腳下或藏數兆噸天然氫:能源新曙光?
一段時間以來,大家都聽說能源的未來在於氫燃料。它很環保,使用時僅產生水和熱;能量密度比電池更高;可以利用現有資源生產、儲存和運輸;而且,不得不說,宇宙可不像會很快把氫用光。
然而,問題在於如何取得氫。到目前為止,最佳選擇是製造所謂的「綠氫」—— 利用風能或太陽能等可再生能源,將水分子分解成組成它們的氧原子和氫原子。在追求淨零排放的競賽中,即便在產業發展的早期階段,每生產一公斤氫,它產生的二氧化碳也只有一公斤或更少,堪稱強力選手。
那麼,為何我們還未全都靠綠氫能源生活呢?很可惜,它有一些缺點:成本高昂,而且生產時間有限。這就是為什麼大多數使用的氫能,要不是「灰氫」,就是「藍氫」—— 儘管這些能源依靠化石燃料生產,卻常被宣傳為清潔能源。
其實還有另一個選擇。當岩石相互接觸時,會發生自然化學反應,從而產生氫 —— 但直到最近,人們都認為這種情況相當罕見。直到地質學家在馬裡的布拉凱布古發現大量的氫儲藏,在過去一兩年間引發了一場全球範圍內的尋氫熱潮,就像當年的淘金熱一般。
尋找天然氫氣井的探勘者們足跡遍佈法國、西班牙;美國的內布拉斯加州、亞利桑那州和堪薩斯州;還有澳洲、摩洛哥、巴西等地。根據發表新論文的研究團隊所言,這是有充分理由的 —— 據他們估算,我們腳下的氫含量高達5.6×106百萬公噸。
當然,他們的資料有很大的彈性空間。研究團隊在論文中承認:「地球地下的原位氫估計量極不確定,變化幅度超過七個數量級」,儘管「預測進入大氣層的通量變化較小(三個數量級),最可能的值大致在目前觀測值的2倍之內」。
除此之外,這兩位研究人員也坦率地承認,他們認為可能存在的大部分氫都難以取得。他們寫道:「根據已知的石油和非石油流體分佈情況……大多數地下氫可能儲存在太深、離岸太遠或太小的聚集區,難以經濟地開採。」
但即便有這些限制,可能獲得的氫量仍然極為龐大。他們認為,只要開採出其中的百分之二,就足以滿足未來200年全球實現淨零碳排放所需的氫需求。而且,即使是這麼小的一部分,產生的能量「也大約是地球上所有已探明天然氣儲量所含能量的兩倍」,論文中寫道。
不可否認,仍有許多問題懸而未決。例如,這些氫究竟在哪裡?利用如此大量基本上未經測試且不可再生的燃料型別,會有什麼後果?還有一個至關重要的問題:這些氫真的都在那裡嗎?還是像一些專家懷疑的那樣,隨著時間流逝「洩漏」掉了?
但對於那些寄希望於氫能源未來的人來說,這是一線希望。隨著有更多相關資料和研究興趣的提升,估算可能會更加精準。
論文最後總結道:「我們的模型為評估天然氫的全球資源潛力提供了初步框架。這些發現表明,有必要在該領域開展進一步研究。」
這篇論文發表在《科學進展》期刊上。