“白氢”会成为革命性能源吗

2024-06-21 17:16:09 来源：人民网

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谈起未来能源，氢能定有一席之地。目前全球使用的氢气大多通过高碳工艺生产，少量低碳绿氢通过电解水制取，成本高，且不利于大规模长周期存储。去年以来，全球兴起了寻找天然氢的热潮，创业公司、产业资本纷至沓来。如果氢气真的可以像煤炭、油气一样从地球内部开采出来，能源绿色低碳转型就解决了一个大麻烦。

全球应对气候变化背景下，人们根据氢气来源的不同将其划分为多种“颜色”。当前人类生产的绝大部分氢气来自化石能源，其产生过程会排放大量二氧化碳，这种被称为“灰氢”；在这个制取过程中，如果加上二氧化碳捕获技术，产生的氢被称为“蓝氢”；利用可再生能源生产的氢气，被称为“绿氢”；天然氢则是一种在地壳中天然生成或存在的氢气，逸出地表时可以被探测到，被称为“白氢”。

与其他“颜色”的氢气相比，白氢具有无可替代的优势。氢被认为是未来能源的绝佳载体，对推动能源转型、促进全球经济可持续发展意义重大。人类对氢经济的畅想和探索已存续数十年，为何这个梦想迟迟未能实现？一大原因是氢气的大规模低成本制取是个难题。尽管氢是宇宙中含量最多的元素，但研究者普遍认为，地球上以气态形式存在的氢十分稀少。人类要使用氢气就必须自己制造，如果采用目前主流且廉价的煤制氢、天然气制氢工艺，会产生大量碳排放；如果采用新兴但昂贵的可再生能源电解水制氢，则需消耗大量电力，且经多次能量转换后效率较低。

白氢与化石能源一样，是自然界天然产生的，获取白氢的唯一能耗只在于将其收集起来，生产应用也无需进行多次转换；同时，白氢又具备绿氢的绿色低碳等优点，且成本效益更佳。一旦白氢被大规模发现并实现开采，就有望成为革命性的能源，极大加速全球净零排放进程。

既然白氢拥有诸多优势，为何关注度一直不高？因为传统理论认为，氢气过于活跃，无法像石油、天然气那样在地层中大量积蓄。大多数人对白氢不抱期待，也鲜有人积极寻找白氢。直到2012年，工程师在西非国家马里发现了一口喷涌氢气的废井。自此之后，人们开始了对白氢的探索性勘探，并在法国、俄罗斯、澳大利亚等多国发现了潜在氢藏。2022年，美国地质勘探局修订了对地下氢气储量的估算模型，数据显示，地球岩层中可能蕴藏着超万亿吨氢气，足以满足未来数千年燃料和肥料需求，这远远超出人们之前的预测。

正因如此，各国寻找白氢的尝试在过去一年达到了新高峰，好消息也接连不断。西班牙一勘探公司表示，在比利牛斯山脉发现一个储量超100万吨的氢气储层，并希望在2028年开始商业化生产。澳大利亚一公司宣布，在位于约克半岛的探井深处发现气体中含有高浓度天然氢，并公布了推进世界上首个天然氢试点项目的计划。法国科学家透露，在该国东北部发现了目前全球最大的天然氢矿床。在美国，有多家公司正在进行钻井勘探，总部位于丹佛的一家白氢初创公司获得了近1亿美元的风险投资，其中就包括比尔·盖茨创立的风险投资公司提供的资金。鉴于该领域的系列成果，国际顶尖学术期刊《科学》杂志将“寻找天然氢源的热潮”列为2023年度“十大科学突破”之一。

虽然白氢勘探带来了希望，但要真正开采利用白氢，仍需要开展进一步调查和研究。目前全球对白氢的认识整体处于早期阶段，在基础理论、勘测、开发、应用等各环节均存在大量悬而未解的问题。比如，地球上的氢气储量究竟有多少，勘探的难度有多大，能否低成本规模化开采，需要借助哪些技术装备。在我国，对白氢的探索更显滞后，尚停留在实验室和文献分析阶段，从能源角度对白氢进行系统性的攻关工作较少。考虑到未来白氢巨大的战略价值，有必要加大基础理论科研和勘探力度。

人们对矿产资源潜力的预测几乎总是被低估。寻找天然氢藏是世界上的一个全新前沿领域，相信随着人们对白氢的认识逐渐加深，白氢商业化开发应用的那一天不会遥远。