据《麻省理工科技评论》8月17日报道,加拿大多伦多大学地球化学家芭芭拉·舍伍德·罗拉尔及其同事通过分析安大略省基德克里克矿数十年的数据,估算该矿每年约140吨天然氢气从钻孔逸出。这项研究为“地质氢”作为潜在清洁能源提供了新证据,但商业化开采仍未实现。
报道介绍,氢燃料虽可用作多用途能源,但常规生产方式会排放大量温室气体,且消耗能量超过其蕴含的能量。若能开采地下天然生成的氢气,即所谓“地质氢”,将改变这一局面。过去数十年中,地质氢的勘探已在全球展开,包括澳大利亚HyTerra公司和比尔·盖茨支持的Koloma公司等多家初创企业在美国中西部寻找与氢生成相关的古老海洋岩石。
美国地质调查局研究人员估计,地壳内生成的氢气达数万亿吨,即使回收一小部分,也能满足全球数个世纪的氢需求。但迄今尚无人报告发现具备商业价值的氢气储层,企业因争夺投资和竞争位置而很少公开相关数据。
在基德克里克矿,舍伍德·罗拉尔与同事奥利弗·瓦尔利用十多年来从35个钻孔收集的数据,发现每个钻孔年均稳定释放8公斤氢气。据此推算,该矿超过1.4万个钻孔每年约有140吨氢气从通风口逸出,未被利用。相关结果今年早些时候发表在《美国国家科学院院刊》上。
舍伍德·罗拉尔表示,若能捕获这些氢气,可提供至少适度的能源,或许足以满足矿场相当一部分运营需求。这将为地质氢的实际应用提供有价值的本地示范。法国格勒诺布尔阿尔卑斯大学地球化学家洛朗·特吕什说,这为“天然氢的生成和运移是真实地质过程”增添了证据。2024年,他的团队报告称,阿尔巴尼亚布尔奇泽铬矿每年至少流出200吨氢气。他表示,剩余的挑战不是证明天然氢存在,而是证明其能够以商业规模经济可靠地生产。
另一些研究人员和初创企业正在探索通过向反应性岩石注入水、热量或催化剂来刺激氢气生产。美国能源部高级研究计划局(ARPA-E)资助了十余个项目,目标是使氢气生成反应提速一万倍,这是研究人员估计刺激生产具备商业可行性的速度。今年早些时候,一个团队在阿曼山区钻了一口一公里深的井,向岩石注入5万立方米水。数月后重新打开井口时,气体喷涌而出,其中90%为氢气。英国南安普顿大学地球科学家乔·香农在5月的欧洲地球科学联盟会议上表示,这是有希望的迹象,但仍存在许多未知数,最关键的问题是井中喷出的氢究竟来自人工刺激,还是原本就存在于地下。