日本启动探查天然氢开采点
据《日本经济新闻》4月30日报道,日本金属和能源安全组织(JOGMEC)将于2025年度内开始在国内寻找天然氢的发源地。根据地下岩石、温度、水等信息,JOGMEC探寻有望开采天然氢的地点。如果能找到具有发展前景的开采点,则有望以较低成本获得即使燃烧也不会产生二氧化碳的新一代燃料氢,为实现脱碳作出贡献。
氢作为燃烧时仅产生水的清洁能源,有望在发电和燃料电池车领域得到扩大利用。如果利用分解石油、煤炭、天然气的方法生产氢,则在制氢过程中会排放二氧化碳。利用太阳能等可再生能源产生的电制氢,这种方法虽然不排放二氧化碳,但如何解决高成本是一个课题。
鉴于开采天然氢不需要原料,也不产生二氧化碳,海外正积极推进资源勘探。日本长野县白马村的温泉存在天然氢资源,这一点广为人知。氢的形成机制被认为是地层中含有铁等元素的岩石和水的反应、放射线引起的水的分解、微生物的活动等。
橄榄岩和蛇纹岩是与氢的生成密切相关的岩石,它们在地幔中的含量很高。日本的地层也含有此类岩石,有望成为生成和回收氢的地方。
除了与氢的生成密切相关的岩石和地下温度分布情况外,JOGMEC还将汇总石油和天然气试开采时收集的气体种类等数据,在地图上进行整理标注,借此寻找可能开采天然氢的地点。
为了推进天然氢试采工作,有必要探讨以下问题:一些有潜力的地区实际是否产生氢,是否存在容易积存氢的地层等。
JOGMEC还将考虑将天然氢由开采地运输至消费地的便利性,综合各种因素锁定候选试采地点。
如果发现有开采前景的地点,日本将有效利用已获得的数据,完善规则以推进试采等。目前的矿业法规定了石油、天然气、铜等矿物的开发,但没有将氢定位为资源。
海外天然氢试采工作已取得进展。三菱重工业和大阪煤气公司2024年宣布,向在美国推进天然氢勘探的初创企业科洛马公司投资。西非国家马里早在10多年前就开始利用天然氢发电。
据美国地质调查局推算,世界氢资源量达5万亿吨。虽然不可能对之全部开采使用,但如果能开采其中一部分,就可能获得比天然气更多的能源。
与利用可再生能源制取的绿氢相比,天然氢有望以较低成本得到开采。估算数据显示,天然氢的制造成本为每公斤1美元,低于其他制造方法。在地下天然氢开采方面,一直以来推进石油和天然气开发的企业可以有效发挥挖掘技术优势。
天然氢的开发也存在课题。在氢分布较广但浓度较低的地方开采,则投入产出比较低。为了推进利用天然氢,有必要探寻氢集中分布的合适地区。在此基础上,还需要开发高效开采的技术,避免对开采地周边环境造成不良影响。
天然氢是指在地下自然产生的氢气资源,也被称为“白氢”。作为可减少温室气体排放的清洁能源,天然氢的应用备受期待。
由于氢分子非常小,无色无味,人类无法感知其存在。此前,人们一直认为,即使地下产生氢,有些会从地层缝隙中泄漏,有些则会成为微生物的食物,很难在地下积聚。1987年,马里工人在钻井时,因烟头点燃氢气引发爆炸。人们由此发现地下存在高浓度的天然氢。当地从2012年开始利用天然氢进行发电,并已持续供电10多年。以此为契机,天然氢作为一种资源备受关注。
海外尚没有天然氢大规模商用化的实例。即使日本在国内找到最佳开采地点,若正式推进开发天然氢资源,有必要研发兼顾保护环境的开采和回收技术。除此之外,还应制定地震等自然灾害应对措施,将生产的天然氢安全运送到工厂和市区的技术开发也不可或缺。(编译:马晓云)