天然存在的“白氢”位于我们脚下的巨大储层中——现在清洁能源时代的淘金热正在开始。

希望带来一种主要新能源资源的曙光。然而，他们正在寻找的不是化石燃料，而是可行的天然和低碳氢源。

氢气是地球上最小、最简单、最轻的分子，目前主要用于炼油和化学工业，例如生产化肥氨。

这种氢气的绝大多数是由污染性甲烷气体或煤气化制成的。

但已经有其他低碳生产氢气的方法。氢气储存的能量是石油的三倍，同时燃烧时只会产生水，这使得一些人将其视为一种有吸引力的清洁燃料选择，特别是对于航空、航运或钢铁生产等难以通过电气化脱碳的行业。

例如，“绿色”氢气是一种更清洁的替代品，通过在可再生能源驱动的过程中将水分解为氢气和氧分子。“蓝色”氢气由化石燃料制成，利用碳捕获和储存来减少排放，是另一种选择。

如果只有 2% 的天然氢气估计水平是可回收的，那么它可以满足大约 200 年内预计的全球氢气需求

近年来，绿氢和蓝氢作为潜在的低碳燃料受到了广泛关注，但它们也有明显的缺点。两者都很昂贵，并且在推出过程中面临挑战和延迟。虽然它们的使用量正在缓慢增长，但它们加起来仍然只占全球氢气产量的 1% 左右。一些研究人员还对蓝氢的低碳程度表示怀疑，因为甲烷是一种强效温室气体，在 20 年的时间跨度内比二氧化碳 （CO2） 强 80 倍。

与此同时，近年来科学家们发现，天然存在的氢气实际上比以前想象的要广泛得多，这导致一些人相信它可以被用作一种廉价且无碳的燃料。

这种“地质”氢，也称为天然氢或白氢，是当地下水在称为蛇纹石化的过程中遇到富含铁的岩石时自然产生的。由于氢气非常轻，它通常会渗入多孔岩石和裂缝，最终上升到大气中。前提是它不是首先在地下反应中食用或被地下微生物吃掉的。

但在某些地质环境中，氢气可能会被困在渗透率低的岩石下，例如盐岩或页岩，从而形成一种密封，气体可以在其下积聚。探矿者希望地球地下的这些氢气积累可能开发。

地下可能存在 10 亿至 10 万亿吨氢气，最好猜测约有 5.6 万亿吨氢气被困在地质构造中。

这些氢气中的大部分可能存在于太深、离岸太远或太小而无法经济回收的堆积物中。如果只有 2% 的白氢是可回收的，它可以满足全球约 200 年的预计氢需求。他们补充说，它还将包含大约是地球上所有已探明天然气储量中储存的能量的两倍。

氢气无臭、无色、无味，如果不专门寻找氢气，就很难检测到氢气。

通过对板块构造过程的模拟，在山脉形成过程中被推近地表的岩石可能是白氢的热点。研究人员确定了从阿尔卑斯山到喜马拉雅山脉的山脉作为可能的勘探目标。

尽管白氢的勘探一直在积聚，但尚未发现商业上可行的井。在 2024 年全球氢气审查中，将白氢生产技术描述为其技术准备量表得分为九分中的五分。

仍然没有足够的证据证明白氢甚至是一种可大规模使用的可再生资源。这是因为尚不清楚氢气的产生速度是否足够快，足以取代任何可能从储层中提取的氢气。氢气的产生速度“与我们预期的生产速度相比慢了几个数量级”。

目前天然氢气产量很小，发现的氢气很少是纯净的，而且许多发现都是溶解气体，很难生产。

即使在未来几年内取得重大发现，也至少还需要十年的时间才能大规模发展一个行业

天然生产的氢气也不太可能位于需要的地方，而且氢气也难以运输和储存

但提取白氢也可能带来意想不到的后果，包括对气候的影响，这可能会抵消替代化石燃料的一些好处。

氢气储层可能含有甲烷，除非白氢被捕获，否则甲烷可能会抵消白氢的好处。更重要的是，一旦进入大气，氢气就会与甲烷竞争羟基，羟基是一种分解甲烷分子的化合物。这意味着在提取过程中逸出的任何氢气也会使大气中的甲烷持续时间更长，并导致更多的变暖。

这些甲烷排放，加上钻井基础设施中的排放，意味着白氢生产不会完全无碳。

在储层氢气含量高而甲烷含量低的情况下，每生产一公斤氢气将排放 0.4 千克二氧化碳当量 （CO2e）。这低于每公斤绿色氢气平均产生的 1.6 公斤二氧化碳当量，后者需要建设庞大的可再生能源基础设施。

然而，与白氢生产相关的排放量会随着储层中的甲烷越多，油井的生产力就越低，排放量就会增加。根据同一项研究，一口氢气含量为 75% 和甲烷含量为 22.5% 的井每公斤氢气将排放 1.5 公斤二氧化碳当量。

v可以被过滤，而提取和燃烧氢气作为燃料将减少自然泄漏到地表并到达大气的量。

大规模的白氢生产将导致氢气泄漏到大气中增加。还可能影响地下生态系统和依赖氢气作为能源的微生物生命。这些微生物在地球化学元素和化合物的循环中发挥着重要作用——但人们对深层陆地地下的了解相对较少。

该技术使用地质学、地球物理学和地球化学数据以及传感器来创建地幔的 4D 图像（三维和跨时间），以精确定位白氢储层的具体位置，并量化和监测每个储层中的氢气体积。

源：BBC