他們尋找化石燃料，卻發現了或許能拯救地球的寶藏。
They went hunting for fossil fuels. What they found could help save the world
By Laura Paddison, CNN
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Published 1:00 AM EDT, Sun October 29, 2023
當兩名科學家在法國東北部的地下尋找化石燃料時，他們沒有預期會發現能夠極大增強應對氣候危機努力的東西。
Jacques Pironon 和 Phillipe De Donato 都是法國國家科學研究中心的研究主管。他們正在評估洛林礦盆地下土層中的甲烷量，使用了一種“世界首創”的專用探針，可以分析深埋地下的岩層中的水溶解氣體。
在幾百米深處，探針發現了低濃度的氫氣。Pironon告訴CNN：“這對我們來說並不是真正的驚喜”，在鑽孔表面附近找到少量是常見的。但隨著探針更深入地探測，濃度開始上升。在1,100米深處，濃度達到14%，在1,250米處，它是20%。
Pironon說，這令他感到驚訝。這表明下面存在一個大型的氫氣儲存層。他們進行了計算，估計該沉積層可能含有600萬至2.5億公噸的氫。
Pironon表示，這可能使其成為迄今為止發現的最大的“白色氫”儲存層之一。此發現已經助長了人們對這種氣體的激烈興趣。
白色氫，也被稱為“天然的”、“黃金的”或“地質氫”，是天然產生或存在於地殼中的，並已成為氣候變化的聖杯。
燃燒氫只產生水，使其成為一種非常吸引人的潛在清潔能源，適用於航空、航運和鋼鐵等產業，這些行業需要大量的能源，幾乎不可能完全依靠太陽能和風能來滿足。
但雖然氫是宇宙中最豐富的元素，它通常與其他分子結合在一起。目前，商業氫是通過一個幾乎完全由化石燃料供電的能耗密集過程中生產的。
人們用一系列的顏色來簡單表示不同類型的氫。“灰色”的是由甲烷氣製成的，而“棕色”的是由煤製成的。“藍色”氫與灰色相同，但在其進入大氣之前捕捉了造成地球暖化的污染物。
從氣候的角度看，最有前景的是“綠色”氫，使用可再生能源分解水來製造。然而，目前的生產還是小規模且成本高昂。
這就是為什麼在過去幾年中，人們對白色氫，一種潛在的豐富且未被開發的清潔燃燒能源的興趣激增。
“如果你四年前問我對天然氫的看法，我會告訴你‘哦，它不存在，’”美國地質調查局的地球化學家Geoffrey Ellis說。“我們知道氫在那裡，但科學家們認為大量的積累是不可能的。”
然後他聽說了馬里。可以說，對白色氫目前的興趣可以追溯到這個西非國家。
1987年，在Bourakébougou村，一名鑽井工人在吸煙時俯身到水井邊時，水井意外地爆炸，導致他受傷。
該井被迅速封閉，直到2011年，它被一家石油和天然氣公司打開，據報導發現該井正在產生98%的氫。氫被用來為村莊供電，十多年後，它仍在生產。
當2018年有關這口井的研究出來時，吸引了科學界的注意，包括Ellis。他的最初反應是該研究肯定出了問題，“因為我們知道這是不可能的。”
然後，大流行疾病爆發，他有時間開始深入研究。他越讀越意識到“我們只是沒有尋找它，我們沒有在正確的地方尋找。”
對於自1980年代以來一直從事石油地球化學工作的Ellis，這些近期的發現令他很興奮。他見證了美國的頁岩氣行業的迅速增長，這革命了能源市場。“現在”，他說，“我們處於我認為可能是第二次革命。”
白色氫“非常有前景”，University of Pau et des Pays de l’Adour 和 Sorbonne大學的科學研究員以及白色氫專家Isabelle Moretti同意此觀點。
“現在的問題不再是關於資源……而是在哪裡找到大型的經濟儲存層，”她告訴CNN。
許多初創公司正在湧現。
雖然存在數十種生產白色氫的過程，但關於天然沉積如何形成的仍然存在一些不確定性。
地質學家傾向於關注“蛇紋石化作用”，即水與富含鐵的岩石反應以產生氫氣，以及“放射裂解”，一種由輻射驅動的水分子分解。
白色氫沉積已在全球各地被發現，包括在美國、東歐、俄羅斯、澳大利亞、阿曼以及法國和馬里。
有些是偶然發現的，有些則是尋找如“仙女圈”之類的跡象——淺的、橢圓形的凹陷地形，可能會洩露氫氣。
Ellis估計全球可能有數千億噸的白色氫。他表示，這將遠遠超過目前每年生產的1億噸氫，以及預計到2050年每年生產的5億噸氫。
“其中大部分幾乎肯定會是非常小的堆積，或者非常遠離陸地，或者太深以至於實際上無法經濟地生產，”他說。但如果只有1%可以被發現和生產，它將提供5億噸的氫氣，可以供應200年，他補充說。
這對於眾多初創公司來說是一個非常吸引人的前景。
澳大利亞的Gold Hydrogen公司目前正在南澳大利亞的Yorke Peninsula進行鑽探。他們選擇了該地點，是因為在研究該州的檔案後，發現在20世紀20年代，那裡鑽了一些鑽孔，其中含有非常高濃度的氫氣。但當時尋找化石燃料的勘探者並不感興趣，於是放棄了它們。
“我們對我們所看到的感到非常興奮，”董事總經理Neil McDonald說。他告訴CNN，還有更多的測試和鑽探要做，但該公司可能在2024年底之前進入初步生產。
一些初創公司獲得了令人瞠目結舌的投資。Koloma，一家位於丹佛的白色氫初創公司，已從投資者那裡獲得了9100萬美元，其中包括Bill Gates創立的投資公司Breakthrough Energy Ventures。儘管該公司對於它在美國的鑽探位置和何時目標商業化保持沉默。
另一家位於丹佛的公司，Natural Hydrogen Energy，由地球化學家Viacheslav Zgonnik創立，於2019年在內布拉斯加完成了一個探索性的氫鑽孔，並計劃新的水井。Zgonnik告訴CNN，世界“非常接近首個商業項目”。
他說：“天然氫是一種解決方案，它將允許我們加快氣候行動。”
從炒作到現實
這些企業和科學家面臨的挑戰是將假設的承諾轉化為商業現實。
“可能會有幾十年的時間，其中充滿了許多的嘗試和錯誤和虛假的開始，”Ellis說。但速度是至關重要的。“如果我們需要200年的時間來開發資源，那實際上不會有太大的用處。”
但許多初創公司都非常樂觀。有些預測在幾年，而不是幾十年內實現商業化。“我們已經擁有所有必要的技術，只需要做一些小的修改，”Zgonnik說。
還有一些挑戰。在某些國家，法規是一個障礙。還需要計算成本。根據馬里井的計算，白色氫的生產成本可能約為每公斤1美元，而綠色氫則約為每公斤6美元。但如果需要深鑽探的大型沉積，白色氫的成本可能迅速上升。
回到洛林盆地，Pironon和De Donato的下一步是鑽探到3,000米深，以更清晰地了解到底有多少白色氫。
路還很長，但如果這個地區——曾經是西歐的主要煤炭生產地——成為新的白色氫工業中心，那將是相當具有諷刺意味的。