На Земле найдены огромные запасы водорода: человечеству хватит на десятки тысяч лет

Запасы водорода, образующегося естественным образом в земной коре, могут помочь человечеству в декарбонизации. Основная проблема заключается в том, что человечеству необходимо найти эти скопления, а также определить наилучшие способы их добычи, пишет Live Science.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

В 1987 году рабочий закурил у новой скважины, расположенной недалеко от деревни Буракебугу в Мали — в тот же момент прозвучал взрыв. Спустя годы стало известно, что произошло на самом деле: взорвались незамеченные облака легковоспламеняющегося водорода, поднимавшегося из газового резервуара под скважиной.

Тогда скважину забросили, однако в 2011 году нефтегазовая компания Petroma расконсервировала скважину, чтобы изучить возможность добычи водорода для получения прибыли. К 2012 году компания разработала скважину для производства электроэнергии для Буракебугу, и деревня до сих пор использует этот водород в качестве источника энергии.

Отметим, что скважина в Буракебугу — первая и единственная в мире продуктивная водородная скважина. Водород, смешанный с кислородом — самая маленькая и простая молекула в мире, однако она способна генерировать электроэнергию без выбросов парниковых газов, с образованием лишь тепла и воды в качестве побочных продуктов.

Это делает водород чистым источником энергии. Более того, ученые ожидают, что к 2050 году спрос на водород для производства микроэлектроники, снабжения промышленности, а также для питания транспортных средств и зданий вырастет в пять раз.

Водород легче воздуха и очень реактивен, поэтому ученые долгое время считали, что он не накапливается в земной коре так же, как ископаемое топливо. Однако теперь мы точно знаем, что это не так. Сегодня компании, занимающиеся разведкой ресурсов, спешат найти месторождения природного водорода, также известного как "золотой" водород. Ученые также вносят свою лепту, определяя ключевые "ингредиенты", необходимые для образования таких месторождений. По словам геохимика-нефтяника из Геологической службы США Джеффри Эллиса, чем больше ученые ищут, тем больше им удается узнать.

Источники "золотого" водорода

Открытие в Мали положило начало всемирной охоте за водородными резервуарами. Однако прежде чем геологи начнут дорогостоящие разведочные проекты, необходимо понять, сколько водорода на самом деле может быть скрыто в недрах Земли.

Новые оценки указывают на то, что в недрах нашей планеты может быть скрыто невероятное количество водорода. Например, согласно недавнему исследованию, континентальная кора Земли за последние 1 миллиард лет произвела достаточно водорода, чтобы удовлетворить текущие энергетические потребности человечества в течение 170 000 лет. Отметим, что другие оценки вдвое превышают эту цифру.

Однако большая часть этого водорода ушла в земную атмосферу. В новом исследовании ученые сосредоточились на подсчете того, сколько этого водорода осталось в земной коре. В прошлом году исследователи подсчитали, что Земля содержит 6,2 триллиона тонн водорода, что примерно в 26 раз превышает количество нефти, оставшейся в недрах. Местонахождение этих запасов водорода в значительной степени неизвестно, но большинство из них, вероятно, находятся слишком глубоко или слишком далеко от берега, чтобы к ним можно было получить доступ, а некоторые месторождения могут быть слишком малы, чтобы их добыча была целесообразной. С другой стороны, считается, что всего 2% от общего количества запасов планеты на самом деле могут заменить нынешнее ископаемое топливо на 200 лет.

Карта сокровищ

В начале текущего года ученые опубликовали карту, показывающую, где могут существовать запасы водорода в континентальной части США. Для этого ученые использовали данные гравитационных и магнитных сигналов для оценки состава горных пород по всей земной коре и определения мест миграции водорода под землю.

По словам доцента геохимии в Университете Оттавы Оливера Уорра, наилучшими источниками водорода являются богатые железом породы, генерирующие водород посредством "реакции гидратации", в ходе которых вода реагирует с породами. Другими хорошими источниками водорода являются богатые ураном и торием породы, которые производят альфа-частицы при распаде радиоактивных элементов.

Ученые также обнаружили, что обязательным условием для источников водорода является температура — породы должны быть горячими, от 250 до 300 градусов по Цельсию, что гарантирует высокую скорость реакции. Кроме того, Другими хорошими источниками водорода являются богатые ураном и торием породы, которые производят альфа-частицы при распаде радиоактивных элементов.

Пятый критерий для формирования водородного резервуара — это непроницаемая "герметизация", которая удерживает газ внутри резервуара. Шестое и последнее условие — это минимальная микробная активность в месте образования и накопления водорода, поскольку микроорганизмы потребляют водород