Что такое геологический водород? Что нужно знать об источнике чистой энергии, захороненном под Мичиганом.

2

Исследования показывают, что штат может быть «горячей точкой» для этого ресурса, что заставляет задуматься о его потенциале.

Любезно предоставленный Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства, этот репортаж стал возможен благодаря партнерству между Grist и общественным радио Интерлохена в северном Мичигане. 

Мичиган, возможно, находится на переднем крае разработки нового экологически чистого источника топлива — и он находится прямо под штатом.

В прошлом месяце губернатор Гретхен Уитмер заявила, что ее администрация хочет превратить штат в центр добычи геологического водорода — потенциально неиспользованного запаса чистого топлива под поверхностью Земли, который мог бы способствовать отказу от ископаемого топлива.

В США уже производятся миллионы тонн водорода в год для обеспечения транспортных отраслей с высоким содержанием углерода, таких как тяжелые грузовые автомобили и морские перевозки, но это дорого и требует много энергии. Использование природного водорода может снизить цены и сократить выбросы в этих отраслях.

Вот что нужно знать об этом потенциальном новом источнике экологически чистой энергии:

Grist благодарит своих спонсоров. Станьте одним из них.

Чтобы поддержать нашу некоммерческую экологическую журналистику, пожалуйста, отключите блокировку рекламы на Grist. Вот как

Как образуется водород в недрах Земли?

По словам Мэтта Шренка, профессора геомикробиологии Мичиганского государственного университета, существует несколько способов образования большого количества водорода в земной коре. Ученым известно, что природные запасы водорода образуются, когда вода вступает в реакцию с богатыми железом породами. Другой способ образования водорода — это разложение определенных пород в течение миллионов или миллиардов лет, но исследования не показали, что это может привести к образованию больших запасов. Согласно одной из теорий, водород непрерывно просачивался из ядра Земли с тех пор, как планета сформировалась 4,5 миллиарда лет назад. 

Поскольку все это происходит глубоко внутри Земли, добыть природный водород без бурения нелегко.

Как водород естественным образом образуется под поверхностью Земли. К. Бикель / Science (графика); Джеффри Эллис / Геологическая служба США (данные)

Почему Мичиган — хорошее место для его поиска?

В исследовании, проведенном Геологической службой США (USGS) в 2025 году, были определены районы по всей стране с большим потенциалом для захоронения водорода, и Мичиган был выделен в качестве яркого пятна. Это потому, что штат расположен на так называемом Срединно-континентальном рифте. Именно здесь Североамериканский континент начал распадаться на части более 1 миллиарда лет назад, а затем остановился.

“Это потенциально представляет собой путь, по которому глубинный водород может подниматься ближе к поверхности и собираться и извлекаться”, — сказал Шренк.

Компания Grist благодарит своих спонсоров. Станьте одним из них.

Чтобы поддержать нашу некоммерческую экологическую журналистику, пожалуйста, подумайте о том, чтобы отключить блокировку рекламы на Grist. Вот как это сделать

Что касается возможных горячих точек в недрах штата, представьте нижний полуостров Мичигана в виде гигантской чаши — по этой причине его называют Мичиганским бассейном. Более молодые породы, как правило, находятся в центре этой чаши в центральной части штата. Более глубокий и древний материал — места, где мог образоваться водород, — находится ближе к краям чаши, где сегодня расположены Детройт и Траверс-Сити.

Тем не менее, авторы исследования Геологической службы США отметили, что большая часть водорода, о котором они рассказали, скорее всего, находится “слишком глубоко, слишком далеко от берега или в слишком небольших скоплениях, чтобы их можно было экономически извлечь”. 

Помимо Мичигана, исследование Геологической службы США указало на такие районы, как южная Оклахома и северо-восточный Канзас, которые также могут располагать большими запасами геологического водорода.

Какова связь с климатом?

При сжигании водород выделяет воду и тепло, а выбросы углекислого газа равны нулю, что делает его чистым источником энергии, который может снизить нашу зависимость от ископаемого топлива. Но поскольку природный водород, добываемый на Земле, обычно труднодоступен, промышленным предприятиям приходится его производить — водород питает топливные элементы для транспортных средств, а также является ключевым компонентом удобрений. Увеличение его количества может способствовать обезуглероживанию отраслей, где электрификация затруднена, таких как судоходство. Но использование промышленных процессов для производства водорода требует много энергии, и обычно для этого требуется ископаемое топливо.

Читайте далее:

Под Средним Западом находится скрытый источник топлива? Ученые проводят расследование. Ребекка Иган Маккарти

Вот почему эксперты в области экологически чистой энергетики с энтузиазмом относятся к потенциальным подземным источникам. По словам Тодда Аллена, содиректора MI Hydrogen, исследовательского института Мичиганского университета, несмотря на то, что для получения доступа к земному водороду потребуется бурение, это все равно потребует значительно меньше энергии, чем производство водорода с нуля.

“Возможно, для запуска буровой установки используется какая-то местная энергия, но количество энергии с нулевым выбросом углерода, которое вы могли бы получить при наличии большого количества геологического водорода, я думаю, является большим преимуществом”, — сказал Аллен.

Какова вероятность того, что мы действительно будем использовать геологический водород в качестве источника энергии? 

Необходимы дополнительные исследования, чтобы точно определить, где его добывать и возможно ли его добыть на самом деле.

“Хорошо, вы нашли его, достаточно ли его, чтобы быть полезным? Достаточно ли он концентрирован, чтобы быть полезным? Нужно ли бурить скважину глубиной 20 километров, чтобы извлечь его?” — Спросил Шренк из МГУ. “Нам нужны данные о том, где он находится, чтобы определить, есть ли практические решения для его добычи”.

И если будут обнаружены большие запасы водорода, создание инфраструктуры, такой как трубопроводы или перерабатывающие заводы, будет дорогостоящим и отнимет много времени. 

Итак, что же делает исполнительная директива губернатора?

Действующие правила, касающиеся бурения, “были написаны при условии, что вы добываете что-то другое, скажем, природный газ», — сказал Аллен.

По словам Аллена, распоряжение губернатора Уитмера потребует от государственных учреждений изучить существующие законы и выяснить, нужно ли что-то менять для бурения водородом. Отчеты от государственных учреждений, таких как Министерство окружающей среды, Великих озер и энергетики, а также Комиссия по государственной службе, будут представлены к апрелю.

По словам Аллена, еще “слишком рано говорить” о том, насколько важной отраслью промышленности может стать геологический водород. “Вы, в некотором роде, находитесь в самом начале истории. И у людей есть некоторые возможности подтолкнуть эту историю в правильном направлении”.