوش مصنوعی، و طراحی چارچوب‌های حاکمیتی و مقرراتی مناسب اشاره کرد.

در صورت رفع چالش‌های موجود، بلاکچین می‌تواند به یکی از ارکان اصلی تحول دیجیتال صنعت نفت و گاز در سال‌های آینده تبدیل شود.

این یادداشت برگرفته از این مقاله است.