據(jù)《日本經(jīng)濟新聞》4月30日報道,日本金屬和能源安全組織(JOGMEC)將于2025年度內(nèi)開始在國內(nèi)尋找天然氫的發(fā)源地。根據(jù)地下巖石、溫度、水等信息,JOGMEC探尋有望開采天然氫的地點。如果能找到具有發(fā)展前景的開采點,則有望以較低成本獲得即使燃燒也不會產(chǎn)生二氧化碳的新一代燃料氫,為實現(xiàn)脫碳作出貢獻。
氫作為燃燒時僅產(chǎn)生水的清潔能源,有望在發(fā)電和燃料電池車領(lǐng)域得到擴大利用。如果利用分解石油、煤炭、天然氣的方法生產(chǎn)氫,則在制氫過程中會排放二氧化碳。利用太陽能等可再生能源產(chǎn)生的電制氫,這種方法雖然不排放二氧化碳,但如何解決高成本是一個課題。
鑒于開采天然氫不需要原料,也不產(chǎn)生二氧化碳,海外正積極推進資源勘探。日本長野縣白馬村的溫泉存在天然氫資源,這一點廣為人知。氫的形成機制被認為是地層中含有鐵等元素的巖石和水的反應、放射線引起的水的分解、微生物的活動等。
橄欖巖和蛇紋巖是與氫的生成密切相關(guān)的巖石,它們在地幔中的含量很高。日本的地層也含有此類巖石,有望成為生成和回收氫的地方。
除了與氫的生成密切相關(guān)的巖石和地下溫度分布情況外,JOGMEC還將匯總石油和天然氣試開采時收集的氣體種類等數(shù)據(jù),在地圖上進行整理標注,借此尋找可能開采天然氫的地點。
為了推進天然氫試采工作,有必要探討以下問題:一些有潛力的地區(qū)實際是否產(chǎn)生氫,是否存在容易積存氫的地層等。
JOGMEC還將考慮將天然氫由開采地運輸至消費地的便利性,綜合各種因素鎖定候選試采地點。
如果發(fā)現(xiàn)有開采前景的地點,日本將有效利用已獲得的數(shù)據(jù),完善規(guī)則以推進試采等。目前的礦業(yè)法規(guī)定了石油、天然氣、銅等礦物的開發(fā),但沒有將氫定位為資源。
海外天然氫試采工作已取得進展。三菱重工業(yè)和大阪煤氣公司2024年宣布,向在美國推進天然氫勘探的初創(chuàng)企業(yè)科洛馬公司投資。西非國家馬里早在10多年前就開始利用天然氫發(fā)電。
據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局推算,世界氫資源量達5萬億噸。雖然不可能對之全部開采使用,但如果能開采其中一部分,就可能獲得比天然氣更多的能源。
與利用可再生能源制取的綠氫相比,天然氫有望以較低成本得到開采。估算數(shù)據(jù)顯示,天然氫的制造成本為每公斤1美元,低于其他制造方法。在地下天然氫開采方面,一直以來推進石油和天然氣開發(fā)的企業(yè)可以有效發(fā)揮挖掘技術(shù)優(yōu)勢。
天然氫的開發(fā)也存在課題。在氫分布較廣但濃度較低的地方開采,則投入產(chǎn)出比較低。為了推進利用天然氫,有必要探尋氫集中分布的合適地區(qū)。在此基礎(chǔ)上,還需要開發(fā)高效開采的技術(shù),避免對開采地周邊環(huán)境造成不良影響。
天然氫是指在地下自然產(chǎn)生的氫氣資源,也被稱為“白氫”。作為可減少溫室氣體排放的清潔能源,天然氫的應用備受期待。
由于氫分子非常小,無色無味,人類無法感知其存在。此前,人們一直認為,即使地下產(chǎn)生氫,有些會從地層縫隙中泄漏,有些則會成為微生物的食物,很難在地下積聚。1987年,馬里工人在鉆井時,因煙頭點燃氫氣引發(fā)爆炸。人們由此發(fā)現(xiàn)地下存在高濃度的天然氫。當?shù)貜?012年開始利用天然氫進行發(fā)電,并已持續(xù)供電10多年。以此為契機,天然氫作為一種資源備受關(guān)注。
海外尚沒有天然氫大規(guī)模商用化的實例。即使日本在國內(nèi)找到最佳開采地點,若正式推進開發(fā)天然氫資源,有必要研發(fā)兼顧保護環(huán)境的開采和回收技術(shù)。除此之外,還應制定地震等自然災害應對措施,將生產(chǎn)的天然氫安全運送到工廠和市區(qū)的技術(shù)開發(fā)也不可或缺。(編譯:馬曉云)