Kada su dvojica naučnika tragala za fosilnim gorivima ispod zemlje severoistočne Francuske, nisu očekivali da će otkriti nešto što bi moglo pojačati napore u borbi protiv klimatske krize.
Jacques Pironon i Philippe De Donato, obojica direktora istraživanja u Nacionalnom centru za znanstvena istraživanja Francuske, procenjivali su količinu metana u podzemlju Lorrainskog rudarskog bazena koristeći „svjetski prvi“ specijalizirani uređaj, sposoban analizirati gasove rastvorene u vodi stena duboko ispod zemlje.
Nekoliko stotina metara duboko, uređaj je pronašao niske koncentracije vodika. „To nije bila prava iznenađenje za nas“, rekao je Pironon za CNN; uobičajeno je pronaći male količine blizu površine bušotine. Ali kako je uređaj odlazio dublje, koncentracija je rasla. Na dubini od 1.100 metara bila je 14%, na 1.250 metara bila je 20%.
To je bilo iznenađujuće, rekao je Pironon. Ukazivalo je na prisustvo velikog rezervoara vodika ispod. Proveli su izračune i procijenili da bi se u nalazištu moglo nalaziti između 6 miliona i 250 miliona metričkih tona vodika.
To bi moglo činiti jedno od najvećih nalazišta „bijelog vodika“ ikada otkrivenih, rekao je Pironon. Ovo otkriće dodatno je potaklo već veliki interes za ovim plinom.
„Bijeli vodik“ – također nazvan „prirodni“, „zlatni“ ili „geološki“ vodik – prirodno se proizvodi ili nalazi u Zemljinoj kori i postao je svojevrsni sveti gral za borbu protiv klimatskih promjena.
Vodik stvara samo vodu kada se sagorjeva, što ga čini vrlo atraktivnim kao potencijalnim izvorom čiste energije za industrije poput zrakoplovstva, plovidbe i proizvodnje čelika koje trebaju toliko energije da je gotovo nemoguće zadovoljiti ih obnovljivim izvorima poput solarnih i vjetroelektrana.
Ali dok je vodik najrasprostranjeniji element u svemiru, obično postoji u kombinaciji s drugim molekulama. Trenutno se komercijalni vodik proizvodi u energetski intenzivnom procesu gotovo u potpunosti pokretan fosilnim gorivima.
Za različite vrste vodika koristi se niz boja kao kratki prikaz. „Sivi“ se proizvodi od metanskog plina, a „smeđi“ od ugljena. „Plavi“ vodik isti je kao sivi, ali zagađenje koje uzrokuje stvaranje našeg planeta se hvata prije nego što uđe u atmosferu.
Najperspektivniji s klimatskog gledišta je „zeleni“ vodik, koji se proizvodi korištenjem obnovljive energije za razdvajanje vode. Međutim, proizvodnja ostaje mala i skupa.
Zato je interes za bijeli vodik, potencijalno obilan, nedirnut izvor čiste energetike, posljednjih godina naglo porastao.
„Nismo gledali na pravim mjestima“
„Da ste me pitali prije četiri godine što mislim o prirodnom vodiku, rekao bih vam ‘oh, on ne postoji‘“, rekao je Geoffrey Ellis, geokemičar u američkom Zavodu za geološka istraživanja. „Vodik je tamo, znamo da je oko nas“, rekao je, ali znanstvenici su smatrali da velike akumulacije nisu moguće.
Onda je saznao za Mali. Argumetno, katalizator za trenutni interes za bijeli vodik može se pratiti do ove zapadnoafričke zemlje.
Godine 1987. u selu Bourakébougou, bušač je ostao s opekotinama nakon što je vodena bušotina neočekivano eksplodirala dok se nagnuo nad njom dok je pušio cigaretu.
Bušotina je brzo zatvorena i napuštena sve do 2011. godine, kada ju je otčepila naftna i plinska kompanija i navodno otkrila da proizvodi plin koji je bio 98% vodik. Taj vodik koristio se za napajanje sela, a više od deset godina kasnije još uvijek proizvodi.
Kada je 2018. godine izašlo istraživanje o bušotini, privuklo je pažnju znanstvene zajednice, uključujući i Ellisa. Njegova je prva reakcija bila da nešto mora biti pogrešno s istraživanjem, „jer jednostavno znamo da se to ne može dogoditi.“
Onda je došla pandemija i imao je vremena za početak istraživanja. Što više čitao, to je više shvatao „da jednostavno nismo tražili, nismo gledali na pravim mjestima.“
Nedavna otkrića uzbuđuju Ellisa, koji radi kao naftni geokemičar od 1980-ih. Svjedočio je brzom rastu industrije škriljaca u SAD-u, što je revolucioniralo tržište energije. „Sada“, rekao je, „evo nas u onome što mislim da je možda druga revolucija.“
Bijeli vodik je „vrlo obećavajuć“, složila se Isabelle Moretti, znanstvena istraživačica na Sveučilištu Pau et des Pays de l‘Adour i Sveučilištu Sorbonne, i stručnjakinja za bijeli vodik.
