世界中の国々が、世界初の地質学的水素ホットスポットになるべく競争を繰り広げている。数年前、米国エネルギー省は、世界の地下の空隙に数兆メートルトン規模の天然水素が埋蔵されていると推定する衝撃的な報告書を発表し、その相当量は工業利用のために回収可能だと示した。世界中のエネルギー企業はこの理論を検証する最適な場所を熱心に探査しており、有望な「金の鉱脈」になり得る候補地に照準を絞りつつある。なかでも中国とフィリピンの2地域が、その探索の最前線に立っている。

天然水素は「地質学的水素」あるいは「ホワイト水素」とも呼ばれ、水が地殻やマントル中の鉄分を多く含む鉱物と反応する「蛇紋岩化（サーパンチナイゼーション）」と呼ばれるプロセスや、自然放射線による水分子の分解によって地下で生成される。長年、地質学者は、最も軽い元素である水素は蓄積されずに漏れ出てしまうと考えており、従来の石油・天然ガス探査用ツールは水素を探すようには設計されてこなかった。この前提が崩れ始めたのは、1980年代にマリで掘削された水井が、数十年後に約98%の水素を含んでいると判明してからだ。この発見は、現代の天然水素ラッシュの口火を切ったと広く評価されている。

今週、中国の新たな研究は、科学者が四川盆地で記録的な水素湧出量を測定したと報告した。これは、地下に莫大かつ容易に採取可能な埋蔵量が存在する可能性を示唆している。同地域で採取されたサンプルの水素純度は97.33%～98.24%で、中国国内でこれまでに記録された最高値となった。「これは中国における天然水素濃度の記録を塗り替えただけでなく、世界的に98.00%を超える数少ない発見の一つにもなった」と研究者らは報告している。

一方フィリピンでは、同様の水素湧出をめぐって民間の関心が集まり始めている。億万長者が支援するエネルギー新興企業Koloma——同社はビル・ゲイツのBreakthrough Energy Venturesなどを含む投資家から数億ドルを調達している——は、この東南アジアの国こそが、地質学的水素革命の震源地になる可能性が高いとみている。「フィリピンには、地球上のどこにも見られない最大規模の天然水素の湧出がある。これらの湧出が非常に大規模な集積につながっていると考える理由がある」と、KolomaのCEOであるピート・ジョンソンは最近Forbesに語った。

商業規模に拡大可能な地質学的水素事業が持つ潜在的な影響は、どれほど強調してもし過ぎることはない。最近のモデル推計では、地下の天然水素埋蔵量は合計で約5.6 x 10^6 Mt（メートリック・メガトン）に達するとされる。「エネルギー業界がこの総量のわずか2%を回収するだけでも、世界の確認済み天然ガス埋蔵量全体に含まれるエネルギーの2倍に相当するエネルギーが得られる」と、Interesting Engineeringは最近の報告で強調した。

こうした展開は、いくつかの重要な点で変革をもたらす。第一に、世界のエネルギー産業の地政学を完全に塗り替え、こうした天然の堆積物の真上に位置する国々に新たな巨大な影響力を与えることになる。資金繰りに制約があり、歴史的にエネルギーの純輸入国であった開発途上国のフィリピンにとって、こうした展開はすべてを変えうる。

第二に、地質学的水素は世界の脱炭素の動きを一気に加速させる可能性がある。水素は長年、製鉄、海運、輸送といった脱炭素が難しい分野をクリーンにする「特効薬」として注目されてきた。コークス炭や重燃料油のように高温で燃焼できる一方、燃焼後に残るのは水蒸気だけだからだ。問題は、既存の水素の大半が化石燃料を使って製造されており、各分野のカーボンフットプリントに対する潜在的な効果が相殺されてしまっていることにある。また、クリーンで再生可能なエネルギーで製造されるグリーン水素は、長年にわたり多額の研究開発資金を獲得してきたものの、依然として高価で非効率だ。多くの用途では、クリーンエネルギーをグリーン水素に変換するよりも、直接消費する方が合理的である。

ここで地質学的水素の出番となる。この新興アプローチは、エネルギーを使って水素を製造するのではなく、天然水素を地球から直接採取することで、グリーン水素を苦戦させてきた課題を回避できる可能性がある。技術はまだ黎明期にあり、中国やフィリピンのプロジェクトもまだ探査段階にあるが、専門家らは、そう遠くない将来、地質学的水素を大規模かつ非常に低コストで生産できるようになるとみている。

米国エネルギー省の推計によれば、地質学的水素は1キログラムあたり1ドル未満で生産できる可能性がある。これは驚くべき数字だ。現在のグリーン水素のコストは1キログラムあたり約3.50～6.00ドルである。実際、DoEの推計が正しければ、地質学的水素は化石燃料から製造されるグレー水素よりもさらに安価になり、世界的に大きな水素セクターの経済性を完全に覆すことになるだろう。

こうした予測が実現するまでには、技術にはまだ長い道のりがある。現在、世界のどこにおいても地質学的水素は商業規模では生産されておらず、地表の湧出はすでに逸出したガスを示すものであることから、地下の集積が商業掘削に必要な流量を維持できるかどうかについては、研究者らによる検証が続いている。それでも進展は常に続いている。2024年には、DoEの先進研究機関であるARPA-Eが天然水素の探査・生産の加速のための2000万ドルを交付し、米国中西部からオーストラリアに至るまで探査掘削がすでに始まっている。米国、中国、フィリピンといった国々は、地質学的水素革命の先頭に立っている。

Haley ZarembaによるOilprice.com向けの記事