2023年11月13日 18:01 新浪網(wǎng) 作者 中國企業(yè)家俱樂部
氫被譽為“未來的清潔燃料”。它在燃燒時只釋放熱量和水，是化石燃料最有吸引力的替代品。但并非所有的氫都一樣。目前大部分氫氣生產(chǎn)依賴于天然氣或煤炭，其過程會排放大量二氧化碳，也被稱為“灰氫”。在這個制取過程中，如果加上二氧化碳的捕獲，則被稱為“藍(lán)氫”?！熬G氫”則是利用清潔能源分解水產(chǎn)生。顧名思義，綠氫最環(huán)保，但價格昂貴且產(chǎn)量較少。
有沒有一種可能，完全省掉這些生產(chǎn)過程，直接從地下提取天然的氫呢？以前，包括一些科學(xué)家在內(nèi)，是不相信地球內(nèi)存在大量純凈氫氣的。因為氫是地球上最豐富、最活躍、最輕的化學(xué)元素，天然存在于從水到植物的一切物質(zhì)中，很少單獨存在。直到最近十來年，大規(guī)模的天然氫氣不斷被發(fā)現(xiàn)，才為開發(fā)天然氫提供新的可信度。最典型的案例是，2012年，在西非內(nèi)陸國家馬里一個偏遠(yuǎn)山村，鉆探的一口井被發(fā)現(xiàn)排放出幾乎純天然的氫氣。從那時起，地質(zhì)學(xué)家越來越多地嘗試從地表以下提取這種天然氫。今年5月，法國洛林地區(qū)又意外發(fā)現(xiàn)大量天然氫礦藏。該礦床可能含有600萬至2.5億噸氫，是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最大的此類礦藏之一。除了法國、馬里之外，包括美國、東歐、俄羅斯、澳大利亞、阿曼等國家地區(qū)，都發(fā)現(xiàn)了天然氫礦床。
天然氫也稱為白氫、金氫或地質(zhì)氫，不需要使用大量電力將其從氧等其他元素中分離出來，價格足夠便宜。對于許多初創(chuàng)公司來說，這是一個誘人的前景，引發(fā)了全世界尋找白氫、投資白氫的熱潮。全球各地的研究人員也對白氫產(chǎn)生了興趣，認(rèn)為它可以幫助我們加快將世界從氣候危機中拯救出來。白氫能否成為安全清潔能源的關(guān)鍵？為什么它才剛剛被探索？
美國堪薩斯州天然氫能公司鉆探作業(yè)現(xiàn)場。來源：CNN
今年夏天，法國國家科學(xué)研究中心的兩位科學(xué)家雅克·皮羅農(nóng)(Jacques Pironon) 和菲利普·德·多納托 (Phillipe De Donato) 正在使用“世界首創(chuàng)”的專用探測器評估洛林礦盆地底土中的甲烷含量，他們本來是去尋找化石燃料，沒想到有意外發(fā)現(xiàn)。在幾百米深處，探測器發(fā)現(xiàn)了低濃度的氫氣。皮羅農(nóng)告訴美國有線電視新聞網(wǎng)：“這對我們來說并不是一個真正的驚喜?！?在鉆孔表面附近發(fā)現(xiàn)少量物質(zhì)是很常見的。但隨著探測的深入，氫濃度逐漸升高。在1,100米處，該比例為14%；在1,250米處，比例為20%。
皮羅農(nóng)說，這令人驚訝。它表明下面存在一個巨大的氫氣庫。他們進(jìn)行了計算，估計該沉積物可能含有600萬至2.5億噸氫，相當(dāng)于目前世界灰氫年產(chǎn)量的一半以上。皮羅農(nóng)說，這可能使其成為迄今為止發(fā)現(xiàn)的最大的白氫礦床之一。這一發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步激發(fā)了人們對白氫本已狂熱的興趣。長期以來，科學(xué)家們一直懷疑自然界中是否真的有足夠的白氫，以至于懷疑是否有理由去投資勘探和提取白氫，但法國的這一最新發(fā)現(xiàn)，為制定此類計劃提供了新的可信度。美國地質(zhì)調(diào)查局的地球化學(xué)家杰弗里-埃利斯（Geoffrey Ellis）估計，地球表面下可能潛藏著數(shù)百億噸的白氫，這使目前每年生產(chǎn)的1億噸氫（主要來自化石燃料）相形見絀。埃利斯對媒體表示，這數(shù)百億噸白氫大部分幾乎可以肯定是非常小的積聚，或者離岸很遠(yuǎn)，或者太深，實際上生產(chǎn)起來并不經(jīng)濟(jì)。但是，只要能找到并提取1%，就能在200年內(nèi)提供5億噸氫氣。如果埃利斯的判斷是對的，那么白氫的尋找和生產(chǎn)將顛覆清潔能源產(chǎn)業(yè)。與此同時，在西班牙東北部，勘探公司Helios Aragón 表示已發(fā)現(xiàn)一個儲量超過100萬噸的氫氣儲層，計劃于2024年開始鉆探。