„Sada pitanje više nije o resursu … nego gdje pronaći velike ekonomske rezerve“, rekla je za CNN.
Niz startupa
Deseci procesa generiraju bijeli vodik, ali još uvijek postoji neizvjesnost o tome kako se formiraju velika prirodna nalazišta.
Geolozi su obično usmjeravali pažnju na „serpentinizaciju“, gdje voda reagira s željezom bogatim stijenama kako bi proizvela vodik, i „radiolizu“, razgradnju molekula vode potaknutu zračenjem.
Nalazišta bijelog vodika pronađena su diljem svijeta, uključujući SAD, istočnu Europu, Rusiju, Australiju, Oman, kao i Francusku i Mali.
Neki su otkriveni slučajno, drugi traganjem za tragovima kao što su karakteristike u pejzažu, ponekad nazivane „vilenjački krugovi“ – plitke, eliptične depresije koje mogu ispuštati vodik.
Ellis procenjuje da bi globalno moglo postojati desetine milijardi tona belog vodonika. To bi bilo znatno više od trenutnih 100 miliona tona vodonika proizvedenih godišnje, i 500 miliona tona koje se predviđa da će se godišnje proizvoditi do 2050. godine, rekao je.
„Ono što je gotovo sigurno jeste da će većina toga biti u veoma malim nakupinama, ili veoma daleko od obale, ili jednostavno previše duboko da bi bilo ekonomski isplativo proizvoditi“, dodao je. Ali ako se pronađe i proizvede samo 1%, to bi obezbedilo 500 miliona tona vodonika tokom 200 godina, dodao je.
Ovo je primamljiva perspektiva za niz startapa.
Australijska kompanija Gold Hydrogen trenutno vrši bušenje na poluostrvu Yorke u Južnoj Australiji. Ovo mesto su odabrali nakon što su pretražili arhive države i otkrili da su još 1920-ih tamo bušene bunari koje su imale vrlo visoke koncentracije vodonika. Istraživači koji su bili zainteresovani samo za fosilna goriva su ih napustili.
„Veoma smo uzbuđeni onim što vidimo“, rekao je izvršni direktor Neil McDonald. Postoji još testiranja i bušenja, ali kompanija bi mogla početi sa ranom proizvodnjom možda već krajem 2024, rekao je CNN.
Neke startap kompanije privlače velike investicije. Koloma, startap belog vodonika sa sedištem u Denveru, obezbedio je 91 milion dolara od investitora, uključujući investicionu firmu Breakthrough Energy Ventures koju je osnovao Bil Gejts – iako kompanija ostaje tajanstvena o tome gde tačno buše u SAD-u i kada planiraju komercijalizaciju.
Još jedna kompanija sa sedištem u Denveru, Natural Hydrogen Energy, osnovana od strane geohemičara Viacheslava Zgonnika, završila je istraživanje vodonika u Nebraska 2019. godine i planira nove bunare. Svetski smo „veoma blizu prvih komercijalnih projekata“, rekao je Zgonnik CNN-u.
„Prirodni vodonik je rešenje koje će nam omogućiti da ubrzamo“ akciju na klimatskim promenama, rekao je.
Izazov za ove kompanije i za naučnike će biti pretvaranje hipotetičkog obećanja u komercijalnu stvarnost.
„Moglo bi proći decenije gde će biti mnogo isprobavanja i grešaka“, rekao je Ellis. Ali brzina je ključna. „Ako će nam trebati 200 godina da razvijemo resurs, to zapravo neće biti od velike koristi.“
Ali mnoge startap kompanije su optimistične. Neki predviđaju godine, a ne decenije, do komercijalizacije. „Imamo sve potrebne tehnologije koje nam trebaju, uz neke male modifikacije“, rekao je Zgonnik.
I dalje postoje izazovi. U nekim zemljama, regulacije predstavljaju prepreku. Troškovi takođe trebaju biti razrađeni. Prema proračunima zasnovanim na bunaru u Maliju, beli vodonik bi mogao koštati oko 1 dolar po kilogramu za proizvodnju – u poređenju sa oko 6 dolara po kilogramu za zeleni vodonik. Ali beli vodonik bi brzo mogao postati skuplji ako veliki depoziti zahtevaju duboko bušenje.
Natrag u bazenu Lorraine, sledeći koraci Pironona i De Donatoa su bušenje do 3.000 metara kako bi dobili jasniju sliku o tome koliko belog vodonika zapravo ima.
Još je dug put, ali bilo bi ironično da ova regija – nekada jedan od ključnih proizvođača uglja u zapadnoj Evropi – postane epicentar nove industrije belog vodonika.