В канадских горных породах скрыт огромный источник природного водорода

Если водород станет широко доступен для заправки транспортных сетей и электросетей по всему миру, это действительно сможет сократить выбросы углекислого газа в атмосферу, которые происходят в настоящее время.

Главная проблема — найти достаточное количество этого материала.

Поэтому исследователи с энтузиазмом восприняли информацию об источнике, обнаруженном под шахтой Кидд-Крик в Онтарио, Канада, где природный водород годами просачивается из скважин.

В новом всеобъемлющем исследовании впервые подробно оценено, насколько обширны эти запасы на самом деле. Результаты исследования опубликованы в журнале PNAS.

Геологи Барбара Шервуд Лоллар из Университета Торонто и Оливер Уорр из Университета Оттавы взяли образцы из 35 скважин вокруг шахты на глубину до 2,9 километров.

Измерялись как концентрация водорода, так и скорость его выброса, причем в некоторых районах эти показатели сохранялись до 11 лет.

Проведя расчеты, исследователи подсчитали, что они могли бы производить 4,7 миллиона киловатт-часов энергии в год — этого достаточно, чтобы обеспечить энергетические потребности 400 домохозяйств в течение 12 месяцев в среднем.

Это огромный объём энергии, который можно было бы извлечь из других источников.

«Данные этого исследования указывают на наличие критически важных неиспользованных возможностей для получения экономически эффективного источника энергии внутри страны, добываемой из горных пород под нашими ногами», — говорит Шервуд Лоллар. «Более того, это обеспечивает ресурс, произведенный в Канаде, который может поддержать местные и региональные промышленные центры и снизить их зависимость от импорта углеводородного топлива».

Водород как источник топлива не производит выбросов – единственным побочным продуктом является вода, – но его производство в чистом виде дорогостоящее и энергоемкое, а также требует большого количества ископаемого топлива (что несколько снижает его привлекательность как экологически чистого источника энергии).

В идеале нам нужно найти природные (или «белые») источники водорода, добыча которых могла бы снизить некоторые производственные затраты, если бы она была экономически целесообразной. Однако правда в том, что мы просто не знаем, сколько природного водорода может быть доступно.

Этот элемент может быть получен в результате химических реакций, происходящих в подземных породах и содержащихся в них грунтовых водах, и давно известно, что водород можно найти под шахтой Кидд-Крик.

Сейчас нам известно лишь то, сколько водорода фактически производится, и что этот процесс стабилен с течением времени. Что касается сетей производства энергии, любые разрабатываемые запасы водорода должны быть жизнеспособными в долгосрочной перспективе.

В качестве дополнительного бонуса, горные породы и геологические условия, обеспечивающие добычу водорода, также являются местом, где можно найти очень востребованные минералы . Если мы сможем использовать запасы водорода в местах, где уже ведется добыча, это будет еще одним успехом.

«Природный водород образуется в тех же горных породах, где находятся канадские месторождения никеля, меди и алмазов, которые в настоящее время ведутся разведкой на предмет наличия таких важных минералов, как литий, гелий, хром и кобальт», — говорит Уорр. «Совместное размещение горнодобывающих ресурсов и предприятий по производству и использованию водорода снижает необходимость в длинных транспортных маршрутах до рынка, хранении водорода и масштабном развитии водородной инфраструктуры».

Белый водород до сих пор в значительной степени игнорировался, представляя интерес лишь для микробиологов, изучающих подземные экосистемы и обитающие в них микроорганизмы, которые зависят от водорода для выживания.

Новое исследование предполагает, что не только существуют обильные природные источники водорода, но они также могут стать полезным местным или региональным источником энергии в районах, где геологические условия и инфраструктура совпадают.

«В мире идет гонка за увеличение доступности водорода с целью декарбонизации и снижения затрат в существующей водородной экономике», — говорит Шервуд Лоллар. «Теперь мы лучше понимаем экономическую целесообразность этого ресурса, который можно сопоставить с месторождениями водорода по всему миру, как уже известными, так и еще не обнаруженными».