Изненадващо стартъпите масово започнаха да търсят находища с природен водород

Все повече научни доказателства сочат, че дълбоко под земята може да има източник на чисто гориво, което не сме използвали досега, и че неговите запаси, за разлика от петрола и газа, са почти неограничени. Както и в зората на петролната индустрия през XIX в., това откритие предизвика появата на множество стартиращи компании, които искат първи да достигнат до големите залежи.

Усилията за преминаване от безвъглеродна към възобновяема енергия са насочени предимно към вятърната и слънчевата енергия. Но все повече научни доказателства показват, че дълбоко под земята има източник на чисто гориво, който не сме използвали досега и който може да ни осигури много повече енергия, отколкото ни е необходима. Става дума за водорода, който се получава в резултат на естествените геоложки процеси. И както вече се е случвало в зората на петролната индустрия през XIX в., това откритие е довело до множество стартиращи компании, които се опитват първи да открият големите залежи.

„Сега те сондират на случаен принцип“, казва пред Forbes Дъг Уикс, директор на Службата за модерни енергийни изследвания към Министерството на енергетиката на САЩ.

Той сравни компаниите, които търсят водород, са традиционните сондажи, които търсят петрол на нови места с помощта на стандартните технологии и машини за търсене и добив на нефт. Според него може да има „астрономически“ запаси от „геоложки“ водород, като се има предвид колко често се срещат геоложките условия, необходими за образуването му – богати на желязо пластове в близост до тектонични разломи, разпръснати по цялата планета.

„Потенциално това са 150 трилиона метрични тона“, казва Уикс: „Един милиард тона би бил достатъчен за Съединените щати за цяла година“.

Големите енергийни компании като Shell, BP и Chevron се присъединяват към консорциум, основан от Геологическия институт на САЩ и Минното училище в Колорадо, за проучване на „геоложкия“ водород. Но няколко амбициозни стартиращи компании вече извършват проучвания. HyTerra и Natural Hydrogen Energy възнамеряват да направят сондажи в Небраска и Канзас, а Gold Hydrogen търси водород в Австралия. Френски изследователи считат, че той може да бъде открит в старите въглищни мини в региона Елзас-Лотарингия и вече го търсят. В Африка базираната в Монреал компания Hydroma работи с открит преди няколко години водороден кладенец в Мали и търси нови находища. В цветовия спектър на водорода геоложката разновидност се обозначава със златист или бял цвят, а водородът, произведен от възобновяема енергия – със зелен. Видът водород, получен от природен газ, се обозначава със сив цвят.

Има не само зелен и сив водород. Учените от Корнелския и Станфордския университети публикуваха научна работа, в която се казва, че синият водород е твърде лош компромис между сивия и зеления водород. Това е полученият при паров реформинг на метана водород със или без допълнителен етап за улавяне на отделения при този процес въглерод. Пресмятанията на изследователите показаха, че при изгарянето си синият водород нанася на атмосферата с 60% по-голяма вреда в сравнение с изгарянето на дизелово гориво. Той е по-вреден и от директното изгаряне на въглища и на природен газ. Изводът на учените е, че най-голям потенциал за намаляването на вредните емисии има зеленият водород, който е много по-подходящ за прехода към чиста енергетика.

Намирането на потенциални находища на водород изисква приблизително същите умения като тези, използвани в нефтената и газовата промишленост, и са необходими същите сондажни съоръжения, за да се извади водородът изпод хилядите метри земя. Въпреки това, за разлика от находищата на нефт и газ, които са замърсяващи, природният водород се образува постоянно. Съществуват различни теории за това как точно се случва това, но основната гледна точка е, че той е страничен продукт от непрекъсната химична реакция между водата и желязото във фазата на окисляването. Това е междинен етап, при който желязото „не е съвсем ръжда, но не и метал“, обяснява Уикс.

„Представете си потенциала на подземна фабрика за природни горива, която произвежда чиста, използваема енергия през цялото време“, казва Люк Уелтероп, главен оперативен директор на HyTerra в Субиако, Австралия. Той смята, че геоложкият водород „решава проблема с непостоянното производство на енергия от възобновяеми източници и е достатъчно надежден, за да замени източниците на изкопаеми горива“.

Най-разпространеният елемент във Вселената от десетилетия предизвиква интереса на изследователите на чистата енергия. Тя не е толкова сложна, колкото ядреният синтез, но не е лишена и от проблеми. Сега водородът играе ключова роля при дестилацията на нефт, както и при производството на торове, химикали, храни и стомана. Ако пуснете водорода през горивна клетка, той ще създаде електричество, което задвижва автомобилите, като единственият страничен продукт е водната пара. Водородът лесно и евтино може да се произвежда от природния газ, но при този процес силно се замърсява атмосферата с въглероден диоксид. Замяната на газа с вода и енергия от възобновяеми източници решава този проблем, но създава друг: за производството на екологичен водород е необходима повече енергия, отколкото може да се произведе от него. Хубавото на „геоложкия“ водород е, че той решава и двата проблема.

