Айдана Ахмеджанова Геохимики из Торонтского и Оттавского университетов впервые измерили концентрацию и оценили объемы естественного накопления природного, или «белого», водорода в древних породах Канадского щита. Результаты исследования, опубликованные в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, основаны на прямых измерениях выделения газа на действующей шахте близ Тимминса в провинции Онтарио.
Исследователи установили, что одна буровая скважина на объекте в среднем выделяет около восьми килограммов водорода в год, причем этот процесс может продолжаться более десяти лет. В масштабах всего месторождения, где насчитывается около 15 тысяч скважин, суммарная эмиссия превышает 140 тонн водорода в год. По оценкам авторов работы, этого объема достаточно для выработки 4,7 миллиона киловатт-часов энергии, что способно покрыть годовые потребности более чем 400 домохозяйств.
До сих пор оценки ресурсов белого водорода в земной коре носили преимущественно теоретический характер и базировались на математических моделях. Практический интерес к нему проявляли в основном микробиологи, изучающие подземную биосферу. Новые данные позволяют перейти к оценке экономической целесообразности добычи этого ресурса как альтернативы промышленным методам получения водорода.
Сейчас объем мирового рынка водорода оценивается в 135 миллиардов долларов. Основная часть газа используется в производстве удобрений, стали и метанола. При этом его получают энергоемкими методами из ископаемого топлива, что сопровождается выбросами углекислого газа. Экологически чистый «зеленый» водород, производимый методом электролиза воды с использованием возобновляемых источников энергии, также требует значительных энергозатрат, имеет высокую себестоимость и сложен в транспортировке.
Естественный водород образуется в результате химических реакций между подземными водами и древними горными породами. В Канаде наиболее перспективные геологические структуры сосредоточены в районах ведения горнодобывающей деятельности – на севере Онтарио, в Квебеке, Нунавуте и на Северо-Западных территориях.
Соавтор исследования Оливер Уорр из Оттавского университета отметил, что природный водород генерируется в тех же породах, где залегают месторождения никеля, меди, кобальта, лития и других критически важных металлов. Такое совпадение позволяет использовать водород непосредственно на месте добычи полезных ископаемых без строительства дорогостоящей инфраструктуры для его транспортировки и хранения. Это может снизить затраты и углеродный след горнодобывающих предприятий, а также обеспечить экологически чистой энергией изолированные северные поселения.
