Na świecie, zaczyna dominować pogląd, że przyjazny dla klimatu wodór był jednym z najbardziej rozreklamowanych sektorów zielonej energii. Teraz rzeczywistość jego wysokich kosztów zbiera swoje żniwo. W ostatnich miesiącach niektórzy z największych potencjalnych deweloperów anulowali projekty, likwidowali zamówienia i ograniczali plany inwestycyjne. Paliwo niskoemisyjne jest po prostu zbyt drogie, aby stymulować popyt w wielu sektorach gospodarki (Green hydrogen hype fades as high costs force project retreat – Bloomberg, 4.10.2024 roku). Coraz większą uwagę zwraca pozyskanie tańszego podziemnego wodoru, o potencjalnie nieskończonych zasobach.
Nowe i stare odkrycia podziemnego wodoru
Tego najnowszego odkrycia dokonała firma Quebec Innovative Materials Corp. To jedna z kanadyjskich mikroskopijnych firm odnotowywanych na giełdzie, zatrudniająca od 2 do 10 pracowników o wysokich kwalifikacjach z siedzibą w Vancover. Odkrycie to, jak i naukowe podejście do badań skierowanych w tym kierunku obiegły zachodnią literaturę zawodową (Natural Hydrogen District Camp in the Making $QIMC QI Materials – GEO.CA, 12.09.2024 roku).
Kanadyjczycy szukali wodoru pod ziemią
Ponieważ wiarygodność tak małych firm może być zakwestionowana, podaje ona osiągnięte wyniki w poszukiwaniu podziemnego wodoru wspólnie z Narodowym Instytutem Badań Naukowych uniwersytetu w Quebecu (Institut National de la Recherche Scientifique – INRS). Badania przeprowadzono na obszarze około 70 kilometrów kwadratowych. W kilku przekrojach pobrano próby gleby na zawartość wodoru. Trzeba zaznaczyć, że obszar nie był wybrany przypadkowo. Oparto się na roboczej hipotezie, która przewiduje zachowanie dużych ilości pierwotnego H2, obecnego od początku Układu Słonecznego, w płaszczu, a nawet w jądrze Ziemi, co miało nastąpić podczas formowania się naszego globu. W tej koncepcji H2 jest zasobem kopalnym w ilości prawie nieskończonej. Do badań wybrano obszar płytko występujących skał proterozoicznych o silnym zaangażowaniu tektonicznym, co miało sprzyjać przepływowi wodoru z głębi ziemi na jej powierzchnię pociętą głębokimi uskokami i towarzyszącymi im spękaniami skał. Do badań wytypowano odpowiadający tym założeniom obszar około 300 kilometrów kwadratowych w rejonie St-Bruno-de-Guigues w kanadyjskim stanie Quebec.
I znaleźli
Zespół geologiczny wyruszył tego lata w swój inauguracyjny program eksploracji wodoru w Ville Marie Hydrogen. Zaowocowało to znaczącym odkryciem naturalnie występującego (białego) wodoru. Teren ten podzielono na klika linii o łącznej długości 30 km, wzdłuż których, co 50 m pobierano próbki gleby do badań na zawartość gazowego wodoru. Jako punkt odniesienia przyjęto standardową zawartość gazowego wodoru w glebie jako zero. Na 9,7 kilometrowej linii północ – południe stwierdzono osiem odczytów przekraczających 600 ppm, przy czym dwa z nich przekroczyły 1000 ppm. Ponadto średnia zmierzona wyniosła 531,9 ppm w odstępie 450 metrów między odczytami powyżej 1000 ppm. Na jesień 2024 roku zaplanowano również geofizykę grawimetryczną i audiomagnetotelluryzmu (AMT), aby ocenić zmiany grubości lokalnych osadów skał osadowych (rynny grawitacyjne) na podłożu archaicznym. Dane te pozwolą zlokalizować obszary, w których najprawdopodobniej znajdują się skały zbiornikowe oraz uskoki związane z rowami tektonicznymi.
Podziemne zasoby
Zastrzeżono, że w obszarze poboru próbek zawierających anomalie wodorowe nie ma dowodów w terenie (ani w bazach danych) na obecność dawnych odwiertów górniczych lub naftowych, które mogłyby wyjaśnić między innymi obecność anomalii H2 ze źródeł antropogenicznych. Co więcej, w przeciwieństwie do fałszywych anomalii H2 regularnie zgłaszanych w literaturze naukowej, strefy anomalii w St-Bruno-de-Guigues rozciągają się na ponad kilometr, wzdłuż osi północ-południe lub wschód-zachód, czego nie można wyjaśnić źródłami antropogenicznymi. Jest również mało prawdopodobne, aby anomalie gazowe były wynikiem podziemnych procesów biogenicznych, ponieważ osady glacjalne (polodowcowe), w których występują anomalie H2, a t są bardzo podobne w różnych miejscach poboru próbek. Te osady czwartorzędowe są zasadniczo zdominowane przez matrycę mineralną o niewielkim potencjale do generowania znacznych ilości wodoru poprzez reakcje fermentacji z materią organiczną.
