Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι αρχαίοι βράχοι βαθιά στον Καναδά εκπέμπουν φυσικά αέριο υδρογόνο, παρέχοντας νέα στοιχεία ότι η ίδια η Γη μπορεί να έχει σημαντικές αναξιοποίητες πηγές καθαρής ενέργειας.
Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Τορόντο και το Πανεπιστήμιο της Οτάβα μελέτησαν την Canadian Shield, μια τεράστια περιοχή από τους παλαιότερους βραχώδεις σχηματισμούς στον πλανήτη. Για πρώτη φορά, έχουν μετρήσει απευθείας το υδρογόνο που βγαίνει από αυτούς τους βράχους δισεκατομμυρίων ετών, παρακολουθώντας πώς συσσωρεύεται με την πάροδο του χρόνου και χαρτογραφώντας πού έχει συμπυκνωθεί το αέριο.
Αποτελέσματα, δημοσιευμένα Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας ΕπιστημώνΜπορεί να σας βοηθήσει να προσδιορίσετε εάν το φυσικό ή «λευκό» υδρογόνο μπορεί να είναι μια πρακτική και οικονομική πηγή ενέργειας. Η εργασία εισάγει επίσης μια νέα τεχνική για την εξερεύνηση υδρογόνου που θα μπορούσε να υποστηρίξει τις προσπάθειες για τη μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου και την επέκταση των επιλογών καθαρής ενέργειας.
Μετρήσεις ροής υδρογόνου σε γεωτρήσεις ορυχείων του Οντάριο
Οι ερευνητές συνέλεξαν δεδομένα από ένα ενεργό ορυχείο κοντά στο Timmins του Οντάριο. Διαπίστωσαν ότι οι γεωτρήσεις που ανοίγουν στο βράχο απελευθερώνουν κατά μέσο όρο 0,008 τόνους υδρογόνου ετησίως, περίπου 8 κιλά, που είναι περίπου το βάρος μιας τυπικής μπαταρίας αυτοκινήτου. Σύμφωνα με τη μελέτη, το αέριο μπορεί να ρέει για τουλάχιστον μια δεκαετία.
Απλωμένη στις σχεδόν 15.000 γεωτρήσεις της τοποθεσίας, η εκτιμώμενη παραγωγή υδρογόνου υπερβαίνει τους 140 τόνους ετησίως. Η ομάδα υπολόγισε ότι αυτή η ποσότητα θα μπορούσε να παράγει περίπου 4,7 εκατομμύρια κιλοβάτ ενέργειας ετησίως από μία μόνο τοποθεσία, αρκετή για να καλύψει τις ετήσιες ενεργειακές ανάγκες περισσότερων από 400 σπιτιών.
«Τα δεδομένα από αυτή τη μελέτη υποδηλώνουν ότι υπάρχει μια σοβαρή αναξιοποίητη ευκαιρία για πρόσβαση σε μια εγχώρια πηγή προσιτής ενέργειας που παράγεται από τους βράχους κάτω από τα πόδια μας», δήλωσε η επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης Barbara Sherwood Lawler, καθηγήτρια στο Τμήμα Επιστημών της Γης στη Σχολή Τεχνών και Επιστημών του Πανεπιστημίου του Τορόντο. “Επιπλέον, παρέχει έναν πόρο “made in Canada” που μπορεί να είναι σε θέση να υποστηρίξει τοπικά και περιφερειακά βιομηχανικά κέντρα και να μειώσει την εξάρτησή τους από τις εισαγωγές καυσίμων με βάση τους υδρογονάνθρακες.”
Γιατί το φυσικό υδρογόνο έχει σημασία
Το υδρογόνο παίζει ήδη σημαντικό ρόλο στην παγκόσμια οικονομία, αξίας περίπου 135 δισεκατομμυρίων δολαρίων. Χρησιμοποιείται ευρέως στην παραγωγή λιπασμάτων, τα οποία είναι απαραίτητα για τη γεωργία και την παγκόσμια παραγωγή τροφίμων. Το υδρογόνο είναι επίσης σημαντικό στην παραγωγή μεθανόλης και στην παραγωγή χάλυβα.
Σήμερα, το μεγαλύτερο μέρος του υδρογόνου παράγεται μέσω βιομηχανικών διεργασιών που βασίζονται σε ορυκτά καύσιμα όπως το πετρέλαιο, το φυσικό αέριο και ο άνθρακας. Αυτές οι διαδικασίες απαιτούν μεγάλες ποσότητες ενέργειας και απελευθερώνουν μονοξείδιο του άνθρακα και CO2. Ακόμη και το «πράσινο υδρογόνο», το οποίο παράγεται με χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, είναι ακριβό και ενεργοβόρο και απαιτεί υποδομές μεταφοράς και αποθήκευσης.
