Триллионы тонн природного водорода могут скрываться прямо под нашими ногами

Это потенциально отличная новость, если бы мы только знали, где его искать.

Ждет ли нас водородное будущее? Вполне возможно, если новое исследование окажется верным. Используя существующие геологические модели с учетом данных о природном водороде, ученые оценили неиспользованные запасы этого элемента в земной коре, которые могут достигать триллионов тонн.

Уже давно нам твердят, что будущее энергетики – за водородным топливом. Оно чистое, при использовании выделяет только воду и тепло; обладает более высокой плотностью энергии, чем аккумуляторы; его можно производить, хранить и транспортировать с использованием существующих ресурсов; и, будем честны, Вселенная вряд ли когда-нибудь его исчерпает.

Загвоздка, однако, заключается в его добыче. До сих пор наилучшим вариантом было создание так называемого «зеленого» водорода – использование возобновляемых источников энергии, таких как ветер или солнечная энергия, для расщепления молекул воды на составляющие их атомы кислорода и водорода. В гонке за нулевым уровнем выбросов это мощный игрок, производящий всего один килограмм и меньше CO₂ на килограмм произведенного водорода, даже на нынешней ранней стадии развития отрасли.

Так почему же мы все еще не живем, используя энергию зеленого водорода? К сожалению, есть некоторые недостатки: это дорого, а время производства ограничено. Именно поэтому большая часть водородной энергии, где она используется, представлена «серым» или «синим» водородом – источниками энергии, которые часто рекламируются как чистые, несмотря на то, что для их производства используются ископаемые виды топлива.

Существует и другой вариант. Водород может образовываться в результате естественных химических реакций, возникающих при контакте горных пород друг с другом – но до недавнего времени считалось, что это довольно редкое явление. Так было до тех пор, пока геологи не обнаружили огромные резервуары водорода в Буракебугу, Мали, что спровоцировало настоящую «золотую лихорадку» в поисках этого элемента за последние пару лет.

Поиски природных источников водорода привели геологов во Францию и Испанию, Небраску, Аризону и Канзас, Австралию, Марокко, Бразилию и другие страны. По мнению авторов новой работы, на то есть веские причины – согласно их расчетам, под нашими ногами скрывается до 5,6 × 10^9 миллионов тонн этого вещества.

Конечно, в их расчетах есть большая погрешность: «оценка количества водорода в недрах Земли весьма неопределенна и может варьироваться на семь порядков в обе стороны», признают они в своем исследовании, хотя «прогнозируемый поток в атмосферу менее изменчив (три порядка), причем наиболее вероятное значение примерно в 2 раза отличается от текущих наблюдений».

Кроме того, авторы признают, что большая часть предполагаемых запасов недоступна: «Учитывая то, что известно о распределении нефтяных и не нефтяных жидкостей […], вероятно, что извлечение большей части подземного водорода можно ожидать в скоплениях, которые залегают слишком глубоко, слишком удалены от берега или слишком малы для экономически выгодной добычи», пишут они.

Но даже с учетом всех оговорок, количество водорода, которое может быть доступно – огромно. Всего два процента от того, что, по мнению ученых, существует на планете, было бы достаточно, чтобы удовлетворить мировой спрос на водород, необходимый для достижения нулевого уровня выбросов углерода в течение следующих 200 лет – и даже этого небольшого количества будет достаточно, чтобы получить «примерно вдвое больше энергии, чем от всех разведанных запасов природного газа на Земле», пишут они.

Конечно, остается еще много вопросов без ответов. Например, где именно находится весь этот водород, и каковы будут последствия использования такого огромного количества практически неиспытанного и невозобновляемого вида топлива? И самый главный вопрос: действительно ли весь этот водород существует, или он уже давно «утёк» с течением времени, как предполагают некоторые эксперты?

Но для тех, чьи надежды связаны с водородным будущим, это проблеск надежды – и с появлением новых данных и ростом интереса к этой теме, оценки, вероятно, станут более точными.

«Наша модель представляет собой первоначальную основу для оценки глобального ресурсного потенциала природного водорода», – заключают авторы статьи. «Эти результаты указывают на необходимость дальнейших исследований в этой области».

Статья опубликована в журнале Science Advances.