В Канаде нашли источник водорода: он может изменить энергетику мира

В древних горных породах Канады учёные обнаружили крупный естественный источник водорода — потенциально дешёвый и чистый энергетический ресурс, который может помочь снизить выбросы углекислого газа в энергетике и транспорте, пишет PNAS.

Учёные из Университета Торонто и Университета Оттавы подробно изучили район шахты Кидд-Крик в провинции Онтарио, где природный водород десятилетиями просачивается из скважин. Анализ образцов из 3 535 скважин на глубине до 2,9 км показал, что этот источник мог бы производить примерно 4,7 млн кВт·ч в год — достаточно для обеспечения около 400 домохозяйств в течение года.

Исследователи отмечают, что такой постоянный и локальный поток водорода может стать важным дополнением к региональным энергосистемам и промышленности, снизив зависимость от ввозимых углеводородов. Авторы работы подчёркивают: если добыча окажется экономически оправданной, этот ресурс даст Канаде внутренний источник низкоуглеродной энергии.

Однако пока найдено немного мест с таким природным водородом, и остаются ключевые вопросы: насколько широко распространены подобные запасы, насколько долговечен и стабильен поток водорода, и как экономично и безопасно его извлекать и хранить.

Что такое природный водород

Природный водород — это молекулярный водород (H2), который образуется в результате химических реакций в подземных породах и грунтовых водах, например при взаимодействии минералов с водой и разложении органики. В отличие от «голубого» или «зелёного» водорода, природный водород не требует энергоёмкой электролизной или паровой конверсии, однако методы его добычи пока мало изучены и не стандартизированы.

Экономический и климатический эффект

При использовании водорода в качестве топлива прямых выбросов CO2 не происходит — побочным продуктом становится вода. Тем не менее общая углеродная эффективность зависит от того, как этого водорода получают и очищают. Если природный водород можно добывать локально рядом с промышленными объектами, это снижает затраты на транспортировку и необходимость в дорогостоящей инфраструктуре, что повышает экономическую привлекательность ресурса.

Ключевые результаты из района Кидд-Крик

Авторы исследования проанализировали образцы из 3 535 скважин на глубине до 2,9 км в районе шахты Кидд-Крик. На основании измерений концентраций и скорости выхода водорода, в некоторых точках наблюдавшихся до 11 лет, они оценили потенциальный энергопотенциал порядка 4,7 млн кВт·ч в год — примерно достаточный для обеспечения около 400 домохозяйств в течение года. Эти данные дают первое количественное представление о реальном и относительно устойчивом источнике природного водорода в этом регионе.

Ограничения и риски

Главный вызов в том, что подобных мест с доказанными стабильными потоками водорода найдено немного, поэтому масштаб мировых запасов остаётся неопределённым. Добыча, очистка и хранение водорода требуют инвестиций и технологий; в настоящее время многие способы получения водорода опираются на ископаемые топлива, что снижает экологическую пользу. Кроме того, геологическая добыча должна учитывать возможные риски для стабильности пластов, качества подземных вод и подземных экосистем.

Синергия с добычей полезных ископаемых

Геологические условия, благоприятные для образования природного водорода, часто совпадают с районами, где ведётся разведка и добыча никеля, меди, алмазов и других минералов. Это открывает возможность совместного использования существующей инфраструктуры и логистики: если водород можно извлекать там же, где уже работают шахты и горная техника, это уменьшит потребности в длинных транспортных маршрутах и масштабном строительстве новой инфраструктуры.

Научный и практический интерес

Ранее основное внимание к природному водороду проявляли микробиологи, изучавшие подземные экосистемы и микроорганизмы, использующие водород для выживания. Новое исследование переводит тему в прикладную плоскость — теперь учёные и промышленность могут всерьёз оценивать экономическую целесообразность локальной добычи как части стратегии декарбонизации и развития региональной энергетики.

Что дальше

Чтобы понять, может ли природный водород стать заметной частью энергетики, нужны дальнейшие региональные обследования, длительный мониторинг выходов газа и детальная оценка экономической рентабельности добычи, очистки и хранения. Разработка безопасных технологий добычи и подходов к использованию водорода на месте (без дорогостоящего перемещения) станет ключевым фактором принятия решения о масштабировании этого источника.

Напомним, Беларусь в десятки раз повышает экспортные пошлины на сжиженные углеводородные газы.