科学家发现：隐藏在地下的氢储量可满足全球200年需求！

cnBeta.com 2025-01-03

新的研究表明，地球上岩石和地下储层中含有约 6.2 万亿吨（5.6 万亿公吨）的氢。这大约是已知地下石油储量的 26 倍（1.6 万亿桶，每桶重约 0.15 吨）——但这些氢储量位于何处仍不得而知。

地球表面之下蕴藏着大量的氢气，科学家称，仅需其中的一小部分就能摆脱我们 200 年内对化石燃料的依赖。

研究人员怀疑，大部分氢可能埋藏太深或离海岸太远，无法开采，一些储量可能太小，无法以经济的方式开采。然而，美国地质调查局 (USGS) 石油地球化学家、新研究的主要作者杰弗里·埃利斯 (Geoffrey Ellis) ，结果表明，即使有这些限制，氢仍然足够开采。

氢是一种清洁能源，可以为汽车提供燃料、为工业过程提供动力并发电。埃利斯说，研究中发现的氢储量中，只有 2%（相当于 1240 亿吨天然气）“足以满足我们实现净零碳排放数百年所需的所有氢气”。

埃利斯和他的合著者、美国地质调查局地质学家莎拉·盖尔曼在研究中指出，这一数量氢气释放的能量大约是地球上所有已知天然气储量所储存能量的两倍。研究结果于周五（12 月 13 日）发表在《科学进展》杂志上。

为了估算地球内部的氢气含量，研究人员使用了一个模型，该模型考虑了氢气在地下产生的速率、可能被困在储层中的氢气含量以及通过各种过程（例如从岩石中泄漏到大气中）损失的氢气含量。

埃利斯说，氢是通过岩石中的化学反应产生的，最简单的反应是将水分解成氢和氧。“实际上有几十种自然过程能够产生氢，但大多数产生的氢量非常少，”他说。

直到最近，研究人员才意识到氢在地球表面下聚集。“我整个职业生涯的范式是氢就在那里，它存在，但它是一种非常小的分子，所以它很容易通过小孔隙、裂缝和岩石逸出，”埃利斯解释道。

但当科学家在西非发现大量氢储量，随后又在阿尔巴尼亚铬矿中发现大量氢储量时，这种观点发生了转变。现在很清楚，氢确实在地球的储层中积累，而新的研究表明，其中一些储量可能相当可观。

建筑工地上的“绿色氢”储罐。“绿色氢”是利用可再生能源电解水得到的产物。

“我很惊讶，结果比我想象的要大，”埃利斯说。“关键是，那里有很多东西。”

但他说，必须注意的是，这些结果存在巨大的不确定性，因为模型显示那里可能有 10 亿至 10 万亿吨的氢气。（根据模型的假设，最可能的数值是 6.2 万亿吨。）

预计未来在某些领域，氢气将占能源供应的 30%，到 2050 年，全球需求预计将增长五倍。氢气是通过电解水人工生产的，其中水分子被电流分解。当使用可再生能源时，产品被称为“绿色氢”，当使用化石燃料时，它被称为“蓝色氢”。

利用天然氢的好处在于，它不需要能源来生产，地下储层可以储存氢气，直到需要时为止。“我们不必担心储存问题，而蓝色氢气或绿色氢气则需要储存——你需要在电价便宜时生产，然后将其储存在某个地方，”埃利斯说。而使用天然氢，“你只需打开阀门，然后在需要时关闭它即可。”

剩下的最大问题是所有这些氢究竟位于何处，这将影响氢是否可被开采。埃利斯及其同事正在努力缩小形成地下储量的地质标准，美国的研究结果可能会在明年年初公布，他说。

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