Wodór z wnętrza Ziemi. Naukowcy mają gotowy przepis na czyste paliwo

Wodór, który do tej pory kojarzył się przede wszystkim z produkcją przemysłową – generującą emisje CO₂ – okazuje się być również wytwarzany naturalnie przez samą Ziemię. Badacze z University of Oxford, Durham University i University of Toronto opublikowali na łamach czasopisma Nature Reviews Earth & Environment szczegółowy opis mechanizmów prowadzących do powstawania i zatrzymywania wodoru w skorupie kontynentalnej. Zidentyfikowali też zestaw geologicznych “składników”, które – jeśli występują razem – umożliwiają tworzenie złóż możliwych do eksploatacji.

Potrzeba wodoru rośnie. Skąd go brać?

Wodór to kluczowy składnik w produkcji nawozów, od których zależy wyżywienie niemal połowy ludzkości. Jest też obiecującym paliwem przyszłości, zwłaszcza w sektorach trudnych do elektryfikacji, takich jak przemysł ciężki, transport dalekobieżny czy produkcja stali. Jednak dziś ponad 90 proc. wodoru wytwarzane jest z gazu ziemnego, co odpowiada za 2,4 proc. globalnej emisji CO₂. Prognozy wskazują, że popyt na wodór wzrośnie z 90 mln ton w 2022 r. do nawet 540 mln ton w 2050 r. Problem w tym, że obecne metody jego produkcji – w tym zielony wodór z OZE – nie są jeszcze komercyjnie opłacalne na dużą skalę.

Czytaj też: Wodór produkowany tym sposobem zmieni świat. Genialna wydajność i niska cena

Badania geologów wskazują, że przez ostatni miliard lat kontynentalna skorupa ziemska wyprodukowała tyle wodoru, że wystarczyłoby go na 170 tys. lat globalnego zużycia. Choć część tego wodoru została już utracona lub zużyta przez mikroorganizmy, znaczna ilość mogła zostać uwięziona w skałach i dziś czeka na odkrycie. Kluczowe jest jednak zrozumienie, w jakich warunkach wodór nie tylko się tworzy, ale także może zostać zatrzymany i zabezpieczony przed degradacją.

Prof. Chris Ballentine z Uniwersytetu Oksfordzkiego mówi:

Zespół badawczy opracował geologiczną “recepturę” na odnalezienie systemów wodorowych. Uwzględnia ona m.in. typy skał odpowiedzialnych za produkcję wodoru (np. ultramaficzne skały reagujące z wodą), warunki jego migracji w głąb ziemi, zdolność skał do zatrzymywania gazu oraz mechanizmy jego niszczenia – takie jak obecność mikroorganizmów.

Dotąd wiele spekulacji dotyczyło wodoru z płaszcza ziemskiego. Naukowcy ucinają te rozważania – takie źródła są zbyt głębokie i nierealistyczne technologicznie. Tymczasem formacje geologiczne sprzyjające produkcji i zatrzymywaniu wodoru są znacznie powszechniejsze – i co istotne, znajdują się w skorupie ziemskiej. Niektóre z nich są bardzo stare, inne powstały stosunkowo niedawno (miliony lat), ale wszystkie występują globalnie.

Co to oznacza dla Polski?

Co to oznacza dla Polski? Kraj posiada zróżnicowaną budowę geologiczną, obejmującą zarówno struktury paleozoiczne (w Górach Świętokrzyskich i Sudetach), jak i rozległe baseny osadowe (na Niżu Polskim), które mogą być potencjalnymi miejscami poszukiwań wodoru. Szczególnie interesujące mogą być obszary o dużym nasyceniu skał ilastych i margli, które mogą pełnić rolę uszczelnienia dla złóż, a także regiony, gdzie obserwuje się migrację gazów (np. rejony kujawsko-pomorskie czy śląsko-krakowskie).

W ostatnich latach wzrosło w Polsce zainteresowanie tzw. białym wodorem – kilkukrotnie notowano anomalie wskazujące na możliwą obecność wodoru w głębszych warstwach skorupy. Choć to dopiero początek, Polska – dzięki rozbudowanej sieci geologicznej i doświadczeniu w eksploracji węglowodorów – może odegrać istotną rolę w europejskich poszukiwaniach naturalnego wodoru.

Wyniki badań stały się impulsem do założenia Snowfox Discovery Ltd., spółki eksploracyjnej, której misją jest poszukiwanie naturalnych złóż wodoru. Jej założyciele liczą, że dzięki wiedzy geologicznej i zastosowaniu nowo opracowanego “przepisu” uda się odnaleźć komercyjnie użyteczne akumulacje tego czystego paliwa. To może nie tylko obniżyć koszty transformacji energetycznej, ale także uniezależnić świat od wodorowej produkcji opartej na paliwach kopalnych.

Choć wiele pytań pozostaje otwartych – jak choćby sprawność reakcji skał z wodą czy stabilność złóż w dłuższej skali czasowej – jedno jest pewne: Ziemia sama oferuje nam wodór. Jeśli ludzkości uda się wykorzystać ten potencjał, może to oznaczać prawdziwy przełom – nie tylko w dekarbonizacji przemysłu, ale także w globalnej geopolityce energetycznej.