Всего лишь небольшая часть водорода, скрытого под поверхностью Земли, может питать Землю в течение 200 лет, считают ученые
Под поверхностью Земли скрывается целая гора водорода, и ученые утверждают, что всего лишь небольшая его часть может избавить нас от зависимости от ископаемого топлива на 200 лет.
Согласно новым исследованиям, в горных породах и подземных резервуарах планеты хранится около 6,2 триллиона тонн (5,6 триллиона метрических тонн) водорода. Это примерно в 26 раз больше, чем количество нефти (1,6 триллиона баррелей, каждый из которых весит примерно 0,15 тонны), но где находятся эти запасы водорода, остается неизвестным.
Скорее всего, большая часть водорода находится слишком глубоко или слишком далеко от берега, чтобы к нему можно было получить доступ, а некоторые запасы, вероятно, слишком малы для экономически выгодной добычи, подозревают исследователи. Однако полученные результаты свидетельствуют о том, что водорода более чем достаточно, даже с учетом этих ограничений, сообщил Live Science Джеффри Эллис, геохимик-нефтяник из Геологической службы США (USGS) и ведущий автор нового исследования.
Водород — это источник чистой энергии, который может служить топливом для автомобилей, питать промышленные процессы и вырабатывать электричество. По словам Эллиса, всего 2% запасов водорода, обнаруженных в ходе исследования, что эквивалентно 124 миллиардам тонн (112 миллиардов метрических тонн) газа, «обеспечит нас водородом, необходимым для перехода к нулевому уровню выбросов углерода, в течение нескольких сотен лет».
Энергия, высвобождаемая этим количеством водорода, примерно в два раза превышает энергию всех известных запасов природного газа на Земле, отмечают Эллис и его соавтор Сара Гелман, также геолог Геологической службы США, в своем исследовании. Результаты исследования были опубликованы в пятницу (13 декабря) в журнале Science Advances.
Чтобы оценить количество водорода внутри Земли, исследователи использовали модель, которая учитывала скорость добычи газа под землей, количество, которое может быть заперто в резервуарах, и количество, потерянное в результате различных процессов, таких как утечка из 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, способных генерировать водород, но большинство из них генерируют очень небольшие количества», — сказал он.
До недавнего времени исследователи не понимали, что водород накапливается под поверхностью Земли. «На протяжении всей моей карьеры парадигма заключалась в том, что водород где-то есть, он встречается, но это очень маленькая молекула, поэтому она легко уходит через небольшие поры, трещины и горные породы», — объясняет Эллис.
Но когда ученые обнаружили огромный запас водорода в Западной Африке, а затем еще один в албанской хромовой шахте, парадигма изменилась. Теперь ясно, что водород действительно накапливается в земных резервуарах, и новое исследование показывает, что некоторые из этих запасов могут быть весьма значительными.
«Я был удивлен, что результаты оказались больше, чем я предполагал», — сказал Эллис. «Вывод заключается в том, что там, внизу, очень много всего».
Но важно отметить, что эти результаты связаны с огромной неопределенностью, сказал он, поскольку, согласно модели, там может находиться от 1 миллиарда до 10 триллионов тонн водорода. (Наиболее вероятное значение, основанное на предположениях модели, составило 6,2 триллиона тонн).
По прогнозам, в некоторых отраслях на водород будет приходиться до 30 % будущего энергоснабжения, а к 2050 году мировой спрос на него вырастет в пять раз. Этот газ производится искусственно путем электролиза воды, когда молекулы воды расщепляются электрическим током. При использовании возобновляемой энергии продукт называют «зеленым водородом», а при использовании ископаемого топлива — «голубым водородом».
Преимущества использования природного водорода заключаются в том, что для его производства не требуется источник энергии, а подземные резервуары могут хранить газ до тех пор, пока он не понадобится. «Нам не нужно беспокоиться о хранении, как в случае с голубым или зеленым водородом — вы хотите производить его, когда электричество дешево, а затем вам нужно где-то его хранить», — сказал Эллис. С природным водородом «вы можете просто открыть клапан и закрыть его, когда вам это нужно».
Остается большой вопрос, где именно находится весь этот водород, от которого зависит, будет ли он доступен. По его словам, Эллис и его коллеги делают успехи в сужении геологических критериев, необходимых для формирования скоплений под землей, и результаты по США могут быть опубликованы в начале следующего года.
Эта исследовательская работа открывает новые горизонты для энергетической безопасности и устойчивого развития, ведь использование природного водорода может значительно уменьшить нашу зависимость от ископаемого топлива и сократить углеродные выбросы. Понимание запасов водорода под землей также может оказать влияние на глобальные энергетические рынки, потенциально изменив правила отрасли.
Разработка технологий для извлечения водорода из этих подземных резервуаров — сложная, но осуществимая задача. Исследователи уже начинают обсуждать возможные методы добычи, которые учитывали бы геологические условия и минимизировали воздействие на окружающую среду. Применение существующих технологий, таких как бурение, может быть адаптировано для безопасного и эффективного доступа к водороду, находящемуся на значительных глубинах.
Учитывая, что запасы водорода расположены в различных геологических формациях по всему миру, потенциальные месторождения могут находиться вблизи крупных промышленных центров, что упростит транспортировку и использование этого газа. Это, в свою очередь, создаст новые рабочие места и возможности для местных экономик, поскольку регионы, обладающие значительными запасами водорода, могут стать центрами энергетической активности.
В то же время, эти открытия вызывают вопросы о регулировании и необходимости разработки новых стандартов безопасности. Как и любая новая технология, добыча водорода требует внимательного подхода к охране окружающей среды, особенно учитывая возможные воздействия на экосистемы и местные сообщества. Установление четких практик и соблюдение норм будут критически важны для обеспечения устойчивости этого нового сектора.
Научные исследования, направленные на дальнейшее изучение водорода под поверхностью Земли, могут привести к открытию еще более значительных запасов, а также к углублению нашего понимания геохимических процессов, которые способствуют образованию этого важного ресурса. По мере того как будущее энергетических технологий становится все более неопределенным, наличие огромных запасов водорода представляет собой надежду на устойчивый и чистый источник энергии, который может служить решением глобальных климатических проблем.
Таким образом, будущее водорода, как альтернативного источника энергии, выглядит многообещающим. Ученые продолжают исследовать возможности доступа к этим подземным резервуарам, что подтвердит водородный переход как одну из ключевых стратегий в борьбе с изменением климата и за переход к устойчивому энергетическому будущему.
В нашем Telegram‑канале, и группе ВК вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
Похожие статьи
ДРУГИЕ НОВОСТИ
