فرانسه گنج پنهان هیدروژنی به ارزش نجومی ۹۲ میلیارد دلار را از زیر خاک بیرون کشید! آینده انرژی در دستان پاریس؟
کشف یک منبع عظیم هیدروژن طبیعی در اعماق خاک فرانسه، میتواند معادلات انرژی جهان را به کلی تغییر دهد. آیا پاریس با این کشف شگفتانگیز، به قطب جدید انرژی جهان تبدیل خواهد شد؟
تیمی از دانشمندان فرانسوی، منبعی عظیم از هیدروژن طبیعی را در منطقهی لورین، واقع در شمال شرقی فرانسه، کشف کردهاند. این یافتهی غیرمنتظره که در سال 2023 توسط آزمایشگاه GeoRessources و مرکز ملی تحقیقات علمی فرانسه (CNRS) به صورت محتاطانه مستند شده، به دلیل پتانسیل بالای خود در تغییر ساختار انتقال انرژی، توجه بینالمللی را به خود جلب کرده است.
تخمین زده میشود که این منبع، حاوی 46 میلیون تن هیدروژن سفید باشد و در زیر منطقهی فولشوایلر، یک منطقهی معدنی سابق در نزدیکی مرز آلمان، قرار دارد. برای درک بهتر این حجم، باید گفت که این مقدار، بیش از نیمی از تولید سالانهی هیدروژن خاکستری در جهان است؛ این آمار توسط آژانس بینالمللی انرژی (IEA) ارائه شده است. برخلاف هیدروژن خاکستری که از سوختهای فسیلی تولید میشود، هیدروژن سفید به طور طبیعی در زیر زمین وجود دارد و هنگام استخراج، هیچ گونه آلایندهی کربنی تولید نمیکند.
کارخانهی زیرزمینی پنهان در رگههای زغال سنگ قدیمی
این کشف تقریباً به طور تصادفی رخ داد. محققان در حال انجام آزمایشهای میدانی برای تأیید تخمینهای قدیمی متان مربوط به یک مطالعه در سال 2012 توسط IFP Energies Nouvelles بودند. این آزمایشها بخشی از پروژه REGALOR با همکاری La Française de l’Énergie بود. تیم تحقیقاتی، مجهز به یک پروب تخصصی به نام SysMoG™ (که در سال 2023 به ثبت رسیده است)، شروع به نمونهبرداری از غلظت گاز در اعماق مختلف یک معدن سابق کرد.
در عمق 200 متری، سطح هیدروژن به سختی قابل تشخیص بود. اما در عمق 1100 متری، قرائتها به بیش از 15 درصد هیدروژن رسید. به گفتهی محققان ارشد، ژاک پیرونون و فیلیپ دو دوناتو: “در آن لحظه بود که متوجه شدیم با گازهای کمیاب معمولی روبرو نیستیم. احتمالاً با یک منبع مداوم از هیدروژن طبیعی روبرو بودیم که توسط فرآیندهای زمینشناسی تولید میشود و ما تازه در ابتدای راه درک آن هستیم.” این گفتهها در CNRS News منتشر شده است.
تجهیزات مورد استفاده برای سنجش میزان گاز در اعماق زمین تا 1100 متر. Laeticia Vançon for GéoRessources
اما این گاز چگونه تشکیل میشود؟ پاسخ در مواد معدنی غنی از آهن، به ویژه سیدریت و انکریت نهفته است. این مواد معدنی با مولکولهای آب در اعماق زمین واکنش نشان میدهند و طی یک فرآیند ردوکس، H₂O را به هیدروژن و اکسیژن تجزیه میکنند. زمینشناسی منطقهی لورین سرشار از این ترکیبات است و آن را به یک راکتور طبیعی نادر تبدیل کرده است که به طور مداوم در طول زمان هیدروژن تولید میکند.
شبیهسازیهای اولیه نشان میدهد که سازندهای عمیقتر، احتمالاً در عمق 3000 متری، میتوانند حاوی هیدروژنی با خلوص 90 درصد باشند، اگرچه این موضوع هنوز از طریق حفاری تأیید نشده است.
