科学家和初创企业认为，天然氢可能成为下一个重大地质突破，释放出巨量氢气，为清洁能源转型提供动力。美国、加拿大和澳大利亚的研究人员正在绘制并发现所谓地质氢（又称白氢）的潜在资源。白氢将通过开采获得，而非像目前所谓的绿氢那样，利用可再生电力通过电解方式生产。

对白氢的兴趣部分源于其潜在的成本优势：由于不需要以可再生能源驱动的电解，支持者希望一旦找到可商业开采的矿藏，其生产成本可低于绿氢。自马里一口自20世纪80年代起持续产出含氢气体的井被公开确认为天然氢源后，这一概念获得了更广泛关注，推动勘探活动走出学术圈。

近几个月的多项重大发现提升了外界希望：从地下岩石中开采的天然氢，可能成为仍然成本高昂的绿氢生产之外的替代选择。近年来，绿氢未能兑现市场炒作，在高成本和承购协议难以落实的背景下，规划项目与实际启动项目之间存在巨大落差。

随着市场对绿氢的热情有所消退，研究人员和矿业公司正在探索另一条氢气产出路径：从地下岩石中提取天然氢。

澳大利亚在皮尔巴拉地区的突破

最新一项可能催生全新产业的突破来自澳大利亚，科学家在西澳大利亚州皮尔巴拉（Pilbara）地区的铁矿石矿床中发现了一个潜在储量巨大的氢源。

这项研究由埃迪斯科文大学（ECU）工程学院的研究人员发表在《国际氢能期刊》（International Journal of Hydrogen Energy）上，研究对象是铁矿石矿床中的磁铁矿矿物。

研究人员将磁铁矿样本置于200°C的水中，并在高压条件下持续60天，以模拟地球深处环境。他们表示，已找到一种通过向带状铁建造注入溶液来刺激氢气生产的方法，这显著提升了利用这一天然资源的潜力。

据该团队介绍，这项研究提供了迄今最清晰的洞察之一，揭示了天然氢如何在地下形成以及维持生产所需的条件。

“西澳大利亚拥有世界上一些最大规模的带状铁建造。如果我们能大规模开发这一资源，将对我们的能源未来产生变革性影响，”第一作者Kaveh Moghanirahimi表示。

ECU工程学院的Stefan Iglauer教授表示，这项实验可以弥合实验室研究与现实氢气勘探之间的差距。

“我们的研究结果表明，氢气产量不仅取决于磁铁矿的含量，还取决于水能否通过裂隙、孔隙和渗透通道接触新鲜的矿物表面，”Iglauer教授评论道。

加拿大地盾中的氢气累积

就在澳大利亚研究发布前不久，多伦多大学和渥太华大学的加拿大地球化学家今年早些时候发现，氢气正在加拿大地盾——地球上一些最古老的岩石之中——持续累积。他们对单一地点的天然氢浓度进行了测绘，并追踪其长期累积情况，从而为评估潜在的氢气勘探提供了可能。

“这项研究的数据表明，存在关键的未开发机遇，可以从我们脚下的岩石中获取具有成本效益的本土能源，”该研究第一作者、多伦多大学文理学院地球科学系大学教授Barbara Sherwood Lollar表示。

“天然氢是随着时间的推移，通过岩石与岩石中地下水之间的地下化学反应产生的，”Sherwood Lollar说。“加拿大有幸拥有广袤的领土，尤其是加拿大地盾地区，含有产生这种天然氢所需的合适岩石和矿物。”

在加拿大，当地公司Max Power Mining已在勘探白氢，并已在萨斯喀彻温省南部的Lawson综合体开始钻探第三口验证井，深度达地下2,278米（7,473英尺）。

美国的勘探与首张全国分布图

美国也已启动勘探。在澳大利亚上市的HyTerra正在其位于堪萨斯州的Nemaha项目进行白氢生产测试，并对其位于内布拉斯加州的Geneva项目进行井测试。

“建立一个商业化的地质氢项目仍然是我们明确的目标，”HyTerra首席执行官Riley Kemp上月在评论Nemaha项目McCoy-1井的生产测试结果时表示。

去年，美国地质调查局（USGS）发布了首张美国天然地质氢资源远景分布图。该图揭示了可能存在地质氢聚集的值得关注的区域，包括覆盖堪萨斯州、艾奥瓦州、明尼苏达州和密歇根州的大陆中部地区；亚利桑那州、科罗拉多州、新墨西哥州和犹他州组成的“四州交界区”（Four Corners）；加利福尼亚海岸；以及东海岸沿线的多个区域。

目前，这一新兴行业仍处于勘探和验证阶段，关键的悬而未决问题是，这些位于萨斯喀彻温、堪萨斯或内布拉斯加的井能否证明可维持具有商业可行性的氢气流量。

作者：Tsvetana Paraskova，来源：Oilprice.com