科學家與新創公司相信，天然存在的氫可能是下一個重大地質突破，能釋放大量氫氣以推動潔淨能源轉型。美國、加拿大與澳洲的研究人員正在繪製並發現所謂地質氫（又稱白氫）的潛在來源。白氫將以開採方式取得，而非像所謂的綠氫那樣，利用再生能源電力進行電解來生產。

對白氫的興趣部分源於其潛在的成本優勢：由於不需要以再生能源驅動的電解，支持者希望在找到具商業開採價值的礦藏後，其生產成本能低於綠氫。自馬利一座自 1980 年代以來一直產出含氫氣體的井被公開確認為天然氫來源後，這一概念獲得更廣泛的關注，推動勘探活動擴及學術圈之外。

近幾個月的多項重大發現，提高了以地下岩石開採天然氫作為替代方案的期望——綠氫生產成本至今仍然高昂，且近年來未能兌現外界的高度期待，在成本居高不下與承購協議難以敲定的情況下，計劃中與實際啟動的專案之間存在巨大落差。

隨著對綠氫的熱情略微降溫，研究人員與礦業公司正在探索另一條產氫途徑：從地下岩石中萃取天然氫。

澳洲在皮爾布拉地區的突破

最新一項可能催生全新產業的突破來自澳洲，科學家在西澳洲皮爾布拉地區的鐵礦床中發現了一個潛在的巨大氫源。

這項研究由埃迪斯科文大學（ECU）工程學院的研究人員發表於《國際氫能期刊》，研究對象是鐵礦床中常見的磁鐵礦。

研究人員將磁鐵礦樣本置於 200°C 的水中，並在高壓條件下放置 60 天，以模擬地球深處的環境。他們表示，已找到一種透過向帶狀鐵礦層注入溶液來刺激產氫的方法，這大幅提升了開發此一天然資源的潛力。

研究團隊指出，這項研究提供了迄今最清晰的洞見之一，說明天然氫如何在地下形成，以及維持產氫所需的條件。

「西澳洲擁有全球部分最大型的帶狀鐵礦層。如果我們能大規模開發這項資源，將可能徹底改變我們的能源未來，」主要作者 Kaveh Moghanirahimi 表示。

ECU 工程學院的 Stefan Iglauer 教授表示，這項實驗有望彌合實驗室研究與實際氫勘探之間的落差。

「我們的研究結果顯示，產氫不僅取決於磁鐵礦的含量，還取決於水能否透過裂隙、孔隙與滲透通道接觸到新鮮的礦物表面，」Iglauer 教授評論道。

加拿大地盾中的氫氣累積

就在這項澳洲研究之前，加拿大多倫多大學與渥太華大學的地球化學家今年稍早發現，氫氣正在加拿大地盾——地球上部分最古老的岩石之中——持續累積。他們繪製了天然氫濃度分布圖，並追蹤其在單一地點的長期累積情況，使評估潛在的氫勘探成為可能。

「這項研究的數據顯示，存在關鍵且尚未開發的機會，可以從我們腳下的岩石中取得符合成本效益的國內能源，」該研究主要作者、多倫多大學文理學院地球科學系大學教授 Barbara Sherwood Lollar 表示。

「天然氫是隨時間透過岩石與岩石中地下水之間的地下化學反應而生成，」Sherwood Lollar 說。「加拿大很幸運，其廣闊的領土，尤其是加拿大地盾，含有生成這種天然氫所需的合適岩石與礦物。」

在加拿大，當地公司 Max Power Mining 已在勘探白氫，並已在薩斯喀徹溫省南部的 Lawson 礦區開鑽第三口驗證井，深入地下 2,278 公尺（7,473 英尺）。

美國的勘探與首份全國地圖

美國也已展開勘探。在澳洲上市的 HyTerra 正在其位於堪薩斯州的 Nemaha 專案進行白氫生產測試，並在內布拉斯加州的 Geneva 專案進行井測試。

「建立一個具商業規模的地質氫專案仍是我們明確的目標，」HyTerra 執行長 Riley Kemp 上個月在評論 Nemaha 專案 McCoy-1 井的生產測試結果時表示。

去年，美國地質調查所（USGS）發布了首份美國天然地質氫資源遠景位置地圖。該地圖揭示了可能蘊藏地質氫聚集的關注區域，包括涵蓋堪薩斯州、愛荷華州、明尼蘇達州與密西根州的中部大陸地區；由亞利桑那州、科羅拉多州、新墨西哥州與猶他州組成的四州交界區；加州海岸；以及東岸沿線地區。

目前，這個新興產業仍處於勘探與驗證階段，關鍵的未解問題在於：這些位於薩斯喀徹溫、堪薩斯或內布拉斯加的井，能否證明可持續產出具商業價值的氫流量。

作者：Tsvetana Paraskova，Oilprice.com