Учёные и стартапы полагают, что природный водород может стать следующим крупным геологическим прорывом, открывающим доступ к огромным объёмам водорода для энергетического перехода. Исследователи в США, Канаде и Австралии картографируют и открывают потенциальные источники так называемого геологического, или белого, водорода, который предстоит добывать, а не производить с помощью электролиза на основе возобновляемой электроэнергии — процесса, лежащего в основе так называемого зелёного водорода.

Интерес к белому водороду отчасти объясняется его потенциальным ценовым преимуществом: поскольку он не требует электролиза на базе ВИЭ, сторонники надеются, что при обнаружении коммерчески извлекаемых месторождений его можно будет производить дешевле зелёного водорода. Широкое внимание концепция получила после того, как скважина в Мали, с 1980-х годов производившая газ с содержанием водорода, была публично идентифицирована как источник природного водорода, что подтолкнуло разведку за пределы академических кругов.

Несколько крупных открытий за последние месяцы укрепили надежды на то, что добываемый из подземных пород природный водород может стать альтернативой по-прежнему дорогостоящему производству зелёного водорода. В последние годы зелёный водород не оправдал завышенных ожиданий: сохраняется большой разрыв между запланированными и фактически запущенными проектами на фоне высоких издержек и трудностей с заключением соглашений о сбыте.

По мере того как энтузиазм в отношении зелёного водорода несколько угас, исследователи и горнодобывающие компании изучают другой путь получения водорода: извлечение природного водорода из подземных пород.

Австралийский прорыв в Пилбаре

Последний прорыв, способный дать начало совершенно новой отрасли, был анонсирован в Австралии, где учёные выявили потенциально огромный источник водорода в железорудных месторождениях Западной Австралии в регионе Пилбара.

Исследование, опубликованное в International Journal of Hydrogen Energy исследователями из инженерной школы университета Эдит Коуэн (ECU), было посвящено минералу магнетиту, содержащемуся в железорудных месторождениях.

Исследователи провели эксперимент, подвергая образцы магнетита воздействию воды при температуре 200°C и высоком давлении в течение 60 дней, воспроизводя условия, существующие глубоко под поверхностью Земли. По их словам, они нашли способ стимулировать производство водорода путём закачки раствора в полосчатые железистые формации, что значительно повышает потенциал использования этого природного ресурса.

По словам команды, их исследование даёт одно из самых чётких на сегодня представлений о том, как природный водород образуется под землёй и какие условия необходимы для устойчивого производства.

«В Западной Австралии расположены одни из крупнейших в мире полосчатых железистых формаций. Если мы сможем освоить этот ресурс в промышленных масштабах, это может стать трансформационным событием для нашего энергетического будущего», — заявил ведущий автор исследования Кавех Могханирахими.

Эксперимент может стать мостом между лабораторными исследованиями и реальной разведкой водорода, отметил профессор Стефан Иглауэр из инженерной школы ECU.

«Наши результаты показывают, что производство водорода зависит не только от количества присутствующего магнетита, но и от того, насколько легко вода может проникать к свежим минеральным поверхностям через трещины, поры и проницаемые каналы», — прокомментировал профессор Иглауэр.

Накопление водорода в Канадском щите

Австралийское исследование появилось вскоре после того, как канадские геохимики из Торонтского и Оттавского университетов в начале этого года обнаружили, что водородный газ постоянно накапливается в Канадском щите — в одних из древнейших пород на Земле. Они составили карту концентраций природного водорода и отследили его долгосрочное накопление в одной точке, что позволяет оценить потенциал разведки водорода.

«Данные этого исследования указывают на критически важные неиспользованные возможности доступа к внутреннему источнику экономически эффективной энергии, производимой из пород у нас под ногами», — сказала ведущий автор исследования, университетский профессор Барбара Шервуд Лоллар из кафедра наук о Земле факультета искусств и науки Торонтского университета.

«Природный водород образуется с течением времени в результате подземных химических реакций между породами и грунтовыми водами в этих породах», — отметила Шервуд Лоллар. «Канаде повезло, что огромные части её территории, особенно Канадский щит, содержат подходящие породы и минералы для образования этого природного водорода».

В Канаде местная компания Max Power Mining уже ведёт разведку белого водорода и приступила к бурению третьей оценочной скважины глубиной 2 278 метров (7 473 фута) на комплексе Лоусон на юге провинции Саскачеван.

Разведка в США и первая национальная карта

Разведка началась и в США. Зарегистрированная в Австралии компания HyTerra проводит испытания добычи белого водорода на проекте Немаха в Канзасе и испытания скважин на проекте Дженива в Небраске.

«Создание коммерческого проекта по геологическому водороду остаётся нашим чётким приоритетом», — заявил в прошлом месяце генеральный директор HyTerra Райли Кемп, комментируя результаты испытаний добычи на скважине McCoy-1 в Немахе.

В прошлом году Геологическая служба США (USGS) опубликовала первую карту перспективных месторождений природного геологического водорода в США. Карта выявила зоны интереса, которые могут содержать скопления геологического водорода, включая центральный регион, охватывающий Канзас, Айову, Миннесоту и Мичиган; штаты «Четырёх углов» — Аризону, Колорадо, Нью-Мексико и Юту; побережье Калифорнии; и районы вдоль восточного побережья.

Пока новая отрасль остаётся на стадии разведки и оценки, и ключевой открытый вопрос — смогут ли какие-либо из этих скважин — в Саскачеване, Канзасе или Небраске — продемонстрировать устойчивые, коммерчески жизнеспособные потоки водорода.

Автор: Цветана Параскова, Oilprice.com