В отличие от промышленного водорода природный образуется в процессе геологических реакций в земной коре. Он не выделяет углекислый газ и другие загрязняющие вещества.
Водород применяется в нефтепереработке, производстве аммиака и метанола. С развитием технологий он стал чаще использоваться как топливо для транспорта и предприятий. По прогнозам специалистов, к 2050 году спрос на него вырастет примерно в 6 раз до более чем 500 млн метрических тонн, объясняется в статье The Conversation.
Как добывают водород
Природный водород называют еще «белым» или «золотым», его можно добывать без дополнительной обработки. Наиболее известным механизмом его получения в недрах Земли считается серпентизация — реакция, при которой вода взаимодействует с богатыми железом породами.
Еще один процесс образования водорода — термогенез, он проходит в глубоких осадочных бассейнах, когда при высоких температурах от 250 до 500 °C происходит разложение органического материала. Вместе с водородом выделяются также метан и азот.
Как искать залежи
Геологи при поиске залежей используют те же подходы, что и при разведке нефтяных и газовых месторождений. И во всех случаях имеются свои сложности.
- Сфокусированная инфильтрация, когда водород просачивается наверх через трещины и разломы в коре. В этом случае его сложно улавливать.
- Водород в угольных пластах — сложность в том, чтобы отделить элемент от угля.
- Сеть ловушек и коллекторов, по аналогии с тем, как залегают в недрах нефть и газ. Однако геологи еще не научились оценивать объем такого водорода и рентабельность его добычи.
По данным Геологической службы США под землей может храниться больше 5 трлн метрических тонн водорода. Даже 2% этого объема по запасам превышают весь объем разведанного природного газа на планете.
Запасы водорода Земля накапливала миллиарды лет, в год производится от 15 до 31 млн метрических тонн — меньше 1% количества, которое будет потребляться к 2050 году.
Кто добывает газ
Природный водород сегодня добывают только в одном месте на планете — малийской деревушке Буракебугу, его используют для нужд местных жителей. Тем не менее, за последние годы число компаний, занятых поиском водорода, выросло до 40. Разведка проводится в США, Австралии, Канаде и других странах. В США проект HyTerra обнаружил в Канзасе залежи с концентрацией 90% водорода и 3% гелия.
Добыча природного водорода связана с большими трудностями. Найти его в недрах и посчитать сложно из-за его малого молекулярного размера и реактивности с другими элементами. При низкой его концентрации и смешении с другими газами, его очистка и разделение могут оказаться практически невозможными.
Геологические процессы уже «подготовили» природный водород к добыче, поэтому она может обойтись в 10 раз дешевле традиционных методов получения. Однако текущие оценки основаны на небольших объемах найденного газа. Для коммерческого использования нужные крупные месторождения с высокой концентрацией водорода.
Ранее Наука Mail рассказывала о создании нового мембранный полимер для получения водорода.
