Vodík vytvorený prírodnými procesmi hlboko pod zemou by mohol byť novým zdrojom nevyužitej zelenej energie bez obsahu uhlíka – a na rozdiel od ropy alebo plynu je jeho zásoba prakticky neobmedzená.
Snaha prechodu na obnoviteľnú energiu sa zamerala najmä na veternú a solárnu energiu. Ale narastajúce vedecké dôkazy naznačujú, že hlboko pod zemou existuje nevyužitý čistý zdroj energie, ktorý by jej mohol poskytnúť oveľa viac, než vôbec potrebujeme: vodík vytvorený prírodnými geologickými procesmi.
A podobne ako v začiatkoch ropného priemyslu v 19. storočí, aj tento prináša vlnu vrtných startupov, ktoré súperia o to, kto ako prvý nájde veľké ložiská.
Doug Wicks z Ministerstva energetiky USA prirovnal lovcov vodíka k tradičným „vrtárom“, ktorí hľadajú ropu na nových nepreskúmaných poliach. Hovorí, že globálne množstvo geologického vodíka môže byť „astronomické“ na základe toho, aké bežné sú geologické podmienky potrebné na jeho vytvorenie: vodné bubliny bohaté na železo v blízkosti tektonických puklín sa nachádzajú na celom svete.
Potenciálne „je to 150 biliónov metrických ton,“ povedal Wicks. „Jedna miliarda ton by poháňala Spojené štáty na celý rok.“
Shell sa rozhliada, startupisti sú už na love
Veľké energetické spoločnosti ako Shell, BP a Chevron sa pripájajú ku konzorciu vytvorenému US Geological Survey a Colorado School of Mines, aby študovali geologický vodík, ale hŕstka ambicióznych startupov je už na love.
HyTerra a Natural Hydrogen Energy sa naň pripravujú v Nebraske a Kansase a Gold Hydrogen vodík hľadá v Austrálii.
Francúzski vedci sa domnievajú, že existuje aj v starých uhoľných baniach v regióne Alsasko-Lotrinsko a hľadajú ho tam. V Afrike spoločnosť Hydroma so sídlom v Montreale už čerpá vodíkový vrt objavený pred rokmi v Mali a hľadá ďalšie.
Predstavte si potenciál podzemnej továrne poháňanej prírodou, ktorá generuje dopĺňajúce sa zásoby čistej, prenosnej energie.
Luke Velterop, prevádzkový riaditeľ HyTerra
Hľadanie potenciálnych miest s vodíkom si vyžaduje zručnosti podobné tým, ktoré sa používajú v ropnom a plynárenskom priemysle, a dostať sa k nim tisíce metrov pod zemou si vyžaduje rovnaké vrtné súpravy. Ale na rozdiel od ložísk ropy a plynu, ktoré sú špinavé a obmedzené, prírodný vodík sa vyrába nepretržite.
Existujú rôzne teórie o tom, ako sa generuje, ale vedie názor je, že ide o vedľajší produkt nepretržitej chemickej reakcie vody zmiešanej so železom v oxidačnom stave. Podľa Wicksa ide o medzistupeň – „ani nie úplne hrdza, ani kov“.
Čistá energia
„Predstavte si ten potenciál podzemnej továrne poháňanej prírodou, ktorá generuje dopĺňajúcu sa zásobu čistej, prenosnej energie,“ povedal Luke Velterop, prevádzkový riaditeľ HyTerra so sídlom v Austrálii. Verí, že geologický vodík „rieši problém obnoviteľnej energie a poskytuje bezpečnosť a stabilitu potrebnú na vytlačenie fosílnych palív.
Najrozšírenejší prvok vo vesmíre je už desaťročia fascinujúcou, no nepolapiteľnou formou čistej energie. Nie je to také nedosiahnuteľné ako jadrová fúzia, ale stále čelíme veľkým výzvam.
Foto: Unsplash/Eelco Bohtlingk
V súčasnosti je životne dôležitý pre rafináciu ropy, výrobu hnojív, chemikálií, spracovanie potravín a výrobu ocele. Pustite ho cez palivový článok a vytvorí elektrinu na poháňanie osobných a nákladných áut len s vodnou parou ako vedľajším produktom.
Dá sa vyrobiť lacno a jednoducho zo zemného plynu, ale vytvára uhlíkové znečistenie. Jeho výroba z vody a obnoviteľnej energie rieši tento problém, ale vytvára ďalší: zelený vodík si vyžaduje viac energie na výrobu, ako poskytuje pri použití.
Krása geologického vodíka spočíva v tom, že rieši oba tieto problémy.
Mikróby požierajúce vodík
Ako sa všeobecne predpokladalo, pretože vodík je najľahším prvkom v periodickej tabuľke, existuje hlavne v kombinácii s inými prvkami a nie samostatne. Správy o prirodzene sa vyskytujúcom vodíku však siahajú desaťročia dozadu.
V roku 1984 vodíkový nadšenec Roger Billings veril, že našiel pole prírodného vodíka v Kansase. Podľa súčasnej správy UPI chcela jeho spoločnosť Billings Energy so sídlom v Missouri využiť jeho energetický potenciál, ktorý sa odhadoval na ekvivalent 65 miliónov barelov ropy. Billings však neodpovedal na e-mail Forbesu ohľadom podrobností, prečo projekt zlyhal.
Na Štátnej univerzite v Montane vedci monitorovali vodík unikajúci z varných kotlov Yellowstonského národného parku. Časopis Science zverejnil vo februári 2023 podrobný článok o objave vodíkovej studne v Mali v roku 2015, ktorú Hydroma využíva.
