Landen over de hele wereld wedijveren om de eerste geologische waterstofhotspot ter wereld te worden. Enkele jaren geleden publiceerde het Amerikaanse ministerie van Energie (Department of Energy) een opzienbarend rapport waarin werd geschat dat er biljoenen tonnen aan natuurlijke waterstofvoorraden in ondergrondse holtes over de hele wereld liggen — en dat een aanzienlijk deel daarvan zou kunnen worden gewonnen voor industrieel gebruik. Energiebedrijven wereldwijd hebben volop gezocht naar de meest geschikte locaties om die theorie op de proef te stellen, en ze richten zich nu op een aantal veelbelovende potentiële goudmijnen. Twee regio's in het bijzonder — China en de Filipijnen — staan vooraan in die zoektocht.

Natuurlijke waterstof — ook wel geologische of "witte" waterstof genoemd — ontstaat ondergronds wanneer water reageert met ijzerrijke mineralen in de aardkorst en de mantel, een proces dat serpentinisatie wordt genoemd, of wanneer natuurlijke straling watermoleculen splitst. Decennialang gingen geologen ervan uit dat waterstof, als lichtste element, simpelweg zou wegsijpelen in plaats van zich op te stapelen, en de conventionele exploratietechnieken voor olie en gas waren nooit ontworpen om ernaar te zoeken. Die aanname begon te wankelen nadat een waterput die in de jaren tachtig in Mali was geboord, decennia later bleek te bevatten: ongeveer 98 procent waterstof — een ontdekking die algemeen wordt gezien als de aanstichter van de moderne stormloop op natuurlijk waterstof.

Nog deze week rapporteerde een nieuwe studie uit China dat wetenschappers recordniveaus van waterstoflekkage hebben gemeten in het Sichuan-bekken, wat erop wijst dat er enorme en makkelijk te winnen voorraden onder het aardoppervlak kunnen liggen. Monsters uit het gebied hadden waterstofzuiverheden van 97,33 procent tot 98,24 procent — de hoogste ooit in China gemeten. "Dit verbrak niet alleen het record voor natuurlijke waterstofconcentratie in China, maar werd ook een van de weinige ontdekkingen wereldwijd met een zuiverheid van meer dan 98,00%", aldus de onderzoekers.

Ondertussen beginnen private partijen in de Filipijnen zich te verdringen rond vergelijkbare waterstoflekkages. Koloma, een energie-startup gesteund door miljardairs — die honderden miljoenen dollars heeft opgehaald bij investeerders, waaronder Bill Gates' Breakthrough Energy Ventures — denkt dat het Zuidoost-Aziatische land waarschijnlijk het epicentrum kan zijn van wat voorbestemd is een geologische waterstofrevolutie te worden. "De Filipijnen hebben de grootste natuurlijke waterstoflekkages ter wereld", zei Koloma-ceo Pete Johnson onlangs tegen Forbes. "Wij hebben reden om te geloven dat deze lekkages verbonden zijn met zeer grote accumulaties."

De potentiële impact van commercieel schaalbare geologische waterstofoperaties is nauwelijks te overschatten. Recente modellen schatten dat de ondergrondse natuurlijke waterstofvoorraden in totaal ongeveer 5,6 x 10^6 Mt (metrische megatonnen) kunnen bedragen. "Als de energiesector slechts 2% van dat totale volume kan winnen, levert dat twee keer zoveel energie op als alle bewezen aardgasreserves ter wereld samen", benadrukte Interesting Engineering in een recent rapport.

Een dergelijke ontwikkeling zou op verschillende cruciale manieren transformerend zijn. Ten eerste zou zij de geopolitiek van de wereldwijde energiesector volledig omvormen, waardoor landen die bovenop deze natuurlijke voorraden liggen enorme nieuwe onderhandelingsmacht krijgen. Voor een land als de Filipijnen — een ontwikkelingsland met beperkte financiële middelen dat van oudsher een netto-importeur van energie is geweest — zou zo'n ontwikkeling alles kunnen veranderen.

Ten tweede zou geologische waterstof de wereldwijde decarbonisatiebeweging een enorme impuls kunnen geven. Waterstof wordt al lang gepresenteerd als wondermiddel om moeilijk te verduurzamen sectoren zoals staalproductie, scheepvaart en transport schoon te maken, omdat het bij hoge temperaturen kan worden verbrand zoals cokeskolen of zware stookolie, maar bij verbranding niets anders dan waterdamp achterlaat. Het probleem is dat de meeste waterstof met fossiele brandstoffen wordt geproduceerd, waardoor de potentiële impact op de CO2-voetafdruk van een sector teniet wordt gedaan. En hoewel groene waterstof — waterstof geproduceerd met schone en hernieuwbare energie — door de jaren heen veel onderzoek- en ontwikkelingsfinanciering heeft ontvangen, blijft het duur en inefficiënt. In de meeste gebruiksscenario's is het zinvoller om schone energie direct te verbruiken dan deze om te zetten in groene waterstof.

Hier komt geologische waterstof om de hoek kijken. Deze opkomende aanpak kan de problemen omzeilen waarmee groene waterstof kampt, door natuurlijke waterstof rechtstreeks uit de aarde te winnen in plaats van energie te gebruiken om deze te produceren. Hoewel de technologie nog in de kinderschoenen staat en projecten zoals die in China en de Filipijnen zich nog in verkennende fasen bevinden, geloven experts dat geologische waterstof binnen afzienbare tijd op grote schaal en tegen zeer lage kosten kan worden geproduceerd.

Geologische waterstof zou mogelijk kunnen worden geproduceerd voor minder dan $1 per kilogram, volgens schattingen van het Amerikaanse ministerie van Energie. Dat is een opmerkelijk cijfer — groene waterstof kost momenteel ongeveer $3,50-6,00 per kilogram. Als het DoE gelijk heeft, zou geologische waterstof zelfs goedkoper zijn dan grijze waterstof die met fossiele brandstoffen wordt gemaakt, wat de economie achter de omvangrijke wereldwijde waterstofsector volledig op zijn kop zou zetten.

De technologie moet nog een lange weg afleggen voordat deze projecties werkelijkheid worden. Nergens ter wereld wordt momenteel geologische waterstof op commerciële schaal geproduceerd, en onderzoekers proberen nog vast te stellen of ondergrondse accumulaties de debieten kunnen aanhouden die commerciële boringen zouden vereisen, aangezien lekkages aan het oppervlak gas vertegenwoordigen dat al is ontsnapt. Maar er worden voortdurend vorderingen gemaakt: in 2024 kende ARPA-E, het agentschap voor geavanceerd onderzoek van het DoE, 20 miljoen dollar toe om exploratie en productie van natuurlijke waterstof te versnellen, en verkennende boringen lopen al van het Midden-Westen van de VS tot Australië. Landen zoals de Verenigde Staten, China en de Filipijnen staan aan de voorhoede van de geologische waterstofrevolutie.

Door Haley Zaremba voor Oilprice.com