氢能被视为清洁能源的“理想型”,但当前主流制氢方式却依赖化石燃料,过程中会排放大量温室气体,且能耗往往高于氢气本身的能量产出。若能直接开采地下天然生成的氢气,这一困境或将被打破。这种被称为“地质氢”或“天然氢”的资源,主要通过两种途径形成:一是水分子与富铁岩石反应分解出氢气;二是地下放射性元素衰变产生氢气。基德溪矿的氢气便属于后者。
近年来,全球掀起了一股“地下寻氢”热潮。澳大利亚企业HyTerra与比尔·盖茨投资的Koloma等公司,纷纷在美国中西部展开勘探,目标直指与天然氢生成密切相关的古老海洋岩层。美国地质调查局估算,地壳中可能蕴藏着数万亿吨氢气,理论上仅开采一小部分,便足以满足全球数百年的需求。然而,截至目前,尚未有公司公开宣布发现具备商业价值的氢气藏,相关数据也极为有限——企业为争夺融资,对实际发现量往往讳莫如深。
基德溪矿为此提供了罕见的长期观测样本。舍伍德·洛拉与同事奥利弗·沃尔通过分析矿井35个钻孔十余年的监测记录,发现每个钻孔平均每年稳定释放约8公斤氢气。若推算至全矿1.4万个钻孔,每年约有140吨氢气从通风系统逸散。尽管这一数字尚不足以颠覆能源格局,但舍伍德·洛拉认为,若能将这些氢气收集利用,不仅可满足矿区部分能源需求,更能证明地质氢从存在到可利用的转化路径。
法国格勒诺布尔-阿尔卑斯大学地球化学家洛朗·特吕什的团队也支持这一观点。他们今年报告称,阿尔巴尼亚布尔奇泽铬矿每年至少释放200吨氢气。特吕什指出,当前核心问题已从“天然氢是否存在”转向“能否以稳定、经济的方式大规模生产”。
为突破这一瓶颈,一条新路线正受到关注:与其被动寻找地下氢气,不如主动“催生”氢气。研究人员与企业尝试向反应性岩层注入水、热量或催化剂,加速地下化学反应,提升产氢效率。美国能源部高级研究计划局已资助十余个项目,目标是将天然产氢反应速度提高1万倍——唯有达到这一水平,人工刺激制氢才具备商业竞争力。
今年早些时候,阿曼山区的一项实验为这一路线带来曙光。研究团队在深约1公里的岩层中注入5万立方米水,数月后开井时,大量气体喷涌而出,其中90%为氢气。英国南安普敦大学地球科学家乔·香农在欧洲地球科学联盟大会上介绍这一结果时强调,尽管令人振奋,但关键问题仍未解决:喷出的氢气究竟是新生成的,还是原本存在于地下却被实验释放?答案仍待进一步验证。












