越来越多科学家和初创企业认为,天然氢可能是地质领域的下一个重大突破。它有望释放巨量氢气,为清洁能源转型提供动力。在这一点上,业内人士逐渐形成共识。
除了前两年新闻不断的法国,美国、加拿大和澳大利亚的研究人员正在勘测和发现潜在的天然氢气(即“白氢”)资源。这种氢气直接从地下开采,不同于目前依靠可再生能源电解制取的“绿氢”。
近几个月的多项重大发现,让人们重新看好从地下岩石中开采天然氢气的前景。
相比之下,成本高昂的绿氢产业近年来一直不温不火——规划项目与实际落地项目之间存在巨大缺口,成本压力和购销协议难以落实是主要原因。
随着绿氢的热度有所降温,研究机构和矿业公司正转向另一条氢气获取路径:从地下岩石中直接提取天然氢气。
澳大利亚的重大突破
最新的突破性进展来自澳大利亚。科学家在西澳大利亚皮尔巴拉地区的铁矿石矿床中,发现了一个潜在的巨型氢气资源。
这项研究由埃迪斯科文大学(ECU)工程学院的研究人员完成,发表在《国际氢能杂志》上,聚焦于铁矿石中常见的磁铁矿。
研究人员将磁铁矿样本置于 200 摄氏度的高压水环境中,持续 60 天,以模拟地表深处的真实条件。他们发现,通过向条带状铁建造注入特定溶液,可以有效刺激氢气生成,大幅提升这一天然资源的开发潜力。
研究团队表示,这项工作为理解天然氢气的地下形成机制及维持产氢所需条件,提供了迄今最清晰的洞察之一。
论文第一作者 Kaveh Moghanirahimi 表示,西澳拥有全球规模最大的条带状铁建造之一,如果能够实现规模化开发,这将给当地能源格局带来变革性影响。
ECU 工程学院教授 Stefan Iglauer 认为,这项实验有望弥合实验室研究与实际氢气勘探之间的差距。他指出,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到新鲜矿物表面。
加拿大:地盾深处的氢气积累
就在澳大利亚这项研究公布前不久,多伦多大学与渥太华大学的地球化学家们也有新发现:在加拿大地盾——地球上最古老的岩石之一所在区域——氢气正在持续稳定地积聚。
研究团队对单一地点的天然氢气浓度进行了测绘,并追踪了其长期积累情况,从而为评估氢气勘探潜力提供了依据。
论文第一作者、多伦多大学地球科学系教授 Barbara Sherwood Lollar 表示,这项研究揭示出一个尚未被充分开发的机会:从脚下的岩石中获取具有成本优势的本土能源。
她解释道,天然氢气是地下岩石与地下水长期化学反应的产物。加拿大得天独厚——尤其是加拿大地盾区域,蕴藏着大量适合生成天然氢气的岩石和矿物。
在加拿大,本土企业 Max Power Mining 已经展开白氢勘探。该公司正在萨斯喀彻温省南部的 Lawson 矿区钻探第三口验证井,目标深度达 2278 米(约 7473 英尺)。
美国的勘探进展
美国的勘探工作也已启动。澳大利亚上市公司 HyTerra 正在堪萨斯州的 Nemaha 项目开展生产测试,并在内布拉斯加州的 Geneva 项目进行试井。
HyTerra 首席执行官 Riley Kemp 上月在谈及 Nemaha 项目 McCoy-1 井的生产测试结果时表示,建成一个商业化的地质氢气项目,仍是公司当前的核心目标。
去年,美国地质调查局(USGS)发布了美国首份天然地质氢气潜在资源分布图。该图标出了多个重点区域,包括覆盖堪萨斯、爱荷华、明尼苏达和密歇根的中大陆地区,亚利桑那、科罗拉多、新墨西哥和犹他构成的“四角”地区,加利福尼亚沿海地带,以及美国东海岸沿线部分区域。
【信息来源:Oilprice | Tsvetana Paraskova】
