ممکن است شبیه چیزی از قرن نوزدهم به نظر برسد، اما یکی از پیشرفتهترین حوزههای انرژی امروزی شامل حفاری عمیق در زیر زمین برای یافتن موادی است که میتوانند برای تولید انرژی سوزانده شوند. تفاوت در این است که این بار، به جای جستجوی سوختهای فسیلی، رقابت برای یافتن ذخایر طبیعی هیدروژن است.
هیدروژن در حال حاضر یک عنصر کلیدی در صنایع شیمیایی است و میتواند به عنوان یک سوخت سبزتر در صنایعی از هوانوردی و کشتیرانی بیناقیانوسی تا فولادسازی مورد استفاده قرار گیرد. امروزه، این گاز باید تولید شود، اما شواهدی وجود دارد که نشان میدهد ذخایر عظیمی در زیر زمین وجود دارد.
این هفته، من به طور جدی به منابع زیرزمینی فکر میکردم، زیرا در حال گزارش داستانی درباره یک استارتآپ جدید به نام Addis Energy بودم. این شرکت به دنبال استفاده از سنگهای زیرسطحی و شرایط آنجا برای تولید یک ماده شیمیایی مفید دیگر است: آمونیاک. در عصر پیشرفتهای آزمایشگاهی، به نظر میرسد که جستجو برای منابع، نوعی پسرفت باشد، اما نگاه کردن به زیر زمین میتواند به تامین تقاضای انرژی و در عین حال مقابله با تغییرات اقلیمی کمک کند.
به ندرت پیش میآید که هیدروژن در عملیات نفت و گاز ظاهر شود و برای دههها، تصور رایج این بود که ذخایر بزرگی از این گاز در زیر زمین وجود ندارد. به هر حال، مولکولهای هیدروژن بسیار ریز هستند، بنابراین حتی اگر گاز در آنجا تشکیل میشد، فرض بر این بود که به سادگی نشت میکند.
با این حال، در طول دههها، اکتشافات تصادفی هیدروژن در معادن متروکه یا محلهای چاه جدید رخ داده است. گزارشهایی از چاههایی وجود دارد که گاز بیرنگ فوران میکردند، یا شعلههایی که به رنگ طلایی میسوختند. و از آنجایی که مردم به طور هدفمندتری به دنبال هیدروژن بودهاند، شروع به یافتن آن کردهاند.
همانطور که مشخص شده است، هیدروژن تمایل دارد در سنگهای بسیار متفاوتی نسبت به سنگهایی که میزبان ذخایر نفت و گاز هستند، تجمع یابد. در حالی که اکتشاف سوختهای فسیلی معمولاً بر روی سنگهای نرمتر، مانند شیل غنی از مواد آلی متمرکز است، به نظر میرسد هیدروژن در سنگهای غنی از آهن مانند الیوین (olivine) فراوانتر باشد. این گاز زمانی تشکیل میشود که واکنشهای شیمیایی در دما و فشار بالا در زیر زمین، آب را از هم جدا میکنند. (همچنین احتمالاً مکانیسم دیگری وجود دارد که هیدروژن را در زیر زمین تشکیل میدهد، به نام رادیولیز، که در آن عناصر رادیواکتیو، تشعشعی را منتشر میکنند که میتواند آب را تجزیه کند.)
برخی تحقیقات، مقدار بالقوه هیدروژن موجود را حدود یک تریلیون تن تخمین زدهاند - که حتی اگر استفاده از این گاز را افزایش دهیم، برای تامین تقاضای ما برای قرنها کافی است.
در چند سال گذشته، شرکتهایی در سراسر جهان برای یافتن و بهرهبرداری از این منابع ایجاد شدهاند. هجوم زیادی در استرالیا، به ویژه در بخش جنوبی این کشور وجود دارد، که به نظر میرسد شرایط مناسبی برای تولید هیدروژن دارد. یک استارتآپ به نام Koloma، بیش از 350 میلیون دلار برای کمک به اکتشاف هیدروژن زمینشناسی خود جمعآوری کرده است.
سوالات بیپاسخ زیادی برای این صنعت وجود دارد، از جمله اینکه چه مقدار هیدروژن واقعاً قابل دسترس و استخراج اقتصادی خواهد بود. حتی مشخص نیست که امروزه بهترین روش برای جستجوی این گاز چیست. محققان و شرکتها در حال قرض گرفتن تکنیکها و ابزارهایی از صنعت نفت و گاز هستند، اما ممکن است راههای بهتری وجود داشته باشد.
همچنین مشخص نیست که این امر چگونه میتواند بر تغییرات اقلیمی تأثیر بگذارد. هیدروژن به خودی خود ممکن است کره زمین را گرم نکند، اما میتواند با افزایش طول عمر سایر گازهای گلخانهای، به طور غیرمستقیم در گرمایش جهانی نقش داشته باشد. همچنین اغلب با متان یافت میشود، یک گاز گلخانهای فوقالعاده قوی که اگر در سطح قابل توجهی از عملیات نشت کند، میتواند آسیب جدی وارد کند.
همچنین مسئله حمل و نقل وجود دارد: هیدروژن چگالی زیادی ندارد و ذخیره و جابجایی آن میتواند دشوار باشد. ذخایری که از مشتریان نهایی دور هستند، ممکن است با هزینههای بالایی مواجه شوند که میتواند کل این تلاش را غیراقتصادی کند.
اما این حوزه به طور باورنکردنی هیجانانگیز است و محققان در حال تلاش برای درک بهتر آن هستند. برخی به دنبال گسترش مجموعه بالقوه منابع با پمپاژ آب به زیر زمین برای تحریک تولید هیدروژن از سنگهایی هستند که به طور طبیعی این گاز را تولید نمیکنند.
برای من، نکتهای جذاب در مورد استفاده از روشهای صنعت نفت و گاز برای توسعه یک منبع انرژی وجود دارد که میتواند به بشریت در مبارزه با تغییرات اقلیمی کمک کند. این میتواند یک حرکت استراتژیک برای پاسخگویی به تقاضای انرژی باشد، زیرا در طول تقریباً 150 سالی که ما سوختهای فسیلی را استخراج کردهایم، تخصص زیادی انباشته شده است.
به هر حال، مشکل حفاری نیست - مشکل انتشار گازهای گلخانهای است.