Biały wodór jest niebezpieczny
Już osiem lat temu zauważono w Rosji wydzielanie się w dużej skali podziemnego wodoru (Wodór z głębi Ziemi – Energia Gigawat” – 9/2016 roku). Odnotowano wypływy wodoru wokół niektórych elektrowni atomowych w tym Kalinińskiej, Kurskiej i Nowoworoneskiej. Stwierdzono, że szczególnie intensywne zjawisko tego rodzaju zachodzi w pobliżu tej pierwszej siłowni koło miasta Twer pomiędzy Moskwą i Petersburgiem. Katastrofa atomowa w tym miejscu wymusiłaby ewakuację 25-30 milionów ludzi. Wodór wydziela się tu ciągle, lecz wybuch może wystąpić w zupełnie nieprzewidywalnym terminie, zarówno jutro jak i za 100 lat. W regionie kalinińskiej elektrowni wykryto miejsca podziemnego gromadzenia gazu i zaproponowano wykonanie odwiertów dla jego bezpiecznego odprowadzania. Ponieważ wodór zatrzymuje się na wszelkich nieprzepuszczalnych warstwach, jego ciśnienie narasta i w końcu dochodzi do eksplozji. W stolicy gromadzenie tego gazu doprowadziło już do niejednej katastrofy. Jeden z domów (przy ulicy Osipowa) ulegał zniszczeniu już trzykrotnie. W ostatniej eksplozji zginęło 147 mieszkańców. Ten i inne wypadki tłumaczono dotychczas wybuchami gazu lub wstrząsami sejsmicznymi. Moskwa jest położona na krasowych strukturach. Procesy rozpuszczania wapienia wodą są bardzo niebezpieczne, lecz wywołują skutki dopiero po setkach lat. Jednak pod wpływem wodoru wypłukiwanie wapieni gwałtownie przyspiesza. Powstające kwasy rozkładają skały tworząc podziemne kawerny i obsuwanie się gruntu. Dlatego niepokój budzi usytuowanie licznych wieżowców stolicy. Utrzymuje się pogląd, że lokalizacja osiedli mieszkaniowych i obiektów przemysłowych powinna uwzględniać zagrożenie wodorem. Bez przeszkód tworzy on kwas solny, azotowy i siarkowy. Ich roztwory w ciągu kilku lat niszczą wszelkie napotkane organizmy żywe, w tym drzewa, trawy i samą glebę. W obwodzie lipieckim i woroneskim proces ten przebiega stosunkowo najszybciej i prawie zawsze w strefach o kolistym kształcie. W obwodzie kurgańskim w ciągu 15 lat utracono w ten sposób już 30 procent pastwisk i łąk.
Najstarsze struktury geologiczne i biurokracja nie zawsze idą w parze
Kanada, gdzie aktualnie odkryto podziemny wodór jest geologicznym przedłużeniem Syberii, stąd w obu tych jednostkach geologicznych wypływy podziemnego wodoru są zjawiskiem naturalnym. Podobnie jest też zbudowany kraton wschodnioeuropejski rozciągający się od Uralu na wschodzie, po uskok środkowej Odry na zachodzie. Do tego rodzaju skał zalicza się też proterozoiczną osłonę Karkonoszy o powierzchni około 1000 kilometrów kwadratowych. Tu należałoby u nas szukać śladów podziemnego wodoru. Eksperci twierdzą, że w tego rodzaju regionach wodór można pozyskać z wielu złóż na głębokości 1.5 do 2 kilometrów, otrzymując w prosty sposób gaz o blisko 100 procent zawartości tego nośnika. W Polsce występuje biurokratyczna przeszkoda, ponieważ wodoru nie ma na liście kopalin i nie można uzyskać pozwolenia na jego poszukiwania i wydobycie. Za granicą wodór pobierany z ziemi już wykorzystuje się jako paliwo. W Mali eksploatuje się podziemne (zaledwie 20 metrów) złoże tego gazu o czystości 98 procent. W Teksasie wodór jest spalany w lokalnej elektrowni. Koncerny motoryzacyjne dostarczają już dopracowane ekologiczne samochody na ten gaz, a wylotowe spaliny są wyłącznie czystą parą wodną.
Adam Maksymowicz
To będzie rewolucja w energetyce. Trwają poszukiwania białego wodoru
