Под краката ни: неизчерпаемият енергиен резерв, който тепърва откриваме

Докато светът се бори да намали въглеродните емисии и да намери устойчиви енергийни решения, все повече учени и инвеститори насочват поглед към източник, който отдавна е под краката ни – геоложкият водород. Този природен газ, който се образува в земните недра от милиарди години, може да се окаже липсващото парче от пъзела на енергийния преход.

От случайно откритие в Мали до глобален интерес

Историята започва в началото на 80-те години в малийското градче Буракебугу. Инженери, търсещи вода, попадат на сух сондаж, който вместо вода изпускал газ. Една случайна цигара подпалила струята и създала огромен огнен стълб, който горял седмици наред. Първоначално сондажът бил запечатан, но години по-късно местният предприемач Алиу Диало решава да върне вниманието към странния феномен. С помощта на мобилна лаборатория той установява, че газът е 98% чист водород.

Диало основава компанията Hydroma, която започва да използва ресурса за производство на електроенергия. Днес Буракебугу е единственото място в света, където добивът на подземен водород носи реална икономическа стойност. Но откритието събужда глобален интерес – според индустриални източници вече има около 200 сондажа в различни части на света, макар и засега без търговски резултати.

Как земята „произвежда“ водород

Процесите, чрез които се образува подземният водород, са добре познати на геохимиците. Най-важният от тях е серпентинизацията – реакция между богати на желязо и магнезий скали и вода при висока температура и налягане. В резултат се отделя водород и се формират минерали със спирална структура.

Друг механизъм е радиоактивният разпад на елементи като уран и торий, който разделя молекулите на водата, макар и много по-бавно. Полученият газ се натрупва в порести скали, затворени под непропускливи пластове. Някои изследователи дори предполагат, че земното ядро и мантията отделят първичен водород, който достига повърхността чрез тектонични разломи.

Геоложката служба на САЩ (USGS) изчислява, че в земните пластове по света са уловени около 5,6 трилиона тона водород, а всяка година се добавят между 15 и 31 милиона тона нови запаси. Добивът дори на малък процент би имал огромен ефект върху намаляването на глобалните емисии.

Инвеститорите вече надушват възможността

Откритията на USGS предизвикаха сериозен интерес в индустрията. Австралийският гигант Fortescue купи 40% дял в HyTerra – стартъп, който разработва обекти в САЩ, а американската Koloma набра 247 милиона долара от инвеститори като Amazon и Breakthrough Energy Ventures.

Специалистите разделят предприемачите на два лагера. Едните търсят естествени „джобове“ с натрупан водород, който може да се извлича подобно на природния газ. Другите опитват да стимулират самото образуване на газа чрез инжектиране на вода в богати на желязо скали, превръщайки ги в подземни химически реактори. Това е перспективна идея, защото, за разлика от въглеводородите, водородът може да се образува със скорост, която съвпада с човешкия времеви мащаб.

Амонякът – по-лесният път към бизнеса

Работата с чист водород е сложна, затова някои учени предлагат алтернативен подход – вместо газът да се извлича директно, той да се използва за производството на амоняк. Професор Ивнетим Абате от Масачузетския технологичен институт разработва метод, при който реакция между минерала оливин и воден разтвор на нитрат води до високи добиви на амоняк.

Според изчисленията неговият „цикъл на Абате“ би могъл да произвежда стотици милиони тонове амоняк годишно, при това на цена по-ниска от сегашните индустриални методи, и с едва 3% от техните въглеродни емисии. Амонякът е ключов продукт в селското стопанство и химическата индустрия, което прави този подход особено атрактивен за инвеститорите.

Големите неизвестни

Въпреки огромния потенциал, експертите предупреждават, че индустрията е още в зародиш. Откриването на водородните находища е по-трудно от това на природен газ, тъй като той няма същите спектроскопски характеристики. Освен това добивът крие рискове, а резултатите от сондажите невинаги оправдават вложените средства.

Въпросът дали геоложкият водород може да се превърне в глобален енергиен източник остава открит. Но ако бъде доказано, че може да се добива на цена около 1 долар за килограм, това би го направило далеч по-евтин от сегашните нисковъглеродни алтернативи, които струват между 3 и 7 долара за килограм.

Енергията на бъдещето?

Днес пазарът на чист водород е в задънена улица – компаниите не произвеждат в мащаб, защото няма сигурно търсене, а потребителите не влагат средства в технологии, защото няма стабилни доставки. Геоложкият водород може да е ключът към излизането от този капан.

„Има химически потенциал под краката ни, измерван в трилиони тонове – остава инженерите да открият как да го отключим“, казва Дъглас Уикс от американската ARPA-E.

Ако прогнозите на учените се сбъднат, подземният водород може да се превърне не само в алтернативен енергиен източник, а в един от стълбовете на бъдещата световна икономика.