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在过去的十亿年里,
地球深处悄悄“酿”出一种清洁低碳的能源,
它无色无味,
却足以替代人类17万年的石油消耗。
这,就是天然氢。
近期,一项发表于《Nature Reviews Earth & Environment》的重磅综述,为我们揭开了神秘面纱。由牛津大学、杜伦大学和多伦多大学的研究人员合作完成的论文《Natural hydrogen resource accumulation in the continental crust》,探讨了天然氢在地壳中的生成、迁移、积累和保存机制。
不同氢气来源碳足迹与成本对比,天然氢有望成为具竞争力的氢气来源
天然氢的成本和碳足迹取决于气藏的产气质量和纯度,某些天然氢中存在氦气等高价值气体,其经济价值尚未被纳入成本估算。
天然氢是怎么来的?
地球地壳中有两种主要机制在持续“酿造”氢气:
1.水–岩反应:含铁矿物(特别是超镁铁质岩石中的Fe²⁺)被氧化为Fe³⁺,释放出氢气;
2.水的辐解:铀、钍、钾等放射性元素衰变“撕裂”水分子生成氢气。
哪里藏着这些氢?
以下地质体像是天然氢的“蓄水池”与“发电厂”:
蛇绿岩带
碱性花岗岩带
大型火成岩区(LIPs)
太古宙绿岩带及TTG岩石
关键看它们有没有合适的封盖,将氢气“锁”在地下。
天然氢在全球的可能分布
真的能开采吗?
生成与封存条件:天然氢的生成与封存需要源岩、水源和封闭有效的圈闭,目前的保存与可采量仍存在不确定性;
大规模潜力:存在大规模天然氢的可能性,但像马里氢田那样的高浓度氢气情形将是罕见的;
不可再生资源:由于地壳生成氢气速率极慢,天然氢不能被视为可再生能源。
未来机会在哪里?
提高对氢气生成机制的认知,加强对水–岩反应与辐射分解的理解;
定位优质存储地区,发掘适合开采的氢气地质体;
开发高效的勘探和开采技术,从理论走向实践;
评估天然氢的环境影响,确保其经济与环境可持续性。
当全球争抢“绿氢”时,
也许我们正站在一场低碳氢淘金热的门口。
未来的氢气“油田”,
可能就藏在你脚下。
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