Nie ma w nauce nic bardziej ekscytującego niż przypadkowe odkrycie, które okazuje się przełomem w jakiejś dziedzinie. Tym razem w samym sercu Europy, w regionie Lotaryngii we wschodniej Francji, dokonano odkrycia, które może zrewolucjonizować przyszłość energetyki na świecie. Mowa o największych na świecie złożach białego wodoru. Co to takiego? I jakie potencjalne korzyści może mieć to odkrycie?
W ostatnich latach Lotaryngia doświadczała trudnych chwil związanych z deindustrializacją. Dlatego też, kiedy zespół badawczy z Laboratoire GeoRessources Uniwersytetu w Lotaryngii wraz z Francuskim Narodowym Centrum Badań Naukowych (CNRS) rozpoczął podpowierzchniowe badania w tym regionie, mające na celu zbadanie możliwości wykorzystania lokalnych zasobów metanu i polepszenie możliwości energetycznych regionu.
Aby osiągnąć te cele, konieczne było opracowanie nowatorskiej technologii badania, która pozwoliłaby na dokładniejsze zbadanie skał z okresu karbońskiego sięgającego setek milionów lat wstecz. W tym celu zespół zdecydował się na wykorzystanie innowacyjnej sondy SysMoG, stworzonej we współpracy z firmą Solexperts. To narzędzie umożliwiło badaczom dokładne analizy gazu rozpuszczonego w wodzie na głębokościach sięgających nawet około tysiąca dwustu metrów, bez szkody dla środowiska.
Początkowe badania miały na celu wykrycie złóż metanu, ale wyniki przyniosły coś o wiele bardziej zaskakującego. W trakcie chemicznego monitoringu warstw skalnych, zespół odkrył, że obecność wodoru rosła w miarę zanurzania sondy. Na głębokości tysiąca dwustu pięćdziesięciu metrów, stężenie wodoru osiągnęło aż dwadzieścia procent. Późniejsze szacunki prowadziły badaczy do wysnucia hipotezy, że na głębszych poziomach, około trzech tysięcy metrów pod powierzchnią, stężenie wodoru może przekraczać nawet dziewięćdziesiąt procent .
Biorąc pod uwagę, że na głębokości tysiąca dwustu metrów złoże w Lotaryngii mogłoby zawierać nawet czterdzieści sześć milionów ton białego wodoru, możemy mówić o ogromnym potencjale energetycznym w skali globalnej. Badacze mają już w planach badania w kolejnych regionach, w tym między innymi w Alpach, Pirenejach czy Nowej Kaledonii. Tym samym Francja dość szybko mogłaby stać się światowym liderem w produkcji tak zwanego białego wodoru produkując rocznie nawet 3 miliony ton. Dla porównania jedyne miejsce na świecie, w którym jest aktualnie wydobywany biały wodów to “studnia” w Bourakébougou w zachodnim Mali. Jednak jej obecna produkcja to zaledwie około pięć ton rocznie, co stanowi niewielką ułamek w porównaniu z globalną produkcją szarego wodoru, szacowaną na osiemdziesiąt milionów ton rocznie.
Źródło: Hydroma.ca
Ale o co w ogóle chodzi z tymi kolorami i jakie mają one znaczenie?
Wodór, najlżejszy pierwiastek wszechświata, jest obecnie postrzegany jako jedno z najbardziej obiecujących rozwiązań jeśli chodzi o energetykę przyszłości. Jednak sposób, w jaki go wytwarzamy, ma kluczowe znaczenie dla jego wpływu na środowisko.
Wodór szary to taki, który powstaje dzięki najbardziej powszechnej metodzie produkcji, polegającej na przetwarzaniu gazu ziemnego w procesie reformingu parowego. Choć technologia jest już bardzo dobrze opracowana i udoskonalona, a koszty są niskie, główną wadą jest emisja dużych ilości dwutlenku węgla. Szary wodór obecnie dominuje na rynku, ale ze względu na jego negatywny wpływ na środowisko, producenci poszukują alternatywnych metod.
Wodór zielony wytwarzany jest przez elektrolizę wody przy użyciu energii pochodzącej z odnawialnych źródeł, taki wodór nie generuje emisji CO2. Wprawdzie technologia ta jest obecnie droższa w porównaniu z produkcją szarego wodoru, ale inwestycje w odnawialne źródła energii energetykę jądrową i postępy technologiczne mogą sprawić, że stanie się ona bardziej konkurencyjna w przyszłości.
Wodór czarny produkowany jest z węgla, ten rodzaj wodoru generuje bardzo duże ilości odpadów. Podobnie jak w przypadku szarego wodoru, metoda ta nie jest zbyt przyjazna dla środowiska, ale jej koszty są konkurencyjne w szczególności w regionach z bogatymi zasobami węgla.
Patronite
Zostań Patronem Astrofazy! Pomóż rozwijać projekt i zyskaj dostęp do bonusowych treści!Wodór niebieski to wodór produkowany z gazu ziemnego, ale z zastosowaniem technologii przechwytywania i składowania dwutlenku węgla, dzięki czemu minimalizuje się emisję gazów cieplarnianych. Póki co jest to jednak wciąż dość droga technologia, dlatego też nie jest zbyt popularna.
