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到30%，剩下70%將由氫燃料汽車和內(nèi)燃機汽車占據(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)的碳排放強度達到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86%的高濃度氫氣，并計劃2024年進行進一步鉆探作業(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程。目前，在馬里的Bourakebougou有一個正在運營的白氫項目，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。