Prečo teda trvalo tak dlho, kým ľudia začať „loviť“ prírodný vodík?
Za prvé ho nevieme efektívne hľadať, za druhé ho požierajú mikróby v zemi, povedal Geoff Ellis, ropný geochemik z programu energetických zdrojov USGS. (Organizmy požierajúce vodík zahŕňajú caminibacter a aquifex, je tu aj hydrogenobacter thermophilus objavený v Japonsku, ktorý prosperuje z vodíka produkovaného horúcimi prameňmi.)
„Nie je až také prekvapujúce, že sme ho prehliadali, pretože je to bezfarebný plyn bez zápachu, a keď uniká zo zeme, tieto mikróby pod povrchom ho skutočne efektívne požierajú,“ povedal Ellis pre Forbes.
Príliš hlboko, príliš ďaleko
„V zemi môžu ležať naozaj veľké ložiská. Musíme len prísť na to, kde ich nájsť, a môžeme sa tam jednoducho prevŕtať a mať tento skvelý čistý zdroj energie,“ dodáva.
Upozorňuje však, že hoci existuje na celom svete obrovský potenciálny objem geologického vodíka, k veľkej časti môže byť príliš ťažké sa dostať.
„Väčšina z neho bude buď príliš hlboko, alebo príliš ďaleko od pobrežia, prípadne je tam akumulované príliš malé množstvo na to, aby sa to ekonomicky vyplatilo,“ podotkol Ellis.
Odhaduje, že na celom svete by sa v zemi mohlo nachádzať najmenej 10 miliónov megaton vodíka, čo je oveľa viac, než svet teraz využíva na priemyselné procesy – na ne využije v súčasnoti asi 100 megaton.
Nové využitie tohto pokladu napríklad pre letecké palivo či stacionárnu výrobu energie zvýšia globálny dopyt na najmenej 500 megaton v priebehu nasledujúcich dvoch desaťročí.
Pre celý svet na stovky rokov
„Ak sa teda dajú využiť len dve alebo tri percentá z 10 miliónov megaton, ktoré tam sú, s využitím 500 miliónov ton ročne by to pokrylo celý svetový dopyt na stovky rokov,“ povedal.
A nejde tu len o potenciál pre lacný, čistý vodík. Dôležité je, že podzemné podmienky vytvárajúce vodík môžu tiež generovať vysoko hodnotné hélium – priemyselný plyn, ktorý je drahší, pretože tradičné dodávky sa sprísňujú, povedal Ellis.
Spoločnosť HyTerra sa spojila s Natural Hydrogen Energy na projekte v Ženeve v Nebraske. Tento mesiac startup uviedol, že má tiež práva na vŕtanie a vyhľadávanie ložísk vodíka pozdĺž hrebeňa Nemaha v Kansase.
Obe miesta sa nachádzajú pozdĺž skoro dvojkilometrového stredokontinentálneho priekopového systému, tektonickej trhliny tiahnucej sa cez stred Severnej Ameriky.
Budovanie trhu s vodíkom
Treba však ešte vyriešiť ďalšie výzvy: zistiť, kde existujú veľké objemy geologického vodíka, a nájsť spôsoby, ako bezpečne tento plyn ťažiť.
Wicks chce tiež vytvoriť federálny grantový program, ktorý pomôže výskumníkom spoločností a univerzít vyvinúť metódy na stimuláciu prirodzeného podzemného procesu, ktorý generuje vodík. Pre komercializáciu geologického vodíka v budúcnosti by to mohlo byť rozhodujúcim faktorom.
„Boli by sme prvým vládnym programom, na domácom aj zahraničnom trhu, ktorý by uznal túto možnosť,“ povedal Wicks.
Potvrdenie, že veľké komerčné množstvá prírodného vodíka je možné čerpať z podzemných zdrojov, môže trvať roky, ale to aktuálne nepredstavuje veľký problém. Na používanie vodíka ako paliva mimo jeho súčasného priemyselného výklenku je ešte stále skoro.
„Keby som dnes vyvŕtal studňu na mojom dvore a našiel by som veľa vodíka, pravdepodobne by som ho nedokázal nikomu predať,“ povedal Ellis. To je jeden z dôvodov, prečo HyTerra a Natural Hydrogen Energy spolupracujú na projekte vŕtania v Nebraske.
„Vybrali si to miesto, pretože hneď pri ceste je závod na výrobu hnojív,“ povedal. „Kontaktovali ich a povedali: ,Nakúpili by ste od nás vodík?‘ A závod odpovedal: ,Jasné, že by sme kúpili.‘ Takže mali blízko trh.“
Veľké ropné spoločnosti zatiaľ vyčkávajú
Ak menšie startupy preukážu nejaký úspech, veľké ropné spoločnosti so schopnosťou investovať miliardy dolárov do geologického vodíka sa môžu tiež zapojiť do pretekov, hovorí Ellis. „Zatiaľ sa nezamerali na vŕtanie vodíka. Aktuálne skôr vyčkávajú.“
Jedným z dôvodov môže byť aj konflikt s ich hlavnou činnosťou, povedal Viacheslav Zgonnik, zakladateľ a generálny riaditeľ spoločnosti Natural Hydrogen Energy.
„Spochybňuje to ich ekonomický model,“ povedal pre Forbes. „Verím, že oznámenie skutočnosti, že existuje zdroj, ku ktorému je možné pristupovať pomocou rovnakých techník, rovnakej technológie, ale nie je fosílnym palivom a je obnoviteľný a čistý, môže znehodnotiť ich aktíva.“
Článok vyšiel na Forbes.com, jeho autorom je redaktor Alan Ohnsman.
