Геологи из Оксфордского университета оценили запасы ископаемого водорода. По их оценкам его хватит, чтобы обеспечить человечество энергией на 170 тысяч лет. Ученые описали условия, в которых водород может образовываться и накапливаться. Многие компании уже начали поиски месторождений водорода.
Геологи считают, что скрытый источник чистой энергии может питать Землю 170 000 лет
Геологи из Оксфордского университета оценили запасы ископаемого водорода. По их оценкам его хватит, чтобы обеспечить человечество энергией на 170 тысяч лет. Ученые описали условия, в которых водород может образовываться и накапливаться. Многие компании уже начали поиски месторождений водорода.
Сибирские траппы. Столбчатое соединение в магматических породах плато Путорана. Возможно, здесь есть месторождение ископаемого водорода. Википедия
Недавние открытия свидетельствуют о том, что подземные водородные резервуары находятся во многих регионах мира. Обнаружение таких резервуаров может помочь ускорить глобальный энергетический переход, но до сих пор геологи имели лишь отрывочное представление о том, как образуются крупные водородные скопления и где их искать.
«Цель на данный момент заключается в том, чтобы найти места, где водород высвобождался, накапливался и сохранялся», — говорит Крис Баллентайн, профессор Оксфордского университета и ведущий автор статьи об ископаемом водороде в журнале Nature Reviews Earth and Environment.
По мнению ученых, за последний миллиард лет земная кора произвела достаточно водорода, чтобы удовлетворять наши потребности в энергии в течение 170 000 лет. Но пока неясно, сколько водорода можно добыть. Ученые перечислили геологические условия, стимулирующие образование и накопление природного водорода под землей. Это должно помочь поискам водородных резервуаров.
«Конкретные условия накопления и производства водородного газа тщательно изучаются целым рядом геологоразведочных компаний, (например, Koloma, финансируемая консорциумом во главе с фондом Breakthrough Energy Билла Гейтса, Hy-Terra, финансируемая Fortescue, и Snowfox, финансируемая British Petroleum и RioTinto). Водородные резервуары будут сильно отличаться для различных геологических условий», — говорит Баллентайн.
Где и как рождается ископаемый водород
a-j, Геологические террейны, в которых могут быть обнаружены потенциальные промышленные природные водородные системы (буквы в кружках): офиолитовый водно-породный источник (а), с миграцией в вышележащие обломочные коллекторы в пределах рифтовых структур (b); радиогенные граниты с источником радиолиза (c), запертые в структурах соляных бассейнов (d); базальт затопления и водно-породный источник (e), запертый в обломочных отложениях вблизи соляных и инверсионных структур (f); радиогенные граниты с источником радиолиза (g), запертые в трещиноватых гранитах (h); и ультраосновной водно-породный источник (i), запертый в вышележащих карбонатных и обломочных породах и силловых ловушках (j).
Для образования природных водородных резервуаров необходимы три ключевых элемента: источник водорода, породы-коллекторы и естественные уплотнения, удерживающие газ под землей. Существует дюжина природных процессов, способных образовывать водород, самый простой из которых — химическая реакция расщепления воды на водород и кислород, и любой тип породы, в которой происходит хотя бы один из этих процессов, является потенциальным источником водорода, говорит Баллентайн.
«Одно из мест, которое вызывает большой интерес, находится в Канзасе, где в результате разлома, сформировавшегося около 1 миллиарда лет назад, образовалось огромное скопление пород (в основном базальтов), которые могут реагировать с водой, образуя водород», — говорит ученый.
Основываясь на знаниях о том, как другие газы высвобождаются из горных пород, авторы обзора предполагают, что тектонические напряжения и сильные тепловые потоки могут высвобождать водород глубоко в земной коре и выталкивать его близко к поверхности, где он будет коммерчески доступен.
В пределах земной коры перспективным для геологоразведочных компаний может оказаться широкий спектр геологических условий, начиная от офиолитовых комплексов и заканчивая крупными магматическими провинциями и архейскими зеленокаменными поясами.
Крупнейшая магматическая провинция в России и одна из крупнейших в мире — это Сибирские траппы, расположенные на Восточно-Сибирской платформе, они занимают площадь около 2 миллионов км² и по геологическим условиям вполне могут накапливать и хранить водород.
Офиолитовый ландшафт в итальянской провинции Сондрио. Скалы богаты железом, которое придает им красновато-коричневый цвет.
Офиолиты — это куски земной коры и верхней мантии, которые когда-то находились под океаном, а затем были выброшены на сушу. В 2024 году исследователи обнаружили огромный резервуар водорода внутри офиолитового комплекса в Албании. Магматические породы — это породы, застывшие из магмы или лавы, а архейские зеленокаменные пояса — это образования возрастом до 4 миллиардов лет, для которых характерны зеленые минералы, такие как хлорит и актинолит.
Водород используется для производства ключевых промышленных химикатов, таких как метанол и аммиак, который является компонентом большинства удобрений. Этот газ также может способствовать переходу от ископаемого топлива, поскольку водород может питать как автомобили, так и электростанции.
Но сегодня водород производят из углеводородов, а это значит, что производство газа сопровождается огромными выбросами углекислого газа. «Чистый» водород из подземных резервуаров имеет гораздо меньший углеродный след, поскольку он возникает естественным путем.