澳大利亞、東歐、法國、阿曼、西班牙、美國和西非馬里先后發(fā)現(xiàn)了更多天然氫礦藏。地球化學(xué)家茲岡尼克表示，“即使提取地下1%的天然氫，也可以滿足全球幾百年的氫氣需求”

●李 峻

油價網(wǎng)近期報道稱，提及氫氣，所有人的目光都會集中在綠氫的開發(fā)潛力上。但還有另一種清潔的替代品值得關(guān)注，即白氫，也稱金氫，其是一種天然產(chǎn)生的氫氣，2012年在西非馬里首次被發(fā)現(xiàn)。

在2012年的發(fā)現(xiàn)后，地質(zhì)學(xué)家一直在探索提取天然氫的方法。美國得克薩斯大學(xué)能源學(xué)教授邁克爾·韋伯表示，“地球上有許多地方有合適的條件可以產(chǎn)生天然氫”。

近幾年，各國政府和能源公司都被氫工業(yè)吸引，因為生產(chǎn)一種用途廣泛的低碳燃料前景廣闊，可廣泛用于從烹飪到運(yùn)輸?shù)母鱾€環(huán)節(jié)。但許多人認(rèn)為，與灰氫相比，生產(chǎn)綠氫成本過高。此外，還有人質(zhì)疑用于生產(chǎn)綠氫的可再生能源可否直接用于清潔電力。

白氫勘探已提上日程

自首次發(fā)現(xiàn)白氫以來，在澳大利亞、東歐、法國、阿曼、西班牙、美國和西非馬里先后發(fā)現(xiàn)了更多的天然氫礦藏。其中，最豐富的天然氫礦藏被認(rèn)為是在難以到達(dá)的海上位置。地球化學(xué)家維亞切斯拉夫·茲岡尼克表示：“如果我們能提取出地下1%的天然氫，也可以滿足全球幾百年的氫氣需求。”

2023年，法國洛林大學(xué)的科學(xué)家在法國東北部尋找甲烷時，在地下1000多米的地方意外發(fā)現(xiàn)了大量天然氫礦藏。這被認(rèn)為是全球迄今為止發(fā)現(xiàn)的最大天然氫礦藏，估計含有2.5億噸氫氣。這些天然氫如果提取出來，足夠滿足全球當(dāng)前兩年的氫氣需求。此后，法國總統(tǒng)馬克龍承諾，將對勘探白氫進(jìn)行投資。

在西班牙，勘探公司Helios Aragón日前宣布，發(fā)現(xiàn)一個含有超過100萬噸天然氫的儲層。Helios Aragón公司希望今年開始鉆探和提取天然氫，并認(rèn)為可在該地區(qū)以每千克0.82美元的價格生產(chǎn)天然氫，約是目前灰氫生產(chǎn)成本的一半，比每千克5美元的綠氫生產(chǎn)便宜得多。

與此同時，加拿大查普曼氫氣和石油工程公司計劃今年在安大略省北部進(jìn)行測試和鉆探，以尋找白氫礦藏。2022年底以來，加拿大地質(zhì)調(diào)查局一直在開發(fā)潛在天然氫礦藏數(shù)據(jù)庫，預(yù)計繪制地圖需要幾年時間。加拿大地質(zhì)調(diào)查局的科學(xué)家表示，“由于地域廣袤，加拿大超過50%的地區(qū)被潛在的油源巖覆蓋”。

對新興產(chǎn)業(yè)的擔(dān)憂

然而，人們對這個新興產(chǎn)業(yè)也存在擔(dān)憂。科學(xué)家擔(dān)心氫氣泄漏對環(huán)境影響的數(shù)據(jù)很少。一些人認(rèn)為，排放到大氣中的氫氣會降低破壞溫室氣體的分子濃度，可能超過它對環(huán)境的積極影響。目前缺乏監(jiān)測氫氣泄漏的技術(shù)，考慮到人們對其潛在影響缺乏了解，可能需要對白氫進(jìn)行更多研究，以確定對環(huán)境的影響，并確保其提取利大于弊。