هیدروژن سفید: پاکترین هیدروژنی که کسی انتظارش را نداشت
هیدروژن طبیعی یا هیدروژن سفید، با سایر انواع هیدروژن مانند هیدروژن سبز و هیدروژن آبی تفاوت دارد. هیدروژن سبز که با استفاده از الکترولیز مبتنی بر انرژیهای تجدیدپذیر تولید میشود، مدتهاست به عنوان یک راه حل انرژی پاک مطرح شده است، اما تولید آن انرژیبر و پرهزینه است. هیدروژن آبی، در حالی که پاکتر از هیدروژن خاکستری است، هنوز به سوختهای فسیلی و فناوریهای جذب و ذخیرهسازی کربن (CCS) وابسته است که همچنان بحثبرانگیز هستند.
هیدروژن سفید از این موانع عبور میکند. به گفتهی دو دوناتو: “این هیدروژن در زیر زمین وجود دارد و آمادهی استخراج است. نیازی به الکترولیز و سوختهای فسیلی نیست.” و از آنجا که به زیرساختهای سنگین یا انرژی ورودی زیادی نیاز ندارد، ردپای کربن آن به طور چشمگیری کمتر است، حتی در مقایسه با هیدروژن سبز.
نمای نزدیک از پروب SysMoG™ قبل از ورود به گودال. ابعاد این دستگاه به قدری کوچک است که در یک گودال با قطر 6 سانتیمتر جای میگیرد. Laeticia Vançon pour GéoRessources
البته استخراج آن آسان نیست. رفتار زمینشناسی هیدروژن سفید هنوز به خوبی شناخته نشده است. پایداری آن در طول زمان، پتانسیل تجدیدپذیری و اثرات زیستمحیطی آن، همگی نیازمند تحقیقات بیشتری هستند. یک نگرانی اساسی این است که آیا حفاری در مقیاس تجاری میتواند منبع را سریعتر از آنچه که میتواند دوباره تولید شود، تخلیه کند یا خیر.
با این وجود، این کشف، افق جدیدی در علم هیدروژن میگشاید. محققان اکنون در حال نقشهبرداری از مناطق زمینشناسی مشابه در سراسر اروپا و آمریکای شمالی هستند و امیدوارند که نقاط داغ دیگری از هیدروژن طبیعی را کشف کنند. بر اساس بررسی اخیر Nature Geoscience، هیدروژن طبیعی ممکن است گستردهتر از آن چیزی باشد که قبلاً تصور میشد، به ویژه در مناطق کراتونی با سنگهای اولترامافیک.
مزیت استراتژیک برای فرانسه و آزمونی برای اروپا
برای فرانسه، این کشف در زمان مناسبی رخ داده است. حوضهی لورین که زمانی مترادف با زغال سنگ و فولاد بود، اکنون میتواند به یک مرکز برای نوآوری در هیدروژن پاک تبدیل شود. این منطقه در حال حاضر به پروژه خط لوله mosaHYc متصل است که هدف آن ایجاد یک کریدور هیدروژنی فراملیتی است که فرانسه، آلمان و لوکزامبورگ را تا سال 2026 به هم متصل میکند. در صورت تأیید و مقیاسبندی، منبع فولشوایلر میتواند مستقیماً به این شبکه متصل شود و از تلاشهای منطقهای برای کربنزدایی پشتیبانی کند.
La Française de l’Énergie از اوایل مارس 2023 برای مجوز اکتشاف و تولید اقدام کرده است. در حالی که نقشهی راه تجاری هنوز نامشخص است، پیامدهای آن قابل توجه است. تأمین داخلی هیدروژن میتواند وابستگی به واردات را کاهش دهد، قیمتها را تثبیت کند و پذیرش هیدروژن در صنایع سنگین را تسریع بخشد.
دکتر کلارا دومنک، اقتصاددان انرژی، در مصاحبه با رادیو France Inter، این یافته را “یک فرصت ژئوپلیتیکی پنهان در دیدرس” خواند و افزود: “اروپا در دههی گذشته به دنبال هیدروژن از باد و خورشید بوده است. این کشف، کل این فرضیه را زیر و رو میکند.”
اما ممکن است اروپا برای مدت طولانی تنها نباشد. سازمان زمینشناسی ایالات متحده (USGS) و محققان دانشگاه استنفورد نیز ابتکارات جدیدی را برای ارزیابی مخازن طبیعی هیدروژن در مناطق معدنی قدیمی و مناطق زمینشناسی پایدار آغاز کردهاند. اگر سازندهای مشابه در سطح جهانی وجود داشته باشند، میتواند یک رقابت جدید برای منابع را آغاز کند و هیدروژن زیرزمینی به یک دارایی استراتژیک کلیدی در عصر انرژی پاک تبدیل شود.