地壳中有足够的天然氢来帮助推动绿色能源转型
2025-07-29 10:22
来源:《对话》
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自数十亿年前形成,地球大陆岩石古老部分便持续产生大量天然氢,部分可能积累在地球表面下可触及的圈闭和储层,未来数百年有望为全球氢经济贡献力量。马里单个气田产出近乎纯净氢气,引发美国、加拿大、澳大利亚、英国及欧洲多国政府关注,大型风投公司和国际资源公司也兴趣浓厚。截至2023年底,全球40家公司探索天然氢,2024年以来数量或已翻倍。

氢气作为资源:潜力巨大但受监管制约

早在氢气被视为绿色能源转型推动力之前,它已是价值数十亿美元的市场,全球多地存在天然氢气富集环境。然而,在许多地区,氢此前未被视为资源,监管成为投资障碍。天然氢可用于燃料精炼(约44%)、氨和化肥生产(约34%)、钢铁制造(约5%)等难以减排的重要行业脱碳。英国政府政策简报指出,各国政府需将氢能列为法定自然资源,其未来用途或涵盖长途运输、采矿业脱碳等。

高碳足迹:天然氢与绿氢优势互补待验证

目前大部分氢气来自化石燃料,其生产约占全球二氧化碳排放量的2.5%。利用可再生电力及碳捕获和储存技术生产低碳(绿色)氢气成本高昂。天然氢碳足迹与绿氢相当甚至更低,二者或可互补,但因天然氢未经证实,估算结果不确定。制定战略可判断氢气是否经济可行,天然氢需制定勘探战略,在许可证中纳入激励措施。

氢和氦:天然氢储量可观且伴生氦

美国地质调查局估计,天然氢气储量能满足全球约200年需求。氢在地壳中通过天然地下水与富铁矿物反应、水的辐射分解两种地质过程形成,此过程还会释放氦,氦是加拿大关键矿产战略中的宝贵元素。加拿大20世纪20年代开始找氦气,20世纪80年代起,加拿大、芬兰和非洲部分地区开始系统性研究天然氢。

重新燃起兴趣:历史巧合引发全球关注

马里小型天然氢气田意外发现,与前苏联大量历史数据发表形成巧合,引发全球对氢能作为清洁能源潜力的关注。澳大利亚、法国和美国是最早重新研究天然氢的国家之一。天然氢和氦系统与石油系统相似,天然氢井基础设施与碳氢化合物井类似,但完井和钻井方法不同。天然制氢项目占地小、无需利用地表水资源,相比绿色制氢设施优势明显。

未来政策:明确监管是关键

一些地区缺乏规范氢能勘探的政策,部分地区受现有采矿或碳氢化合物政策制约。在美国、加拿大、印度及非洲和欧洲部分地区,缺乏明确监管是氢能勘探障碍,会减缓勘探、土地征用和基础设施建设决策速度,还导致缺乏社区协商。南澳大利亚州实施天然氢勘探和捕获法规后,收到数十家公司勘探申请。勘探需求迫切,需政策和监管解决方案,新项目将提供关键数据,助力了解天然氢作为绿色能源的潜力。

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