白氫為能源行業(yè)的發(fā)展帶來巨大的希望。許多人認(rèn)為，可以通過開采和運(yùn)輸白氫為世界提供大量的綠色能源。然而，由于對這種能源知之甚少，有人擔(dān)心它可能不像一部分人認(rèn)為的那樣環(huán)保。因此，必須為這種能源的研究和開發(fā)提供更多資金，以確保其可持續(xù)發(fā)展。

延伸閱讀：氫燃料汽車能與電動汽車競爭嗎？

本報訊 氫燃料可能是汽車領(lǐng)域的下一個大事件。國際能源署（IEA）預(yù)計，到21世紀(jì)中葉，氫燃料將占公路運(yùn)輸?shù)?6%，從而實現(xiàn)凈零排放目標(biāo)。此外，分析人士認(rèn)為，氫動力汽車，無論是像汽油一樣燃燒，還是將其整合到燃料電池中，未來幾年甚至可能超過電動汽車。其他人則認(rèn)為這是對氫燃料汽車的高估。但每個人都同意，氫很可能成為未來交通運(yùn)輸不可或缺的一部分。

氫一直被認(rèn)為是最有前途的汽柴油綠色替代品，因為像石油基化石燃料一樣，氫可以在高溫下燃燒。但與汽柴油不同的是，它燃燒時不會排放二氧化碳。相反，只會留下無害的水蒸氣。這就是各公司一直投入大量資金的原因，采用綠氫和氫燃料電池取代傳統(tǒng)燃料，可以解決交通運(yùn)輸部門的溫室氣體排放問題，其溫室氣體排放量目前占全球總排放量的1/4。

豐田董事長豐田章男近期表示，電動汽車在全球市場上的份額將達(dá)到30%，剩下70%將由氫燃料汽車和內(nèi)燃機(jī)汽車占據(jù)。寶馬首席執(zhí)行官奧利弗·齊普策同樣看好該技術(shù)，認(rèn)為其是未來更清潔交通的重要組成部分。他說，“在零排放出行方面，氫是拼圖中缺失的一塊，但一項技術(shù)本身不足以實現(xiàn)全球氣候中和出行”。

目前市場上已有幾款氫動力汽車，都來自東亞汽車制造商，即豐田的Mirai和現(xiàn)代的Nexo SUV。豐田也承認(rèn)，目前為止，氫動力汽車并不成功，主要是因為氫采購仍是關(guān)鍵問題。

制氫是一個能源密集型過程，它的生產(chǎn)有時是低效的。根據(jù)某些指標(biāo)，綠氫生產(chǎn)所需的電力是直接為電動汽車提供動力所需電力的3倍。電動汽車公司特斯拉首席執(zhí)行官埃隆·馬斯克稱，汽車氫技術(shù)是“愚蠢的銷售”，他對利用能源制氫不屑一顧。

氫燃料汽車能否與電動汽車競爭，以及能否以一種更有利于環(huán)境的方式參與競爭，目前還沒有定論，但幾乎所有人都認(rèn)為，氫燃料汽車將為交通運(yùn)輸行業(yè)帶來革命性的變化。（壽琳玲）

鏈接：40家公司加入天然氫角逐賽

本報訊 據(jù)油價網(wǎng)報道，天然氫，也被稱為白氫或金氫，作為一種潛在的游戲規(guī)則改變者，正在尋找具有成本效益的低碳能源方面獲得全球關(guān)注。挪威能源咨詢公司Rystad的研究顯示，截至2023年底，全球有40家公司在尋找天然氫礦床，而2020年只有10家。目前，尋找天然氫礦床的勘探作業(yè)正在澳大利亞、美國、西班牙、法國、阿爾巴尼亞、哥倫比亞、韓國和加拿大進(jìn)行。

