他們去尋找化石燃料。 他們的發現可以幫助拯救世界

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當兩位科學家在法國東北地下尋找化石燃料時,他們並沒有想到會發現一些可以增強應對氣候危機的努力的東西。

法國國家科學研究中心的兩位研究主任雅克·皮羅農(Jacques Pironon) 和菲利普·德·多納托(Phillipe De Donato) 正在使用“世界首創”的專用探測器評估洛林礦盆地底土中的甲烷含量,該探測器能夠分析水中溶解的氣體地下深處的岩層。

在幾百公尺深處,探測器發現了低濃度的氫氣。 皮羅農告訴美國有線電視新聞網:“這對我們來說並不是一個真正的驚喜。” 在鑽孔表面附近發現少量物質是很常見的。 但隨著偵測的深入,濃度逐漸升高。 在 1,100 公尺處,該比例為 14%;在 1,250 公尺處,比例為 20%。

皮羅農說,這令人驚訝。 它表明下面存在一個巨大的氫氣庫。 他們進行了計算,估計該沉積物可能含有 600 萬至 2.5 億噸氫。

皮羅農說,這可能使其成為迄今為止發現的最大的「白氫」礦床之一。 這項發現進一步激發了人們對天然氣本已狂熱的興趣。

白氫——也被稱為「天然」、「黃金」或「地質」氫——是自然產生或存在於地殼中的,已成為氣候聖杯。

氫氣在燃燒時只會產生水,這使得它作為一種潛在的清潔能源對於航空、航運和煉鋼等行業非常有吸引力,這些行業需要大量的能源,幾乎不可能透過太陽能和風能等可再生能源來滿足。

但是,雖然氫是宇宙中最豐富的元素,但它通常與其他分子結合存在。 目前,商業氫是透過能源密集型過程生產的,幾乎完全由化石燃料提供動力。

彩虹色被用作不同類型氫的簡寫。 「灰色」是由甲烷氣體製成的,「棕色」是由煤炭製成的。 「藍色」氫與灰色氫相同,但產生的行星加熱污染在進入大氣層之前被捕獲。

從氣候角度來看,最有前途的是「綠色」氫,它是利用再生能源分解水製成的。 但生產規模仍然較小且昂貴。

這就是為什麼人們對白氫(一種潛在豐富且尚未開發的清潔燃燒能源)的興趣在過去幾年中不斷增加。

“我們沒有找對地方”

“如果你四年前問我對天然氫的看法,我會告訴你‘哦,它不存在’,”美國地質調查局地球化學家杰弗裡·埃利斯說。 「氫氣就在那裡,我們知道它就在附近,」他說,但科學家認為不可能大量累積。

然後他發現了馬裡。 可以說,當前對白氫的興趣的催化劑可以追溯到這個西非國家。

1987 年,在 Bourakébougou 村,一名司鑽在抽煙時靠在井邊,一口水井意外爆炸,導致他被燒傷。

該井很快就被堵塞並廢棄,直到 2011 年,一家石油和天然氣公司將其拔除,據報道發現生產的氣體含 98% 氫氣。 氫氣被用來為村莊供電,十多年後,它仍在生產。

2018 年,一項有關這口井的研究發表後,引起了包括艾利斯在內的科學界的注意。 他最初的反應是研究肯定有問題,“因為我們知道這不可能發生。”

然後大流行來襲,他有時間開始挖掘。 他讀得越多,就越意識到“我們只是沒有在尋找它,我們沒有在正確的地方尋找。”

最近的發現令艾利斯感到興奮,他自 20 世紀 80 年代以來一直擔任石油地球化學家。 他見證了美國頁岩氣產業的快速發展,徹底改變了能源市場。 “現在,”他說,“我認為我們可能正在經歷第二次革命。”

波城大學和索邦大學的科學研究人員、白氫專家伊莎貝爾·莫雷蒂(Isabelle Moretti)表示,白氫「非常有前途」。

「現在的問題不再是資源……而是在哪裡可以找到大量的經濟儲備,」她告訴美國有線電視新聞網。

眾多新創公司

數十種過程都會產生白氫,但天然沉積物的形成規模仍存在一些不確定性。

地質學家傾向於關注「蛇紋石化」(水與富含鐵的岩石反應產生氫氣)和「放射分解」(輻射驅動的水分子分解)。

世界各地都發現了白色氫礦床,包括美國、東歐、俄羅斯、澳洲、阿曼以及法國和馬利。

有些是偶然發現的,有些是透過尋找線索而發現的,例如有時被稱為「仙女圈」的景觀特徵——淺的、橢圓形的凹陷,可能會洩漏氫氣。

埃利斯估計全球可能有數百億噸白氫。 他說,這將遠遠超過目前每年生產的 1 億噸氫氣,以及預計到 2050 年每年生產的 5 億噸氫氣。

他說:“幾乎可以肯定,其中大部分將是在非常小的積累中或在離岸很遠的地方,或者是太深而實際上不經濟。” 但他補充說,如果能找到並生產 1%,就可以提供 200 年 5 億噸氫。

對於許多新創公司來說,這是一個誘人的前景。

總部位於澳洲的 Gold Hydrogen 目前正在南澳大利亞約克半島鑽探。 在搜查該州檔案並發現早在 1920 年代,曾在那裡鑽了許多氫氣濃度非常高的鑽孔後,它就瞄準了該地點。 探礦者只對化石燃料感興趣,因此放棄了它們。

「我們對所看到的感到非常興奮,」總經理尼爾麥克唐納說。 他告訴 CNN,還有更多的測試和鑽探工作要做,但該公司可能會在 2024 年底進入早期生產。

一些新創公司看到了令人瞠目結舌的投資。 總部位於丹佛的白色氫新創公司 Koloma 已從投資者那裡籌集了 9,100 萬美元,其中包括由比爾蓋茲創立的投資公司 Breakthrough Energy Ventures,儘管該公司仍然對美國具體鑽探地點和鑽探時間守口如瓶。正在以商業化為目標。

另一家總部位於丹佛的公司 Natural Hydrogen Energy 由地球化學家 Viacheslav Zgonnik 創立,已於 2019 年在內布拉斯加州完成了一個氫氣勘探井,並計劃建造新井。 茲貢尼克告訴美國有線電視新聞網,世界「非常接近第一個商業項目」。

他說,「天然氫是一種解決方案,可以讓我們加快」氣候行動的步伐。

從炒作到現實

這些企業和科學家面臨的挑戰是將假設的承諾轉化為商業現實。

「可能會有幾十年的時間,其中會出現大量的嘗試、錯誤和錯誤的開始,」艾利斯說。 但速度至關重要。 “如果我們要花 200 年的時間來開發資源,那其實並沒有多大用處。”

但許多新創公司都持樂觀態度。 有些人預測商業化需要幾年而不是幾十年。 「我們擁有所需的所有必要技術,只是做了一些細微的修改,」茲貢尼克說。

挑戰依然存在。 在一些國家,法規是一個障礙。 成本也需要計算出來。 根據馬裡井的計算,白氫的生產成本約為每公斤 1 美元,而綠氫的生產成本約為每公斤 6 美元。 但如果大量礦床需要更深的鑽探,白氫可能很快就會變得更昂貴。

回到洛林盆地,Pironon 和 De Donato 的下一步是鑽探至 3,000 公尺深處,以便更清楚地了解白氫的確切含量。

還有很長的路要走,但如果這個曾經是西歐主要煤炭生產國之一的地區成為新的白色氫工業的中心,那將是諷刺的。

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