У глибинах Землі прихована величезна кількість водню. Якби навіть невеличку його частинку вдалося виділити з гірських порід і використати в енергетиці, то це могло б закрити потреби людства на наступні 200 років.
Великі запаси водню
Велика кількість водню криється під поверхнею Землі. Вчені стверджують, що лише невелика його частина може покласти край нашій залежності від викопного палива на 200 років.
Нові дослідження показують, що планета містить близько 6,2 трлн тонн (5,6 трлн метричних тонн) водню в гірських породах і підземних резервуарах. Це приблизно в 26 разів більше, ніж відомо про залишки нафти в землі (1,6 трлн барелів, кожен з яких важить приблизно 0,15 тонни) — але де саме містяться ці запаси водню, залишається невідомим.
Більшість водню, ймовірно, розташована занадто глибоко або занадто далеко від берега, щоб отримати до нього доступ, а деякі запаси, ймовірно, занадто малі, щоб видобувати їх економічно доцільним способом, підозрюють дослідники. Однак результати показують, що водню більш ніж достатньо, навіть з урахуванням цих обмежень, повідомив Джеффрі Елліс, нафтовий геохімік з Геологічної служби США (USGS) і провідний автор нового дослідження.
Водень є джерелом чистої енергії, яка може використовуватися для заправки транспортних засобів, живлення промислових процесів і виробництва електроенергії. Лише 2% запасів водню, виявлених у дослідженні, що еквівалентно 124 млрд тонн (112 млрд метричних тонн) газу, «може забезпечити весь водень, необхідний нам для досягнення нульового рівня викидів вуглецю протягом кількох сотень років», — сказав Елліс.
Енергія, яку вивільняє така кількість водню, приблизно вдвічі перевищує енергію, що зберігається у всіх відомих запасах природного газу на Землі, зазначають Елліс і його співавторка Сара Гелман, геологиня Геологічної служби США. Результати дослідження були опубліковані у п’ятницю (13 грудня) в журналі Science Advances.
Де ховається водень у середині Землі?
Щоб оцінити кількість водню всередині Землі, дослідники використовували модель, яка враховувала швидкість, з якою газ видобувається під землею, кількість, яка, ймовірно, затримується в резервуарах, і кількість, втрачену через різні процеси, такі як витікання з гірських порід і потрапляння в атмосферу.
За словами Елліса, водень утворюється внаслідок хімічних реакцій у гірських породах, найпростішою з яких є реакція розщеплення води на водень і кисень. «Насправді є десятки природних процесів, які здатні генерувати водень, але більшість із них генерують дуже малі кількості», — сказав він.
Донедавна дослідники не усвідомлювали, що водень накопичується під поверхнею Землі. «Протягом усієї моєї кар’єри парадигма полягала в тому, що водень існує, він зустрічається, але це дуже маленька молекула, тому він легко витікає через маленькі пори, тріщини й гірські породи», — пояснив Елліс.
Але коли вчені виявили величезну схованку водню в Західній Африці, а потім ще одну — в албанській хромовій шахті — ця парадигма змінилася. Тепер зрозуміло, що водень дійсно накопичується в резервуарах Землі, й нове дослідження припускає, що деякі з цих скупчень можуть бути значними.
Але важливо зазначити, що навколо цих результатів існує величезна невизначеність, сказав Елліс, оскільки модель показала, що там може бути від 1 млрд до 10 трлн тонн водню. (Найімовірніше значення, засноване на припущеннях моделі, становило 6,2 трлн тонн).
Переваги «водневої» економіки
За прогнозами, водень становитиме до 30% майбутнього енергопостачання в деяких секторах, а світовий попит на нього зросте у п’ять разів до 2050 року. Газ виробляється штучно шляхом електролізу води, коли її молекули розщеплюються за допомогою електричного струму. Коли використовується відновлювана енергія, продукт називається «зелений водень», а коли — викопне паливо, він відомий як «блакитний водень».
Переваги використання природного водню полягають у тому, що для його виробництва не потрібне джерело енергії, а підземні резервуари можуть зберігати газ доти, доки він не знадобиться. «Нам не потрібно турбуватися про зберігання, що є проблемою з блакитним або зеленим воднем. Ви хочете виробляти його, коли електроенергія дешева, а потім вам потрібно десь його зберігати, — сказав Елліс. — З природним воднем ви можете просто відкрити вентиль і закрити його, коли вам це потрібно».
Великим питанням залишається, де саме міститься весь цей водень, що вплине на його доступність. Елліс та його колеги роблять кроки у напрямку звуження геологічних критеріїв, необхідних для формування покладів під землею, і результати для США можуть бути опубліковані на початку наступного року, сказав він.
За матеріалами www.space.com
