В Канаде при изучении древних горных пород учёные обнаружили значительные запасы природного водорода, которые могут иметь важное значение для энергетики. Этот водород, если его удастся сделать экономически доступным для транспорта и энергетических систем, поможет снизить выбросы углекислого газа.
Однако объём этих запасов пока ограничен. Поэтому исследователи обратили внимание на данные из района шахты Кидд-Крик в провинции Онтарио, где природный водород уже много лет поступает через скважины.
Недавно в журнале PNAS была опубликована статья, в которой учёные впервые подробно описали эти запасы. Геологи Барбара Шервуд Лоллар из Университета Торонто и Оливер Уорр из Университета Оттавы взяли пробы из 3535 скважин, расположенных вокруг шахты на глубине до 2,9 километра.
Они измеряли концентрацию и скорость выделения водорода, и некоторые исследования продолжались до 11 лет. Результаты показали, что этот источник может производить 4,7 миллиона киловатт-часов электроэнергии в год, что достаточно для снабжения энергией 400 домов в течение 12 месяцев.
Учёные считают, что обнаруженные объёмы энергии значительны и могут быть получены из природного источника. «Эти данные свидетельствуют о наличии важных, но до сих пор неиспользованных возможностей для создания экономически эффективного источника энергии внутри страны», — сказала Шервуд Лоллар. Такой ресурс поможет поддержать местные промышленные центры и снизить зависимость от импортного топлива.
Чистый водород не производит выбросов, но его получение — дорогостоящий и энергоёмкий процесс, часто использующий ископаемое топливо, что делает его менее экологически привлекательным.
Учёные ищут природные источники водорода, чтобы снизить затраты. Точные объёмы природного водорода в мире пока неизвестны. Он образуется в подземных породах и грунтовых водах. В районе шахты Кидд-Крик его присутствие уже давно известно.
Новое исследование предоставляет данные о количестве образующегося водорода и устойчивости этого процесса. Для энергетической отрасли важны стабильные источники.
Учёные также отметили важный факт: геологические условия, способствующие образованию водорода, часто совпадают с местами добычи полезных ископаемых. Использование таких запасов водорода может дать дополнительные преимущества.
«Природный водород образуется в тех же горных породах, где находят месторождения никеля, меди и алмазов. Сейчас ведётся разведка на литий, гелий, хром и кобальт», — сказал Уорр. Совместное использование добычи полезных ископаемых и водорода уменьшит необходимость в его транспортировке, хранении и строительстве инфраструктуры.
Ранее природный водород не привлекал особого внимания, за исключением исследователей подземных экосистем. Новое исследование показывает, что этот ресурс может быть не только научным интересом, но и полезным местным источником энергии в регионах с подходящими геологическими условиями и необходимой инфраструктурой.
«На глобальном уровне есть стремление увеличить доступность водорода для декарбонизации и снижения затрат», — отметила Шервуд Лоллар. Благодаря этому исследованию учёные лучше понимают экономическую целесообразность использования водорода и могут сравнивать данные с другими месторождениями в разных странах.