ذخایر عظیم هیدروژن پاک: انرژی برای ۱۷۰ هزار سال آینده زمین!
کشفهای جدید درباره ذخایر هیدروژن
دستاوردهای اخیر نشان میدهد که ذخایر هیدروژن در مناطق مختلفی از دنیا، از جمله لااقل ۳۰ ایالت آمریکا، دفن شدهاند.
وجود چنین ذخایری میتواند به تسریع انتقال انرژی جهانی کمک کند، اما تا به حال، زمینشناسان تنها درکی ناقص از چگونگی شکلگیری و نحوهی یافتن این تجمعات بزرگ هیدروژن داشتند. “اکنون مسئله این است که بفهمیم هیدروژن کجا رها، جمعآوری و حفظ شده است” به گفته کریس بالنتین، استاد و رئیس بخش ژئوشیمی دانشگاه آکسفورد و نویسنده اصلی یک مقاله جدید درباره تولید هیدروژن در crust زمین.
تولید هیدروژن: یک منبع پایدار برای آینده
بر اساس مقاله جدید بالنتین، هماکنون به اندازه کافی هیدروژن در پوسته زمین تولید شده که نیازهای انرژی فعلی ما را برای ۱۷۰,۰۰۰ سال آینده تأمین کند. با این حال، هنوز مشخص نیست که چه مقدار از این هیدروژن قابل دسترسی و استخراج با سود خواهد بود.
این مقاله جدید که در روز سهشنبه (۱۳ می) در نشریه Nature Reviews Earth and Environment منتشر شد، لیستی از شرایط ژئولوژیکی را که موجب ایجاد و انباشته شدن گاز هیدروژن طبیعی در زیر زمین میشود، ترسیم کرده است. این اطلاعات میتواند به تسهیل شکار ذخایر هیدروژن کمک کند.
کشفها و نیازهای صنعتی
شرایط خاص برای انباشت و تولید گاز هیدروژن، در حال حاضر تحت بررسی چندین شرکت اکتشافی است، از جمله “کولما”، که توسط کنسرسیومی به رهبری “بیل گیتس” تأمین مالی میشود، همچنین “های-تررا” که تحت حمایت شرکت “فورتسکوی” است و “اسنوفاکس” که از طرف “بیپی” و “ریوتینتو” پشتیبانی میشود.
ذخایر طبیعی هیدروژن برای شکلگیری نیاز به سه عنصر کلیدی دارد: منبع هیدروژن، سنگهای مخزن و مهر و مومهای طبیعی که گاز را در زیر زمین نگهمیدارند. بالنتین افزود: “یکی از مکانهایی که توجه زیادی به آن جلب شده است، کانزاس است که ویژگیای به نام ‘میانقارهای ریفت’ در آن قرار دارد، که حدود ۱ میلیارد سال پیش ایجاد شده و انباشت بزرگی از سنگها (بیشتر بازالتها) را تشکیل میدهد که میتواند با آب واکنش داده و هیدروژن تشکیل دهد.”
آینده هیدروژن و تحولات محیطی
با توجه به شیوههای استخراج دیگر گازها از سنگهای زیرزمینی، نویسندگان این بررسی پیشنهاد میکنند که تنشهای تکتونیکی و جریان بالای حرارت میتوانند هیدروژن را در عمق پوسته زمین آزاد کنند و به سطح نزدیکتر آورند. “این فرایند میتواند به انباشت هیدروژن در سطح نزدیکتر کمک کند، جایی که ممکن است به یک منبع تجاری تبدیل شود” بالنتین گفت.
در این بررسی همچنین مشخص شده که در پوسته زمین، دامنه وسیعی از زمینههای ژئولوژیکی ممکن است برای شرکتهای اکتشافی امیدوارکننده باشند، از جمله پیچیدگیهای اوفیولیت و استانهای آتشفشانی بزرگ و کمربندهای سبز سنگهای آرکایی.
پژوهشهای اخیر و چالشهای موجود
اوفیولیتها تکههایی از پوسته زمین و گوشته بالایی بودهاند که زمانی در زیر اقیانوس قرار داشتند و به تدریج به زمین منتقل شدهاند. در سال ۲۰۲۴، محققان یک مخزن هیدروژن بزرگ در یک مجموعه اوفیولیتی در آلبانی کشف کردند. سنگهای آتشفشانی از ماگما یا لاوا تشکیل شدهاند و کمربندهای سبز سنگهای آرکایی شامل تشکیلهای تا ۴ میلیارد سالهای هستند که با مواد معدنی سبز مانند کلوریت و آکینولیت شناخته میشوند.
شرایط مطرح شده در این بررسی، “اصول اولیه” برای اکتشاف هیدروژن به حساب میآید و باید به شرکتها در تدوین استراتژیهای اکتشافی خود کمک کند، از جمله فرایندهایی که ممکن است به مهاجرت یا تخریب هیدروژن در زیر زمین منجر شود.
نکته نهایی
هیدروژن هماکنون برای تولید مواد شیمیایی صنعتی کلیدی مانند متانول و آمونیاک که در اکثر کودها به کار میرود، استفاده میشود. این گاز همچنین میتواند در انتقال از سوختهای فسیلی یاریرسان باشد، زیرا هیدروژن میتواند هم خودروها و هم نیروگاهها را تأمین کند.
با این حال، تولید کنونی هیدروژن عمدتاً از هیدروکربنها است که به تولید این گاز با حجم بالایی از انتشار کربن میانجامد. هیدروژن “پاک” به دست آمده از مخازن زیرزمینی دارای ردپای کربنی بسیار کمتری است زیرا به طور طبیعی به وجود میآید.
بالنتین تأکید کرد: “پوسته زمین مقدار بالایی هیدروژن تولید میکند و اکنون سؤال این است که چگونه میتوانیم فهرست مواد مورد نیاز را برای یافتن آن دنبال کنیم.”
