هیدروژن پنهان؛ پوسته زمین کلیدی برای دستیابی به منبعی پاک و دست‌نخورده از انرژی

📅 منتشرشده در اردیبهشت ۱۴۰۴ | مترجم: تیم علمی اکو اسکوپ

پژوهش جدید دانشگاه آکسفورد نشان می‌دهد که پوسته قاره‌ای زمین، منبعی عظیم و دست‌نخورده از گاز هیدروژن را در خود جای داده است که می‌تواند پاسخ‌گوی نیاز انرژی بشر برای بیش از ۱۷۰ هزار سال باشد.

در دنیای امروز، تأمین مطمئن گاز هیدروژن برای عملکرد صحیح جوامع مدرن اهمیت بالایی دارد. این گاز نقش حیاتی در تولید کودهای شیمیایی دارد که نیمی از جمعیت جهان را تغذیه می‌کند و همچنین بخش کلیدی بسیاری از برنامه‌های انرژی بدون کربن برای مقابله با تغییرات اقلیمی محسوب می‌شود.

با این حال، هیدروژن امروزه عمدتاً از منابع هیدروکربنی تولید می‌شود که گازهای حاصل از آن ۲.۴ درصد از کل انتشار گازهای گلخانه‌ای جهان را به خود اختصاص می‌دهد. طبق پیش‌بینی‌ها، تقاضای جهانی برای هیدروژن از ۹۰ میلیون تن در سال ۲۰۲۲ به ۵۴۰ میلیون تن در سال ۲۰۵۰ خواهد رسید. اما این افزایش نباید با افزایش تولید دی‌اکسید کربن همراه باشد.

گرچه تولید هیدروژن از منابع تجدیدپذیر یا همراه با دفن دی‌اکسیدکربن (کربن کپچر) به‌عنوان راهکارهای آینده مطرح هستند، اما هنوز از نظر اقتصادی مقرون به‌صرفه نیستند.

اکنون، پژوهشی مشترک از دانشگاه‌های آکسفورد، دورهام و تورنتو که در نشریه معتبر Nature Reviews Earth & Environment منتشر شده، رویکردی جدید و امیدبخش را معرفی می‌کند: استخراج هیدروژن طبیعی از پوسته زمین.

هیدروژن طبیعی؛ گنجی در دل سنگ‌ها

طبق این مطالعه، در طول یک میلیارد سال گذشته، پوسته قاره‌ای زمین به‌تنهایی گاز هیدروژن کافی برای تأمین انرژی بشر به مدت ۱۷۰ هزار سال تولید کرده است. هرچند بخشی از این گاز از بین رفته یا دسترسی به آن ممکن نیست، اما مقدار باقی‌مانده می‌تواند منبعی تمیز و بدون کربن برای آینده انرژی جهان باشد.

یکی از چالش‌های اصلی، کمبود داده‌های میدانی و نمونه‌برداری کافی از هیدروژن بوده است که تاکنون درک درستی از مکان‌ها و حجم‌های قابل‌استفاده در اختیار دانشمندان قرار نداده است. این پژوهش با هدف ایجاد «دستورالعمل اکتشاف» برای یافتن ذخایر اقتصادی هیدروژن طبیعی، اطلاعات کلیدی را جمع‌آوری کرده است.

چهار عامل کلیدی برای کشف ذخایر طبیعی هیدروژن

۱. حجم تولید گاز و نوع سنگ‌هایی که این تولید در آن‌ها رخ می‌دهد
۲. چگونگی مهاجرت هیدروژن از سنگ‌ها به سمت تجمع در میادین زیرزمینی
۳. شرایط مناسب برای شکل‌گیری یک میدان گازی پایدار
۴. عوامل از بین‌برنده هیدروژن از جمله میکروارگانیسم‌هایی که از این گاز تغذیه می‌کنند

به‌گفته‌ی پروفسور باربارا شروود لولار از دانشگاه تورنتو:

«ما می‌دانیم که میکروب‌های زیرزمینی عاشق هیدروژن هستند. بنابراین باید از محیط‌هایی که امکان دسترسی این میکروب‌ها به گاز را فراهم می‌کنند، پرهیز کرد.»

دستور پخت موفقیت: از زمین‌شناسی تا انرژی پاک

پروفسور کریس بالنتاین، نویسنده اصلی مقاله، می‌گوید:

«یافتن هیدروژن در مقیاس اقتصادی، همانند پختن سوفله است؛ اگر یکی از مواد اولیه، مقدار، زمان یا دمای مناسب را نداشته باشید، نتیجه ناامیدکننده خواهد بود. اما اگر یک دستورالعمل موفق برای اکتشاف تکرارشونده بیابیم، می‌توانیم منبعی تجاری و پاک از هیدروژن را وارد بازار جهانی کنیم.»

از نظریه تا عمل؛ تأسیس یک شرکت اکتشافی

در پی این یافته‌ها، نویسندگان این پژوهش اقدام به تأسیس شرکتی به نام Snowfox Discovery Ltd. کرده‌اند که هدف آن یافتن ذخایر بزرگ و اقتصادی از هیدروژن طبیعی در نقاط مختلف جهان است.

برای مطالعه بیشتر:
Natural hydrogen resource accumulation in the continental crust
Nature Reviews Earth & Environment (2025)
DOI: ۱۰.۱۰۳۸/s43017-025-00670-1