Мир стоит на пороге "золотой лихорадки" природного водорода
Ранее в этом месяце французские исследователи сообщили о крупнейшем потоке природного водорода в шахте в Албании. Один из них назвал его «джакузи». New Scientist, опубликовавший отчёт об этом открытии, заявил, что месторождение может дать ученым подсказку, где искать больше природного водорода. Ведь он так крайне необходим.
Выступая в эти выходные в Денвере на заседании Американской ассоциации содействия развитию науки, геологи предрекли грядущий судьбоносный всплеск добычи человечеством ресурса, который долгое время считался [экономически] нецелесообразным для сбора: водорода природного происхождения или «геологического водорода».
Учёные впервые ознакомились с результатами пока неопубликованного исследования, проведенного Геологической службой США (USGS). Ключевой вывод: природный водород находится в гораздо большем количестве вблизи поверхности Земли, чем считалось ранее. Исследователи говорят, что планета содержит более 5 триллионов тонн водорода, запертого в подземных карманах.
«Большая часть водорода, скорее всего, недоступна, но несколько процентов добычи все равно обеспечат весь прогнозируемый спрос - 500 миллионов тонн в год - на сотни лет», - говорит Джеффри Эллис, геолог-исследователь Геологической службы США, как сообщает Financial Times.
Эти запасы оставались практически незамеченными из-за прежних предположений учёных о том, как образуется природный водород и как он разлагается. «Мы не искали водородные ресурсы в правильных местах с помощью правильных инструментов», - говорит Эллис.
Лучше оснащенные и более просвещенные геологи открывают запасы водорода во многих местах, включая хромитовую шахту в Албании.
Водород, энергоноситель и самый распространенный элемент во Вселенной, называют ключевым элементом энергетического перехода, поскольку при сгорании он выделяет только водяной пар.
Из-за этого привлекательного качества были идеи использовать его в качестве замены природного газа и для отопления домов, и уже существует небольшой рынок автомобилей, работающих на водороде, а в Европе и США существуют большие планы по превращению экологически чистого водорода в новую норму для всех отраслей промышленности, которые в настоящее время используют водород, получаемый из углеводородов, в частности для производства удобрений и переработки нефти.
Более амбициозная цель - превратить водород, не содержащий вредных веществ, в заменитель природного газа, чтобы избавиться от всех углеводородов, независимо от уровня выбросов. Но эта концепция наталкивается на реальные проблемы, включая непомерно высокую стоимость производства и значительные ветровые и/или солнечные генерирующие мощности, которые еще предстоит построить.
Вышесказанное справедливо даже для таких лидеров по мощности, как Испания, которая имеет серьёзные амбиции в области зеленого водорода. Создание необходимых генерирующих мощностей для реализации этих амбиций потребует времени и миллиардных инвестиций, что является проблемой, поскольку в риторике европейских политиков по поводу водорода присутствует чувство срочности.
С другой стороны, геологический водород просто лежит там и ждёт, чтобы его добыли и использовали. По мнению исследователей, которых цитирует FT, это будет гораздо дешевле, чем производство «зелёного» водорода. Кроме того, это будет более экологически чистый способ получения водорода.
Проблема с этими потенциальными триллионами тонн водорода, лежащими под поверхностью Земли, заключается в слове «потенциальные». Как отмечает New Scientist в своем отчете об албанской шахте, доказательства наличия реальных месторождений весьма скудны и «большинство утверждений об огромных запасах водорода под поверхностью Земли основываются на экстраполяции, а не на прямых измерениях».
В поисках более весомых доказательств Трюше и его коллеги спустились в хромитовую шахту Булькизе в Албании, где газообразный водород, просачивающийся из горных пород, вызвал несколько взрывов. Шахта также расположена в пределах богатой железом породы, известной как офиолит. Известно, что в других местах, например в Омане, вода вступает в реакцию с такой породой, в результате чего образуется водород.
Албанская шахта, где водород естественным образом просачивается сквозь породу.
«Пузырение очень, очень интенсивное», - говорит Лоран Трюще из Университета Гренобль-Альпы во Франции, который измерял газ в бассейне с водой на глубине почти километра под землей. «Это похоже на джакузи».
