Недавние научные открытия свидетельствуют о том, что в недрах Земли, в частности, как минимум в тридцати штатах США, имеются значительные резервуары водорода. Обнаружение таких природных источников этого чистого энергоносителя может существенно ускорить глобальный переход от ископаемого топлива.
Об этом сообщает ProIT
Геологи до сих пор имели лишь ограниченное представление о процессах формирования крупных подземных скоплений водорода и их потенциальных местоположениях. Профессор и заведующий кафедрой геохимии Оксфордского университета Крис Баллантайн, который является ведущим автором нового обзорного исследования, отметил, что в настоящее время ключевой задачей является определение мест высвобождения, накопления и хранения этого газа. Его новая работа предлагает ответы на эти важные вопросы.
По оценкам авторов, земная кора за последний миллиард лет произвела достаточно водорода, чтобы удовлетворить современные энергетические потребности человечества в течение 170 000 лет. Однако остается неопределённым, какую часть этого водорода можно получить и экономически выгодно добывать.
В новом обзоре, опубликованном в журнале Nature Reviews Earth and Environment, исследователи составили список ключевых геологических условий, способствующих образованию и накоплению природного газообразного водорода под землёй. Этот список может значительно упростить поиск его потенциальных резервуаров.
Условия формирования водорода
Баллантайн подчеркнул, что конкретные условия накопления и производства водорода активно изучаются многочисленными разведывательными компаниями. Для формирования значительных природных резервуаров водорода необходимы три основных элемента: источник водорода, породы-резервуары для его накопления и природные геологические уплотнения, удерживающие газ под землёй.
Среди природных процессов, способных генерировать водород, самым простым является химическая реакция расщепления воды на водород и кислород. По словам Баллантайна, любой тип горной породы, в которой происходит хотя бы один из этих процессов, является потенциальным источником водорода. Например, в Канзасе особая геологическая структура, известная как среднеконтинентальный рифт, создала огромное скопление пород, которые способны реагировать с водой и образовывать водород.
Перспективы добычи водорода
Основываясь на знаниях о механизмах высвобождения других газов из подземных пород, авторы обзора предполагают, что тектонические напряжения и высокий тепловой поток могут способствовать высвобождению водорода из глубоких слоёв земной коры и его миграции к поверхности, где он может накапливаться в объёмах, пригодных для коммерческой добычи.
Обзор выявил, что различные геологические контексты в пределах земной коры могут быть перспективными для разведывательных компаний, включая офиолитовые комплексы, крупные магматические провинции и архейские зеленокаменные пояса. Офиолиты – это фрагменты океанической коры и верхней мантии, вынесенные на сушу. В 2024 году в офиолитовом комплексе в Албании был обнаружен значительный резервуар водорода.
«Земная кора производит значительное количество водорода, и теперь главная задача заключается в том, чтобы, используя определённые “ингредиенты”, найти места его значительных накоплений».
Водород является важным компонентом в производстве ключевых промышленных химических веществ, таких как метанол и аммиак, которые используются в большинстве удобрений. Этот газ также имеет значительный потенциал в переходе от ископаемого топлива, поскольку может использоваться как топливо для автомобилей и электростанций. Однако большинство водорода сегодня производится из углеводородов, что сопровождается значительными выбросами углерода. Природный водород из подземных резервуаров имеет значительно меньший углеродный след, так как образуется естественным образом.