В глубинах Земли спрятано огромное количество водорода. Если бы даже небольшую его часть удалось бы выделить из горных пород и использовать в энергетике, то это могло бы закрыть потребности человечества на следующие 200 лет.
Большие запасы водорода
Большое количество водорода скрывается под поверхностью Земли. Ученые утверждают, что лишь небольшая его часть может положить конец нашей зависимости от ископаемого топлива на 200 лет.
Новые исследования показывают, что планета содержит около 6,2 трлн тонн (5,6 трлн метрических тонн) водорода в горных породах и подземных резервуарах. Это примерно в 26 раз больше, чем известно об остатках нефти в земле (1,6 трлн баррелей, каждый из которых весит примерно 0,15 тонны) — но где именно находятся эти запасы водорода, остается неизвестным.
Большинство водорода, вероятно, находится слишком глубоко или слишком далеко от берега, чтобы получить к нему доступ, а некоторые запасы, вероятно, слишком малы, чтобы добывать их экономически целесообразным способом, подозревают исследователи. Однако результаты показывают, что водорода более чем достаточно, даже с учетом этих ограничений, сообщил Джеффри Эллис, нефтяной геохимик из Геологической службы США (USGS) и ведущий автор нового исследования.
Водород является источником чистой энергии, которая может использоваться для заправки транспортных средств, питания промышленных процессов и производства электроэнергии. Лишь 2% запасов водорода, обнаруженных в исследовании, что эквивалентно 124 млрд тонн (112 млрд метрических тонн) газа, «может обеспечить весь водород, необходимый нам для достижения нулевого уровня выбросов углерода в течение нескольких сотен лет», — сказал Эллис.
Энергия, которую высвобождает такое количество водорода, примерно вдвое превышает энергию, хранящуюся во всех известных запасах природного газа на Земле, отмечают Эллис и его соавтор Сара Гелман, также геолог Геологической службы США. Результаты исследования были опубликованы в пятницу (13 декабря) в журнале Science Advances.
Где скрывается водород в середине Земли?
Чтобы оценить количество водорода внутри Земли, исследователи использовали модель, которая учитывала скорость, с которой газ добывается под землей, количество, которое, вероятно, задерживается в резервуарах, и количество, потерянное из-за различных процессов, таких как вытекание из горных пород и попадание в атмосферу.
По словам Эллиса, водород образуется в результате химических реакций в горных породах, самой простой из которых является реакция расщепления воды на водород и кислород. «На самом деле существуют десятки природных процессов, которые способны генерировать водород, но большинство из них генерируют очень малые количества», — сказал он.
Но когда ученые обнаружили огромный тайник водорода в Западной Африке, а затем еще один — в албанской хромовой шахте — эта парадигма изменилась. Теперь понятно, что водород действительно накапливается в резервуарах Земли, и новое исследование предполагает, что некоторые из этих скоплений могут быть значительными.
Но важно отметить, что вокруг этих результатов существует огромная неопределенность, сказал Эллис, поскольку модель показала, что там может быть от 1 млрд до 10 трлн тонн водорода. (Наиболее вероятное значение, основанное на предположениях модели, составляло 6,2 трлн тонн).
Преимущества «водородной» экономики
По прогнозам, водород будет составлять до 30% будущего энергоснабжения в некоторых секторах, а мировой спрос на него вырастет в пять раз к 2050 году. Газ производится искусственно путем электролиза воды, когда ее молекулы расщепляются с помощью электрического тока. Когда используется возобновляемая энергия, продукт называется «зеленый водород», а когда — ископаемое топливо, он известен как «голубой водород».
Преимущества использования природного водорода заключаются в том, что для его производства не нужен источник энергии, а подземные резервуары могут хранить газ до тех пор, пока он не понадобится. «Нам не нужно беспокоиться о хранении, что является проблемой с голубым или зеленым водородом. Вы хотите производить его, когда электроэнергия дешевая, а потом вам нужно где-то его хранить, — сказал Эллис. — С природным водородом вы можете просто открыть вентиль и закрыть его, когда вам это нужно».
Большим вопросом остается, где именно находится весь этот водород, что повлияет на его доступность. Эллис и его коллеги предпринимают шаги в направлении сужения геологических критериев, необходимых для формирования залежей под землей, и результаты для США могут быть опубликованы в начале следующего года, сказал он.
По материалам www.space.com
