美国、加拿大、澳大利亚白氢勘探热度持续攀升,它能替代电解制取的绿氢?
科学家与初创企业认为,天然氢气或将迎来重大地质突破,释放巨量氢气资源,驱动清洁能源转型。
美国、加拿大、澳大利亚的研究人员正在测绘、发掘所谓地质氢(又称天然氢气或白氢)的潜在资源。该类氢气来自地下开采,不同于目前绿氢的制取方式:依靠可再生能源电解水生产。
近几个月的多项重大发现带来新期待:开采地下岩石中的天然氢气,有望替代成本居高不下的绿氢。近年绿氢发展不及市场预期,受成本高昂、承购协议落地困难影响,规划项目与实际投产项目之间存在巨大缺口。
随着市场对绿氢的热情有所回落,科研人员与矿业企业开辟另一条氢气获取路径:从地下岩石中提取天然氢气。
澳大利亚公布一项有望催生全新产业的最新突破:科研人员在西澳大利亚州皮尔巴拉地区铁矿床内,发现一处潜力巨大的氢气资源。
该研究由伊迪斯科文大学(ECU)工程学院完成,发表于《国际氢能期刊》,研究对象为铁矿床中赋存的磁铁矿。
研究人员模拟地球深部环境,将磁铁矿样本置于 200℃高温高压水环境下开展为期 60 天实验。团队称,他们找到了向条带状铁建造地层注入溶液以激发产氢的方法,大幅提升开发这一天然资源的潜力。
研究团队表示,此项研究让人类对地下天然氢气的生成机理以及维持产氢所需条件,获得迄今为止最为清晰的认知。
论文第一作者卡维・莫加尼拉希米表示:“西澳大利亚拥有全球规模最大的若干套条带状铁建造地层。倘若我们能够规模化开发该资源,将会重塑能源发展前景。”
伊迪斯科文大学工程学院斯特凡・伊格劳尔教授称,本次实验填补了实验室研究与实地氢气勘探之间的鸿沟。
伊格劳尔教授指出:“我们的研究表明,氢气生成不仅取决于磁铁矿的含量,还取决于水能否通过裂隙、孔隙以及渗透通道顺利接触新鲜矿物表面。”
澳大利亚这项研究发布前不久,加拿大多伦多大学与渥太华大学的地球化学家,在今年早些时候发现:加拿大地盾部分地球上最古老岩层内部,氢气正在持续积聚。
研究团队在单一测点测绘天然氢气浓度,追踪其长期富集过程,为评估氢气勘探潜力提供支撑。
多伦多大学文理学院地球科学系教授、该研究第一作者芭芭拉・舍伍德‑洛拉尔表示:“本研究数据表明,脚下岩层蕴藏尚未开发的重大机遇,可以开发本土低成本能源。”
舍伍德‑洛拉尔介绍:“天然氢气是岩石与岩层地下水经过漫长地下化学反应生成。加拿大得天独厚,境内大片区域,尤其是加拿大地盾,拥有生成天然氢气所需的岩石与矿物。”
加拿大本土企业马克斯电力矿业公司已经开展白氢勘探,在萨斯喀彻温省南部劳森矿区开钻第三口验证井,钻井深度达 2278 米(7473 英尺)。
美国也已启动勘探工作。
例如,澳大利亚上市企业海特拉能源(HyTerra)正在堪萨斯州内马哈项目开展白氢试生产,同时在内布拉斯加州日内瓦项目实施井测试。
海特拉能源首席执行官莱利・肯普上个月针对内马哈项目麦考伊‑1 号井试生产结果称:“落地商业化地质氢项目依旧是我们明确的核心目标。”
美国地质调查局(USGS)去年发布美国首张天然地质氢资源远景分布图。该图标注多处地质氢潜在富集区:包括堪萨斯、艾奥瓦、明尼苏达、密歇根所在的美国中部区域;亚利桑那、科罗拉多、新墨西哥、犹他组成的四角地区;加利福尼亚海岸以及美国东海岸沿线。
