|
Земная кора таит в себе ключи к чистой энергии
|
|
|
|
В современном мире надежные поставки газообразного водорода жизненно важны для функционирования общества. Удобрения, производимые из водорода, обеспечивают продовольствием половину населения земного шара, и водород также является ключевым энергетическим компонентом во многих планах по достижению углеродно-нейтрального будущего, что необходимо, если мы хотим предотвратить наихудшие прогнозы изменения климата.
|
|
|
|
Сегодня водород производится из углеводородов, а на долю отходящих газов приходится 2,4% глобальных выбросов CO2. Ожидается, что спрос на водород увеличится с 90 миллионов метрических тонн в 2022 году до 540 миллионов метрических тонн в 2050 году, но крайне важно, чтобы этот водород не выделял CO2.
|
|
|
|
Производство с последующим захоронением отходов CO2 ("связывание углерода") или использование возобновляемых источников энергии (ветра или солнца) являются будущими источниками водорода, но пока не являются коммерчески конкурентоспособными.
|
|
|
|
Новое исследование, проведенное Оксфордским университетом в сотрудничестве с университетами Дарема и Торонто, предлагает решение. Работа опубликована в журнале Nature Reviews Earth & Environment.
|
|
|
|
|
|
|
За последний миллиард лет континентальная кора Земли произвела достаточное количество газообразного водорода, чтобы обеспечить потребности человечества в энергии по меньшей мере на 170 000 лет. Хотя сегодня часть этого водорода была утрачена, израсходована или недоступна, оставшийся водород мог бы стать естественным источником этого природного ресурса (и без выбросов).
|
|
|
|
До сих пор ограниченные данные по отбору проб и измерениям содержания водорода в прошлом ограничивали современное понимание учеными того, где и в каком количестве водород содержится в земной коре. Для поиска доступных и коммерчески жизнеспособных залежей природного геологического водорода критически важен метод разведки.
|
|
|
|
Соавтор исследования, профессор Джон Глуйас (Университет Дарема), отмечает: "Мы успешно разработали стратегию разведки гелия, и аналогичный подход "первых принципов" может быть применен и к водороду".
|
|
|
|
В этом исследовании излагаются ключевые ингредиенты, необходимые для разработки стратегии поиска различных "водородных систем". Это включает в себя количество получаемого водорода, типы горных пород и условия, в которых они образуются, то, как водород мигрирует из этих пород под землю, условия, которые позволяют образоваться газовому месторождению, и условия, которые разрушают водород.
|
|
|
|
Соавтор исследования, профессор Барбара Шервуд Лоллар (Университет Торонто), сказала: "Мы знаем, например, что подземные микробы охотно питаются водородом. Избегание окружающей среды, в которой они соприкасаются с водородом, важно для сохранения водорода в экономических накоплениях".
|
|
|
|
Авторы описывают, в чем заключается глубокое понимание этих ингредиентов, и выделяют области, требующие дополнительной проработки, такие как эффективность реакции горных пород и то, как геологическая история может объединить нужные породы и воду, которая вступает с ними в реакцию.
|
|
|
|
Некоторые источники газообразного водорода, например, из мантии Земли, вызвали множество спекуляций и преувеличений, но это исследование показывает, что они не являются жизнеспособными источниками. Вместо этого авторы показали, что ингредиенты для создания полноценной водородной системы можно найти в различных геологических условиях земной коры.
|
|
|
|
Некоторые из них могут быть геологически довольно молодыми, образовав водород "недавно" (миллионы или десятки миллионов лет назад), другие по—настоящему древние (сотни миллионов лет назад), но их можно обнаружить во всем мире.
|
|
|
|
Ведущий автор, профессор Крис Баллентайн (Chris Ballentine) (Оксфордский университет, факультет наук о Земле), сказал: "Комбинирование ингредиентов для поиска накопленного водорода в любых из этих условий можно сравнить с приготовлением суфле — неправильно выберите любой из ингредиентов, количество, время приготовления или температуру, и вы будете разочарованы.
|
|
|
|
"Один успешный исследовательский рецепт, который можно повторить, позволит получить коммерчески конкурентоспособный источник низкоуглеродистого водорода, который внесет значительный вклад в переход к энергетике - у нас есть необходимый опыт, чтобы объединить эти ингредиенты и найти нужный рецепт".
|
|
|
|
Потенциал природного геологического водорода побудил авторов основать Snowfox Discovery Ltd., геологоразведочную компанию, целью которой является поиск социально значимых природных скоплений водорода.
|
|
|
|
Источник
|