由于白氫是天然存在的，相比其他氫氣更具有成本優(yōu)勢。目前，灰氫成本不到2美元/千克，綠氫的成本是灰氫的2倍多。由于未來幾年電解裝置價格下降，綠氫成本將下降，但白氫相比之下還是更便宜。

加拿大生產(chǎn)商Hydroma提取白氫的成本估計為每千克0.5美元。根據(jù)礦床的深度和純度，西班牙和澳大利亞的白氫提取目標(biāo)是成本為每千克1美元左右。

除了成本優(yōu)勢，白氫碳排放強(qiáng)度也較低。在氫含量為85%且甲烷污染最小的情況下，白氫的碳排放強(qiáng)度約0.4千克二氧化碳當(dāng)量/千克氫氣。在氫含量為75%的情況下，白氫的碳排放強(qiáng)度上升到1.5千克二氧化碳當(dāng)量/千克氫氣。

雖然白氫開發(fā)仍處于起步階段，還存在許多不確定性，但作為一種可負(fù)擔(dān)得起的清潔天然資源，白氫可能成為清潔氫氣領(lǐng)域的游戲規(guī)則改變者，從而將氫氣的角色從能源載體轉(zhuǎn)變?yōu)橹饕茉垂?yīng)的一部分。但白氫儲量的實際規(guī)模目前仍不清楚，白氫運(yùn)輸和分配的挑戰(zhàn)也依然存在。

根據(jù)美國《通貨膨脹削減法案》，當(dāng)生命周期內(nèi)碳強(qiáng)度低于4千克二氧化碳當(dāng)量/千克氫氣時，企業(yè)可獲得生產(chǎn)稅抵免資格。如果氫氣生產(chǎn)的碳排放強(qiáng)度達(dá)到0.45千克二氧化碳當(dāng)量/千克氫氣，最高的生產(chǎn)稅抵免可達(dá)到每千克3美元。因此，美國的白氫生產(chǎn)可能獲得最高的生產(chǎn)稅抵免資格，這對生產(chǎn)商來說很有吸引力。

雖然之前在西非的馬里偶然發(fā)現(xiàn)了氫氣，但由于氫氣能滲透到巖層中，人們曾認(rèn)為氫氣不太可能在地下累積。但目前采用傳感氣體探測器等新設(shè)備，可探測到深度達(dá)1500米的巖層中溶解的氫氣。這些探測器使用光譜儀來測量和分析鉆孔中的溶解氣體。此外，研究人員正在開發(fā)能到達(dá)地下3000米的探測器。

白氫主要是通過自然反應(yīng)產(chǎn)生的，如蛇紋巖化，在高溫下，水與富含鐵的礦物發(fā)生反應(yīng)。使用磁鐵礦等催化劑增強(qiáng)蛇紋巖化可以幫助加速天然氫的生產(chǎn)反應(yīng)。而水的輻射分解是天然氫的另一個來源。

澳大利亞南澳大利亞州政府2021年將氫氣列入受管制物質(zhì)清單，開發(fā)公司需要申請該州的勘探許可證，如Gold Hydrogen公司獲得了開發(fā)拉姆塞項目的5年許可證。Gold Hydrogen公司在2023年底的鉆探過程中發(fā)現(xiàn)了高達(dá)86%的高濃度氫氣，并計劃2024年進(jìn)行進(jìn)一步鉆探作業(yè)。

法國政府和美國政府已承諾提供財政支持，以加快天然氫的勘探和開采進(jìn)程。目前，在馬里的Bourakebougou有一個正在運(yùn)營的白氫項目，每年提取約5噸白氫。這個小規(guī)模的項目至今已運(yùn)行了10年，為一個村莊提供電力。此外，世界各地的其他白氫項目目前仍處于早期勘探階段，歐洲預(yù)計2029年開始首次提取天然氫。