“Это один из самых больших объемов природного водорода, который когда-либо измерялся”, - говорит Эрик Гоше, независимый геохимик, специализирующийся на природном водороде.
Но это всё ещё небольшое количество, говорит Джеффри Эллис из Геологической службы США. Однако свидетельства стабильного накопления водорода подтверждают идею о том, что под землей хранится гораздо больше, говорит он. “Нам действительно следует искать глубже”.
Результаты, полученные исследователями на албанской шахте, подтверждают осторожный взгляд на эту новую область исследований.
Французские мсследователи обнаружили, что газ, вырывавшийся из абланского бассейна, более чем на 80 процентов состоял из водорода, к которому примешивались метан и небольшое количество азота. Он вытекал со скоростью 11 тонн в год, что почти на порядок больше, чем любые другие потоки водородного газа, измеренные из одноточечных источников в других местах на поверхности Земли.
Это ничтожно мало и всё же это самый большой поток водорода из одного источника среди обнаруженных в мире. Исходя из этого потока, исследователи предположили, что в шахте содержится от 5 000 до 50 000 тонн водорода.
Это также ничтожно мало по сравнению с тем, что планируют разработчики переходного периода, и даже по сравнению с тем, сколько водорода потребляет мир в настоящее время. По данным Международного энергетического агентства, в прошлом году спрос на водород вырос на 3% и составил 95 миллионов тонн. Если энергоноситель оправдает надежды, то в ближайшие десятилетия этот спрос значительно возрастет.
Даже перспектива такого увеличения спроса прямо сейчас подогревает большой интерес к водородной сфере. Этот интерес, вероятно, еще больше усилится в контексте надежд, которые правительства возлагают на водород.
Например, Министерство энергетики США недавно выделило 20 миллионов долларов финансовой поддержки на геологические исследования водорода в восьми штатах.
Сегодня водород, используемый в качестве топлива или промышленного материала, в основном производится путём химического изменения газа, состоящего в основном из метана. Когда образующиеся при этом углеродные выбросы улавливаются, продукт называют «голубым водородом». В противном случае его называют «серым водородом».
В 2022 году на серый водород придется 92% рынка водорода по стоимости. «Зеленый водород», получаемый при расщеплении молекул воды в процессе электролиза с использованием возобновляемых источников энергии, по-прежнему занимает незначительную долю.
Встречающийся в природе геологический водород называется «золотым водородом» и геологи говорят, что он имеет лучший профиль воздействия на окружающую среду, чем синий или даже зелёный водород: электролиз требует большого количества электроэнергии.
Грядет «золотая лихорадка» золотого водорода", - говорит Менгли Чжан, доцент известной Горной школы Колорадо. Среди компаний, которые уделяют внимание этой возможности, - Natural Hydrogen Energy LLC, пробурившая первую в Америке разведочную скважину в Небраске, и Koloma, в число инвесторов которой входит Breakthrough Energy Ventures Билла Гейтса.
Штаб-квартиры обеих фирм находятся в Денвере. Helios Aragon является пионером в Европе по производству золотого водорода. Компания из Арагона, Испания, имеет разрешения на разработку более чем 200 000 акров в северной части страны.
«Геологический водород представляет собой исключительную возможность производить чистый водород не только с низким уровнем выбросов углерода, но и с минимальным уровнем воздействия на землю, воды и низким уровнем потреблением энергии», - заявил в интервью газете «Таймс» директор по бизнесу компании Koloma - стартапа, поддерживаемого фондом Билла Гейтса Breakthrough Energy Ventures - Пол Харрака.
В Европе в прошлом году было объявлено о потенциально огромном открытии, затмевающем открытие в Албании, но с тех пор новостей о нем практически не было.
Всё это звучит замечательно, но мы будем наблюдать за пилотным производством в Европе и других странах, чтобы понять, соответствует ли реальность оптимизму геологов.
Обсуждаем околополитические темы на моем канале "Гражданин на диване", а интересную и познавательную информацию читаем на канале "Таблетка для головы". Есть у меня еще канал с юморными ситуациями для настроения "Вот так бывает", подписывайтесь.