Naukowcy i startupy uważają, że naturalnie występujący wodór może być kolejnym przełomem geologicznym, umożliwiającym pozyskanie ogromnych ilości wodoru napędzających transformację energetyczną. Badacze w Stanach Zjednoczonych, Kanadzie i Australii kartują i odkrywają potencjalne źródła tzw. wodoru geologicznego, czyli białego wodoru, który byłby wydobywany, a nie produkowany metodą elektrolizy z użyciem energii odnawialnej — procesu, za pomocą którego pozyskuje się obecnie tzw. zielony wodór.

Zainteresowanie białym wodorem wynika częściowo z jego potencjalnej przewagi kosztowej: ponieważ nie wymaga elektrolizy zasilanej energią odnawialną, zwolennicy mają nadzieję, że będzie można go pozyskiwać taniej niż zielony wodór, o ile zostaną znalezione komercyjnie eksploatowalne złoża. Koncepcja zyskała szerszą uwagę po tym, jak otwór w Mali, produkujący gaz zawierający wodór od lat 80. XX wieku, został publicznie zidentyfikowany jako źródło naturalnego wodoru, co pobudziło poszukiwania wykraczające poza kręgi akademickie.

Kilka istotnych odkryć z ostatnich miesięcy wzmogło nadzieje, że wydobywany z podziemnych skał naturalny wodór może stanowić alternatywę dla wciąż kosztownej produkcji zielonego wodoru. Zielony wodór w ostatnich latach nie spełnił pokładanych w nim nadziei — między planowanymi a faktycznie uruchomionymi projektami istnieje duża luka, na co wpływają wysokie koszty i trudności w zawieraniu umów zbytu.

W miarę jak entuzjazm wobec zielonego wodoru nieco przygasł, badacze i firmy górnicze eksplorują inną drogę pozyskiwania wodoru: wydobycie naturalnego wodoru z podziemnych skał.

Australijski przełom w regionie Pilbara

Najnowszy przełom, który może dać początek całkowicie nowej branży, ogłoszono w Australii, gdzie naukowcy zidentyfikowali potencjalnie ogromne źródło wodoru w złożach rudy żelaza w Australii Zachodniej, w regionie Pilbara.

Badanie, opublikowane w International Journal of Hydrogen Energy przez badaczy z Wydziału Inżynierii Edith Cowan University (ECU), dotyczyło minerału magnetytu, występującego w złożach rudy żelaza.

Badacze przeprowadzili eksperyment, poddając próbki magnetytu działaniu wody w temperaturze 200°C i pod wysokim ciśnieniem przez 60 dni, odtwarzając warunki panujące głęboko pod powierzchnią Ziemi. Według nich znaleźli sposób na stymulację produkcji wodoru poprzez wstrzykiwanie roztworu w formacje żelaziste, co znacząco zwiększa potencjał wykorzystania tego naturalnie występującego zasobu.

Zdaniem zespołu ich badania dostarczają jednych z najjaśniejszych dotąd informacji o tym, jak naturalny wodór powstaje pod ziemią i jakie warunki są potrzebne do utrzymania produkcji.

"Australii Zachodnia ma jedne z największych na świecie formacji żelazistych. Jeśli uda nam się uruchomić ten zasob na dużą skalę, może to być przełomowe dla naszej energetycznej przyszłości" — powiedział główny autor badania Kaveh Moghanirahimi.

Eksperyment może pomóc przełożyć badania laboratoryjne na rzeczywistą eksplorację wodoru — stwierdził profesor Stefan Iglauer z Wydziału Inżynierii ECU.

"Nasze wyniki pokazują, że produkcja wodoru zależy nie tylko od ilości obecnego magnetytu, ale także od tego, jak łatwo woda może docierać do świeżych powierzchni minerałów przez szczeliny, pory i przepuszczalne drogi" — skomentował profesor Iglauer.

Akumulacja wodoru w Tarczy Kanadyjskiej

Australijskie badanie pojawiło się wkrótce po tym, jak kanadyjscy geochemicy z University of Toronto i University of Ottawa odkryli na początku tego roku, że gaz wodorowy systematycznie gromadzi się w Tarczy Kanadyjskiej, wśród jednych z najstarszych skał na Ziemi. Zmapowali stężenie naturalnego wodoru i prześledzili jego długoterminową akumulację w jednym miejscu, co pozwala ocenić potencjał poszukiwań wodoru.

"Dane z tego badania sugerują, że istnieją kluczowe, niewykorzystane Opportunities dostępu do krajowego źródła opłacalnej energii wytwarzanej ze skał pod naszymi stopami" — powiedziała główna autorka badania, profesor Barbara Sherwood Lollar z Wydziału Nauk o Ziemi na Wydziale Sztuki i Nauki University of Toronto.

"Naturalny wodór powstaje z czasem w wyniku podziemnych reakcji chemicznych między skałami a wodami podziemnymi w tych skałach" — dodała Sherwood Lollar. "Kanada ma szczęście, że ogromne części jej terytorium, szczególnie Tarcza Kanadyjska, zawierają odpowiednie skały i minerały do wytwarzania tego naturalnego wodoru."

W Kanadzie lokalna firma Max Power Mining prowadzi już poszukiwania białego wodoru i rozpoczęła wiercenie trzeciego otworu walidacyjnego do głębokości 2 278 metrów (7 473 stóp) w kompleksie Lawson w południowej Saskatchewan.

Amerykańska eksploracja i pierwsze krajowe kartowanie

Poszukiwania rozpoczęły się również w Stanach Zjednoczonych. Notowana w Australii spółka HyTerra prowadzi testy produkcyjne białego wodoru w projekcie Nemaha w Kansas oraz testy odwiertów w projekcie Geneva w Nebrasce.

"Utworzenie komercyjnego projektu wodoru geologicznego pozostaje naszym jasnym celem" — powiedział w zeszłym miesiącu prezes HyTerra Riley Kemp, komentując wyniki testów produkcyjnych na otworze McCoy-1 w projekcie Nemaha.

W zeszłym roku Amerykańska Służba Geologiczna (USGS) opublikowała pierwszą mapę perspektywicznych lokalizacji naturalnie występujących zasobów wodoru geologicznego w Stanach Zjednoczonych. Mapa ujawniła obszary zainteresowania, które mogą zawierać akumulacje wodoru geologicznego, w tym region środkowego kontynentu obejmujący Kansas, Iowę, Minnesota i Michigan; stany Four Corners, czyli Arizonę, Kolorado, Nowy Meksyk i Utah; wybrzeże Kalifornii; oraz obszary wzdłuż wschodniego wybrzeża.

Na razie wschodząca branża pozostaje na etapie eksploracji i walidacji, a kluczowym otwartym pytaniem jest to, czy którykolwiek z tych odwiertów — w Saskatchewan, Kansas lub Nebrasce — będzie w stanie wykazać trwałe, komercyjnie opłacalne przepływy wodoru.

Autor: Tsvetana Paraskova dla Oilprice.com