Το φυσικό υδρογόνο, ωστόσο, έχει λάβει πολύ λιγότερη προσοχή. Μέχρι πρόσφατα, οι περισσότερες έρευνες επικεντρώνονταν στον ρόλο των υποεπιφανειακών μικροβιακών οικοσυστημάτων και τη δυνητική σημασία τους για την αστρονομία και την εξερεύνηση του διαστήματος. Οι εκτιμήσεις του ενεργειακού του δυναμικού ήταν σε μεγάλο βαθμό θεωρητικές επειδή οι επιστήμονες δεν είχαν άμεσες μακροπρόθεσμες μετρήσεις από τοποθεσίες του πραγματικού κόσμου.
Νέα ερευνητικά έγγραφα διατήρησαν την απελευθέρωση υδρογόνου για πολλά χρόνια.
Τα αρχαία πετρώματα παράγουν φυσικά υδρογόνο
«Το φυσικό υδρογόνο παράγεται υπόγεια με την πάροδο του χρόνου από χημικές αντιδράσεις μεταξύ των πετρωμάτων και των υπόγειων υδάτων σε αυτά τα πετρώματα», λέει ο Sherwood Lawler. «Ο Καναδάς είναι ευλογημένος που ένα μεγάλο μέρος της επικράτειάς του, ιδιαίτερα στην Canadian Shield, έχει τα κατάλληλα πετρώματα και ορυκτά για να παράγει αυτό το φυσικό υδρογόνο».
Οι ερευνητές λένε ότι ο Καναδάς μπορεί να έχει μια μοναδική ευκαιρία να παράγει καθαρότερο και δυνητικά φθηνότερο υδρογόνο χωρίς να βασίζεται σε υδρογονάνθρακες. Σημειώνουν επίσης ότι παρόμοια πετρώματα που παράγουν υδρογόνο υπάρχουν σε πολλές άλλες χώρες, υποδηλώνοντας ότι η μέθοδος θα μπορούσε τελικά να χρησιμοποιηθεί παγκοσμίως.
Οι υψηλότερες συγκεντρώσεις φυσικού υδρογόνου εμφανίζονται ήδη σε γεωλογικές περιοχές που σχετίζονται με τη δραστηριότητα εξόρυξης του Καναδά. Αυτά περιλαμβάνουν το Βόρειο Οντάριο, το Κεμπέκ, το Νούναβουτ και τα Βορειοδυτικά Εδάφη.
«Ο κοινός σύνδεσμος είναι ο βράχος», λέει ο Oliver Warr, επίκουρος καθηγητής στο Τμήμα Γης και Περιβαλλοντικών Επιστημών στο Πανεπιστήμιο της Οτάβα. “Το φυσικό υδρογόνο παράγεται στα ίδια πετρώματα όπου βρίσκονται τα κοιτάσματα νικελίου, χαλκού και διαμαντιών του Καναδά και τα οποία βρίσκονται υπό έρευνα για σημαντικά ορυκτά όπως το λίθιο, το ήλιο, το χρώμιο και το κοβάλτιο. Η συνεγκατάσταση εξορυκτικών πόρων και η μεγάλη παραγωγή και αποθήκευση υδρογόνου μετριάζουν την ανάγκη για υδρογόνο και μεταφορά στην αγορά.”
Πιθανά οφέλη για την εξόρυξη και τις βόρειες κοινότητες
Οι συντάκτες της μελέτης πιστεύουν ότι το φυσικό υδρογόνο θα μπορούσε να βοηθήσει στη μείωση τόσο του κόστους όσο και των εκπομπών άνθρακα για τον τομέα εξόρυξης του Καναδά. Το υδρογόνο που παράγεται κοντά σε εξορυκτικές εργασίες θα μπορούσε να παρέχει μια τοπική πηγή ενέργειας χωρίς την ανάγκη για μεγάλα νέα συστήματα μεταφοράς.
Οι ερευνητές προτείνουν επίσης ότι οι βόρειες κοινότητες, που συχνά αντιμετωπίζουν υψηλό κόστος μεταφοράς καυσίμων, θα μπορούσαν να επωφεληθούν από τους κοντινούς πόρους υδρογόνου. Η χρήση τοπικού παραγόμενου υδρογόνου μπορεί να μειώσει το ενεργειακό κόστος, μειώνοντας ταυτόχρονα την εξάρτηση από τα εισαγόμενα καύσιμα.
«Υπάρχει ένας παγκόσμιος αγώνας για την αύξηση της διαθεσιμότητας υδρογόνου για τη μείωση και τη μείωση του κόστους της τρέχουσας οικονομίας του υδρογόνου», δήλωσε ο Sherwood Lawler. «Έχουμε τώρα μια καλύτερη κατανόηση της οικονομικής βιωσιμότητας αυτού του πόρου που μπορεί να χαρτογραφηθεί σε κοιτάσματα υδρογόνου σε όλο τον κόσμο που είναι ήδη γνωστά και δεν έχουν ακόμη ανακαλυφθεί».