Микробите, които се хранят с водород

Общоприето е мнението, че тъй като водородът е най-лекият елемент в периодичната таблица, той съществува предимно в комбинация с други елементи, а не самостоятелно. Въпреки това от няколко десетилетия се появяват съобщения за природен водород. През 1984 г. изследователят на водорода Роджър Билингс смята, че е открил находища на природен водород в Канзас. Според статия на UPI по това време неговата компания Billings Energy, със седалище в Мисури, възнамерява да използва енергийния потенциал на барел водород, който според нея се равнява на 65 барела петрол. Билингс не отговаря на писмото на Forbes, в което се пита защо проектът се е провалил.

Съществуването на естествен водород напоследък отново стана популярна тема. Учени от университета в Монтана изследват водорода, който се отделя от горещите извори в националния парк Йелоустоун. През февруари 2023 г. списание Science публикува подробна статия за водороден кладенец, открит в Мали през 2015 г., с който сега работи Hydroma.

Защо тогава все още никой не се е опитал да търси естествен водород? Според Джеф Елис, геохимик в Програмата за енергийни ресурси към Геологическата служба на САЩ, дори да оставим настрана факта, че не е известно да съществува „геоложки“ водород, той е труден за намиране заради микробите, които живеят в почвата и го абсорбират. Сред организмите, които се хранят с водород, са caminibacter и aquifex, а откритият в Япония микроб hydrogenobacter thermophilus предпочита водорода от горещите извори.

„Не е изненадващо, че той е бил пренебрегван, защото е безцветен газ без мирис и микробите много ефективно го изяждат под повърхността на почвата, докато той се издига нагоре“, казва Елис пред Forbes. „Възможно е под земята да има много големи залежи. Трябва само да разберем къде да ги открием и можем просто да пробием дупка и да получим чудесен източник на чиста енергия“.

Той обаче предупреждава, че макар в света да има потенциално огромни запаси от геоложки водород, много от тях се намират на труднодостъпни места.

„Много от тях са твърде дълбоки или твърде далеч от брега, а някои находища са толкова малки, че нямат икономически смисъл“, казва Елис. Той предполага, че под земята са скрити поне 10 милиона мегатона водород – много повече от 100-те мегатона, които се използват в момента в промишлеността. С новите начини за използване на този химичен елемент като авиационно гориво или стационарен източник на енергия, световното търсене би трябвало да нарасне до поне 500 млн. тона през следващите 20 години.

„Така че, ако успеем да използваме дори 2% или 3% от тези 10 милиона мегатона, световното търсене от 500 милиона тона годишно ще бъде задоволено за стотици години“, казва още той.

И не става дума само за потенциалния достъп до евтин и чист водород. Важно е, казва Елис, че подземните условия, при които се получава водород, могат да допринесат и за получаването на хелий – ценен газ, който се използва в промишлеността и става все по-скъп с намаляването на предишните запаси.

HyTerra, която набра 4 млн. долара първоначално финансиране за сондиране и планира да набере още няколко милиона, работи с Natural Hydrogen Energy за разработване на кладенци в Женева, Небраска. Този месец стартъпът съобщи, че си е осигурил правата за сондажи за водород по протежение на веригата Nemaha Range в Канзас. И двата обекта се намират в близост до Средноконтиненталния разлом – тектоничен разлом, който преминава през Северна Америка.

Създаване на пазар за водород

Все още не са решени въпросите за това как да се открият големите геоложки натрупвания на водород и как той да се извлича безопасно. Уикс иска да създаде федерална програма за отпускане на безвъзмездни средства, за да помогне на корпоративните и университетските изследователи да разработят методи за стимулиране на естествения подземен процес, който произвежда водород: теоретично химическите или електрическите методи биха позволили значително увеличаване на обема на газа. Това би могло да изиграе ключова роля за комерсиализацията на геоложкия водород, тъй като ще позволи на компаниите да увеличат производството.

„Ще бъдем първата правителствена програма в САЩ или в чужбина, която ще потвърди съществуването на подобна възможност“, казва Уикс.

Може да минат години, докато се потвърди, че от подземните източници могат да се извличат големи търговски количества природен водород, но това не е от решаващо значение. Водородът като гориво едва започва да излиза от сегашната си индустриална ниша. Според Елис пазарът все още не е изграден.

„Ако днес пробия дупка в двора си и намеря водород, вероятно няма да мога да го продам на никого“, казва той. Отчасти това е причината HyTerra и Natural Hydrogen Energy да правят съвместни сондажи в Небраска.

„Избрали са това място, защото наблизо има фабрика за торове“, казва той. – Свързват се с тях и казват: „Бихте ли купували водород от нас?“ И фабриката е отговорила: „Разбира се.“ Така че те си имат пазар наблизо.

Според Елис, ако стартиращите предприятия успеят, големите петролни компании, които са в състояние да инвестират милиарди долари в геоложки водород, също ще се включат в играта: „Засега те не търсят кладенци. Те са заели изчаквателна позиция„.