22 godzin temu
Wodór ma do odegrania rolę w oderwaniu nas od paliw kopalnych. Może być używany do napędzania pociągów, samolotów i pojazdów ciężarowych, a także jako niskoemisyjna alternatywa dla koksu w produkcji stali i sposób na ogrzanie naszych domów. Pytanie jak go pozyskamy? Najnowsze badania geologiczne sugerują, iż tanie i obfite zasoby naturalnie występującego wodoru można znaleźć tuż pod naszymi stopami. Przed nami długa droga, zanim będziemy mogli powiedzieć na pewno, jak przydatne będą te magazyny „złotego” wodoru, na łamach The Conversation pisze David Waltham profesor Geofizyki, Royal Holloway University of London
Obecnie większość naszych dostaw to tzw. „szary” wodór produkowany na bazie gazu ziemnego. Nie ma wpływu na zmniejszenie wpływu paliw kopalnych na klimat, ponieważ jako produkt odpadowy wytwarzany jest dwutlenek węgla oddawany do atmosfery. jeżeli go przechwycimy i zmagazynujemy otrzymamy bardziej przyjazny środowisku „niebieski” wodór. W przyszłości nadmiar energii elektrycznej z farm słonecznych i wiatrowych na większą skalę wykorzystamy do przeprowadzenia elektrolizy – elektrycznego rozkładu wody na wodór i tlen. Ten „zielony” wodór jest w tej chwili droższy niż niebieski wodór i nie pozostało szeroko eksploatowany. To się jednak gwałtownie zmienia, ponieważ rządy na całym świecie prowadzą politykę wsparcia w tym obszarze. Istnieje również „różowy” wodór, wykonany przy użyciu energii jądrowej.
Teraz pojawił się nowy odcień wodoru: „złoty”, czasami znany również jako „biały”. Jest naturalnie występującym gazem uwięzionym w kieszeniach pod ziemią – w taki sam sposób jak ropa naftowa i gaz ziemny. Pytanie brzmi: czy którekolwiek z tych złóż (które znajdują się na całym świecie) będą wystarczająco duże, aby uzasadnić koszty wydobycia – odwierty, gazociągi etc.?
Wodór natury
Geolodzy od dawna wiedzą, iż wodór jest wytwarzany pod ziemią w wyniku reakcji chemicznej skał bogatych w żelazo z wodą lub gdy woda rozkłada się w wyniku ekspozycji na radioaktywne minerały. Cząsteczki wodoru są małe i lekkie, łatwo przesiąkają więc przez skałę i uciekają do atmosfery. Wodór służy również jako źródło pożywienia dla wielu mikroorganizmów. W konsekwencji przyjęto, iż naturalne podziemne złoża gazu są małe i rzadkie, stąd podjęto tylko kilka prób jego poszukiwania (z wyjątkiem dawnego bloku wschodniego).
Obecnie sytuacja się jednak odmieniła, geolodzy zaczynają szukać i zewsząd dochodzą informację o nowych odkryciach. W październiku 2023 roku naukowcy z Francuskiego Narodowego Centrum Badań Naukowych odkryli szczególnie duży zbiornik naturalnego wodoru w północno-wschodniej Francji w basenie węglowym Lotaryngii. Zbiornik może zawierać 250 milionów ton naturalnie występującego wodoru – wystarczająco dużo, aby dostarczyć prawie tyle energii, co największe pole naftowe w Wielkiej Brytanii (pole Claire, na zachód od Szetlandów). Mniejsze zbiorniki wodoru znaleziono w Hiszpanii i całej Europie, a także w Mali, Namibii, Brazylii, USA i wielu innych krajach. Jak dotąd nie ma nic w Wielkiej Brytanii, ale geolodzy zaczynają myśleć o tym, gdzie szukać.
Globalny rozkład podejrzewanych naturalnych złóż wodoru
Plusy i minusy
Jeszcze wiele musimy się nauczyć, zanim dowiemy się, czy złoty wodór może mieć znaczący wpływ na proces odejścia od paliw kopalnych. Geolodzy muszą lepiej zrozumieć, jak i gdzie tworzy się gaz wodór, jak migruje do miejsc, w których zostaje uwięziony i jak długo tam pozostaje, zanim wycieknie lub zostanie zużyty przez mikroorganizmy. Są jednak wyraźne argumenty za wykorzystaniem tego taniego, czystego źródła energii. Niezbędna wiedza i technologia są podobne do tej, która jest już wykorzystywana przez firmy naftowe i gazowe. Dzięki temu miejsca pracy i zasoby mogą zostać przesunięte.
To pomogłoby uruchomić „gospodarkę wodorową”, której potrzebujemy jako część strategii powstrzymania antropogenicznych zmian klimatu. Stanie się tak, choćby jeżeli złoża okażą się bardzo ograniczone i będą stanowić tylko rozwiązanie tymczasowe. Dzięki temu zyskamy czas na rozwinięcie wystarczających ilości odnawialnej energii elektrycznej, aby opłacalnym uczynić zielony wodór.
Są też minusy. Eksploatacja naturalnych złóż wodoru może być wykorzystana jako pretekst do zignorowania potrzeby natychmiastowego ograniczenia emisji gazów cieplarnianych. Mieliśmy z tym już do czynienia w przypadku wychwytywania i magazynowania CO2. Czy złoty wodór spotka ten sam los i również stanie się narzędziem w rękach niektórych polityków i lobbystów aby przedłużyć żywotności ropy i gazu?
Kolejnym problemem jest to, iż eksploracja wodoru może przypadkowo doprowadzić do nowych odkryć paliw kopalnych. Wiele znanych złóż złotego wodoru zawiera również metan, który może wymagać oddzielenia od wodoru, a następnie ponownego zmagazynowania. Bardzo trudno jest również stwierdzić, czy możliwa podpowierzchniowa „pułapka” zawiera ropę naftową, gaz ziemny, wodór, czy po prostu słoną wodę. Ostatecznym testem jest wiercenie i sprawdzenie, co tam jest. Ale jeżeli możliwe pole wodoru okaże się zawierać ropę naftową, jak możemy zapewnić, iż zostanie ona pozostawiona w ziemi? Kluczowym pytaniem jest jednak to, na ile poważnie możemy traktować złoty wodór. Czy okaże się to rozproszonym paliwem o bardzo ograniczonej użyteczności? A może zapewni nam bezbolesną drogę do niskoemisyjnej przyszłości? Prawda najpewniej leży między tymi skrajnościami, ale tylko czas (i dalsze badania) nam to powiedzą.
Autor: David Waltham profesor Geofizyki, Royal Holloway University of London
Artykuł pochodzi z serwisu The Conversation i został opublikowany w oparciu o licencję Creative Commons. Przejdź do oryginalnego artykułu