白氫有望成為綠氫的廉價替代品，目前綠氫的成本約為每公斤5歐元。據(jù)Science報道，白氫每公斤的成本僅為0.50歐元。
圖說：示意圖顯示了天然氫如何在山麓的蓋巖下積累。來源：Helios Aragon
白氫可單獨存在地下的發(fā)現(xiàn)，激發(fā)了全球科研人員的注意，很多資本蜂擁而至，成立相關(guān)公司，一些人認(rèn)定，白氫就是未來的石油?！ “讱涫窃趺葱纬傻哪?？目前初步解釋是，地下的鐵礦物具有分離水分子中的氧和氫的能力。地質(zhì)學(xué)家傾向于關(guān)注“蛇紋石化”（水與富含鐵的巖石發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氫氣）和“放射分解”（輻射驅(qū)動的水分子分解）。在非常深的地質(zhì)層中，沒有氧氣。因此，你探索得越深，找到純度高的氫的機會就越大。地下的白氫，不需要大量的可再生能源通過水電解來生產(chǎn)，它來自于自然的地質(zhì)和化學(xué)現(xiàn)象。從理論上講，它是一種天然的可再生能源，因此能夠以低成本無休止地開采。這種以氣體形式存在的氫所含的能量是石油的三倍。對于許多初創(chuàng)公司來說，這是一個誘人的前景。
總部位于澳大利亞的Gold Hydrogen目前正在南澳大利亞約克半島進(jìn)行鉆探。在搜查該州檔案并發(fā)現(xiàn)早在1920年代，曾在那里鉆了許多氫氣濃度非常高的鉆孔后，它就瞄準(zhǔn)了該地點。當(dāng)時的探礦者只對化石燃料感興趣，因此放棄了它們。該公司總經(jīng)理尼爾·麥克唐納說，雖然還有更多的測試和鉆探工作要做，但該公司可能會在2024年底進(jìn)入早期生產(chǎn)。
一些初創(chuàng)公司還獲得了大量的投資?？偛课挥诘し鸬陌讱涑鮿?chuàng)企業(yè) Koloma 已從投資者那里籌集了9100萬美元，其中包括比爾·蓋茨創(chuàng)立的投資公司 Breakthrough Energy Ventures，盡管該公司仍然對美國具體鉆探地點和鉆探時間守口如瓶。另一家總部位于丹佛的公司 Natural Hydrogen Energy 由地球化學(xué)家 Viacheslav Zgonnik 創(chuàng)立，已于2019年在內(nèi)布拉斯加州完成了一個氫氣勘探井，并計劃建造新井。一家投資公司預(yù)計，到2030年，白氫產(chǎn)業(yè)的價值將達(dá)到750億美元。整體來看，目前全球氫市場價值超過1,200億美元，年消費量達(dá)1億噸。據(jù)高盛稱，到2030年，該市場將增長一倍多，達(dá)到2,500億美元，到2050年價值1萬億美元。
參考資料：
[1]https://www.euronews.com/green/2023/11/05/what-is-white-hydrogen-the-pros-and-cons-of-europes-latest-clean-energy-source
[2]https://edition.cnn.com/2023/10/29/climate/white-hydrogen-fossil-fuels-climate/index.html
[3]https://www.reuters.com/business/energy/startups-race-strike-hydrogen-gold-2023-09-07/
[4]https://technews.tw/2023/11/03/white-hydrogen/
[5]https://www.independent.co.uk/climate-change/news/hydrogen-white-gold-us-renewables-b2442461.html
