Wodór prosto z młodych gór

Wizja świata napędzanego wodorem na razie buksuje, ale wciąż jest on uważany za atrakcyjną alternatywę dla tradycyjnych kopalin energetycznych – węgla, ropy i gazu. Już sto lat temu brytyjski uczony J.B.S. Haldane prognozował, że era paliw kopalnych dobiegnie kiedyś końca za sprawą „wielkich elektrowni wodorowych”. Dwie dekady temu futurolog Jeremy Rifkin wieszczył, że gaz ten okaże się katalizatorem rewolucji przemysłowej. „Energetyka wiatrowa i słoneczna zostaną wykorzystane do masowej produkcji wodoru z wody, której na Ziemi jest pod dostatkiem. Wodór stanie się powszechnym nośnikiem energii” – pisał.

Wbrew prognozom Rifkina jak na razie nie udało się uruchomić masowej produkcji tego paliwa dzięki energii wiatru i słońca. Nadal jest on wytwarzany głównie z gazu ziemnego, co wiąże się ze znaczną emisją gazów cieplarnianych. A nie o to wszak w rewolucji wodorowej chodzi. Dlatego naukowcy coraz częściej spoglądają w stronę naturalnych zasobów tego pierwiastka. Zamiast go produkować, być może wystarczyłoby sięgnąć po to, co oferuje sama przyroda? Nawiercić ziemię w odpowiednich miejscach i zacząć pozyskiwać wodór, wprawiając nim w ruch także same kopalnie wodorowe?

Pytanie brzmi: Gdzie wiercić? Kto może na nie odpowiedzieć? Oczywiście geolodzy. W „Science Advances” grupa naukowców z Niemiec, Francji i USA wskazuje właśnie najbardziej obiecujące strefy na globie. Ich zdaniem są to niektóre łańcuchy górskie, które wyrosły w ciągu ostatnich kilkunastu milionów lat na Ziemi podczas ruchów górotwórczych zwanych orogenezą alpejską.

Geolog Frank Zwaan z instytutu GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung w Poczdamie i jego współpracownicy za pomocą modeli komputerowych zrekonstruowali przebieg procesów tektonicznych towarzyszących wędrówkom kontynentów (płyt litosfery). Skoncentrowali się na tych momentach z najnowszych dziejów globu, podczas których w wyniku zderzeń płyt litosfery dochodziło do narodzin gór. W takich okresach ruszała tektoniczna winda, która unosiła skały płaszcza Ziemi, zwykle położone na głębokości co najmniej kilkunastu kilometrów. Podczas jazdy w górę wchodziły one w reakcje chemiczne z wodą, a towarzyszyło temu wydzielanie wodoru.

„Model, do którego wprowadziliśmy dane z badań terenowych, wskazał te miejsca na globie, gdzie dziś panują najlepsze warunki do gromadzenia się dużych ilości wodoru w podziemnych rezerwuarach, na przykład w skałach wapiennych. Badania wskazują, że idealnym środowiskiem geologicznym są młode góry, takie jak Alpy, Bałkany, czy Pireneje” – mówi Zwaan. Dodajmy przy okazji, że do gór narodzonych podczas orogenezy alpejskiej należą również Karpaty.

Na koniec, warto wspomnieć o niedawnej publikacji, która ukazała się w tym samym „Science Advances”. W grudniu ubiegłego roku geolodzy amerykańscy Geoffrey Ellis i Sarah Gelman zasoby wodoru potencjalnie nadającego się do wydobycia oszacowali na 5–10 mln ton. Dla porównania, w 2023 r. wyprodukowano na całym świecie ok. 100 t wodoru, a prognozy mówią o zwiększeniu jego produkcji do ok. 500 ton do połowy tego stulecia.