I to co najbardziej nas dziś interesuje czyli wodór biały czyli występujący naturalnie, taki jak ten odkryty w regionie Lotaryngia we Francji. Jest on jednak niezwykle rzadki. Jego główną zaletą jest to, że nie wymaga energii do produkcji i nie generuje emisji CO2. Jednak wyzwaniem jest jego odnalezienie i ekstrakcja.
Jak widzicie każdy z kolorów wodoru i każda z metod ma jego wydobywania ma swoje unikalne zalety i wady, a także różny wpływ na środowisko. W miarę jak świat dąży do zredukowania emisji CO2 i przejścia na zrównoważone źródła energii, ważne jest, aby dokładnie zrozumieć te różnice i dokonywać wyborów, które przyniosą korzyści zarówno dla naszej planety, jak i dla przyszłych pokoleń.
Źródło: Petmal/iStock
Biały wodór ma ogromne znaczenie, ponieważ nie wymaga dodatkowej energii do produkcji z innych gazów lub substancji. Jeśli teoria badaczy dotycząca obecności wodoru pod Lotaryngią jest prawdziwa i ich szacunki są prawidłowe to biorąc pod uwagę obecne zapotrzebowanie na wodór, mielibyśmy olbrzymie zasoby tego gazu, w czystej, naturalnej postaci.
Aby dokładnie zbadać i wykorzystać ten potencjał, konieczne są dalsze badania. Naukowcy muszą jeszcze znaleźć potwierdzenie na to, że biały wodór jest rozłożony równomiernie na obszarze około pięciuset kilometrów kwadratowych. Kolejnym krokiem jest głębsze badanie koncentracji wodoru na poziomie poniżej tysiąca dwustu metrów. W Lotaryngii brak jest odpowiednich otworów wiertniczych i badacze mają plan aby po prostu wykonać głębokie na trzy tysiące metrów wykopaliska aby potwierdzić swoje hipotezy.
Pojawiło się już podobno kilku komercyjnych i instytucjonalnych partnerów zainteresowanych finansowaniem projektu. Kluczem będzie jednak przekonanie francuskiego rządu do tego, że warto zainteresować się i wspomóc takie przedsięwzięcie. Jeśli wszystkie kroki zostaną wykonane, prace zostaną przeprowadzone w ramach programu badawczego REGALOR II, który jak zakładają badacze może rozpocząć się w już pierwszym kwartale przyszłego roku i potrwa przez kolejne trzy, cztery lata.
Niestety wodór wciąż postrzegany jest jako dość niebezpieczny. Jest zapalny, ale nie ma ryzyka wybuchu pod ziemią w skałach karbońskich pod Lotaryngią, ponieważ nie ma tam tlenu, z którym mógłby się połączyć. Jednym z wyzwań będzie więc zapewnienie, aby w trakcie ekstrakcji wodór nie miał kontaktu z tlenem, żeby przypadkiem nie doprowadzić do poważnego zagrożenia.
Ponadto, wodór jest lekkim gazem, który może przenikać przez najmniejsze szczeliny lub po prostu przedostawać się przez inne substancje. To sprawia, że przechowywanie go na dłuższy czas jest pewnym wyzwaniem. Jednak technologie związane z wodorem są powszechne w przemyśle i transporcie już od dość dawna i potrafimy już w odpowiedni sposób kontrolować ryzyko.
Podczas gdy odkrycie największego na świecie złoża białego wodoru w regionie Lotaryngii we Francji stanowi ważny kamień milowy w badaniach nad tym pierwiastkiem, historia wodoru jest już dość długa, sięgająca setek lat wstecz.
Wodór, jeden z najprostszych i najlżejszych pierwiastków w kosmosie, po raz pierwszy zaobserwowano w drugiej połowie osiemnastego wieku. Choć znany był od dawna na przykład jako składnik wody, to dopiero w tysiąc siedemset sześćdziesiątym szóstym roku brytyjski naukowiec Henry Cavendish zidentyfikował go jako oddzielny gaz podczas eksperymentów z kwasami i metalami. Cavendish początkowo nazwał go „powietrzem ognistym”, ze względu na jego zdolność do tworzenia wybuchowego połączenia po wejściu w reakcję z powietrzem.
Było to jednak dopiero początkiem zrozumienia wodoru jako kluczowego składnika naszego wszechświata. W tysiąc osiemnsetnym roku brytyjscy naukowcy William Nicholson i Anthony Carlisle odkryli elektrolizę, proces, który pozwalał na rozdzielenie wody na tlen i wodór przy użyciu prądu elektrycznego. To odkrycie było przełomem w rozumieniu i wytwarzaniu wodoru.
W XIX i XX wieku, w miarę rozwoju przemysłu i nauki, zainteresowanie wodorem jako potencjalnym źródłem energii rosło. Eksperymenty z balonami i sterowcami wodorowymi, chociaż nie były wolne od katastrof, takich jak eksplozja Hindenburga w tysiąc dziewięćset trzydziestym siódmym roku, demonstrowały potencjał wodoru.
Odkrycie w Lotaryngii stanowi kontynuację tej długiej historii badań i innowacji w dziedzinie wodoru. Ze swoim potencjałem do zrewolucjonizowania sposobu, w jaki postrzegamy i wykorzystujemy energię, wodór pozostaje na czele postępu naukowego i technologicznego.
Najnowsze filmy
