Hidrogenul geologic ar putea deveni o nouă sursă de energie

În adâncurile Pământului ar putea exista o sursă de energie despre care, până nu demult, geologii credeau că nu poate forma zăcăminte exploatabile. Este vorba despre hidrogenul geologic, un gaz produs prin procese naturale în interiorul scoarței terestre și care, în anumite condiții, se poate acumula în subteran.

În prezent, companii din aproape 30 de țări caută astfel de acumulări, în speranța că vor descoperi rezervoare suficient de mari pentru a transforma hidrogenul natural într-o nouă resursă energetică. Interesul este alimentat de estimările potrivit cărora subsolul Pământului ar putea conține cantități uriașe de hidrogen.

Dacă măcar o mică parte din această resursă s-ar dovedi recuperabilă economic, consecințele ar putea fi importante pentru tranziția energetică. Însă între existența hidrogenului în subsol și transformarea lui într-o resursă energetică se află încă numeroase necunoscute.

Pământul produce hidrogen în mod natural

Spre deosebire de hidrogenul produs industrial prin electroliza apei sau prin transformarea combustibililor fosili, hidrogenul geologic apare fără intervenția oamenilor. Unul dintre mecanismele importante implică reacția dintre apa din subsol și roci bogate în fier, precum olivina. În anumite condiții geochimice, aceste reacții pot produce hidrogen molecular.

Un alt mecanism este legat de radioactivitatea naturală. Particulele alfa rezultate din dezintegrarea unor elemente precum uraniul și toriul pot interacționa cu moleculele de apă și pot contribui la formarea hidrogenului.

Hidrogenul astfel produs poate migra prin rocile din subsol. O parte este consumată de microorganisme sau participă la reacții chimice, în timp ce o altă parte poate ajunge spre suprafață. Mult timp, tocmai acest comportament a făcut ca ideea unor mari zăcăminte de hidrogen să pară puțin probabilă.

De ce nu am căutat hidrogenul până acum

Există o ironie în povestea hidrogenului geologic. Oamenii de știință știau de mult timp că anumite procese din interiorul Pământului produc hidrogen, însă nu considerau că acesta s-ar putea acumula în cantități suficient de mari pentru a deveni o resursă energetică. Hidrogenul este o moleculă foarte mică și poate traversa numeroase structuri geologice. În plus, este consumat de microorganisme și de reacții chimice din subsol.

Ipoteza dominantă era, prin urmare, că hidrogenul produs în interiorul Pământului nu are timp să formeze depozite importante: fie este consumat, fie migrează spre suprafață și ajunge în atmosferă.

Această perspectivă a început să se schimbe în 2018, când cercetătorii au publicat informații despre un depozit important de hidrogen descoperit în Mali. Descoperirea a ridicat o întrebare fundamentală: dacă hidrogenul s-a putut acumula acolo, cât de multe astfel de zăcăminte ar putea exista în alte regiuni ale planetei?

Minele oferă o dovadă surprinzătoare

O altă dovadă că hidrogenul poate exista în cantități importante în subsol vine din minele adânci. În anumite exploatări miniere, concentrațiile de hidrogen sunt suficient de mari încât gazul trebuie evacuat pentru a preveni riscurile de explozie. Într-o mină de cromit din Albania, cercetătorii au estimat în 2024 că sunt eliberate cel puțin 200 de tone de hidrogen pe an, una dintre cele mai mari rate naturale de emisie de hidrogen observate până acum.

Astfel de observații schimbă treptat imaginea asupra hidrogenului din scoarța terestră. Nu mai este vorba doar despre cantități microscopice produse accidental, ci despre sisteme geologice capabile să genereze și să transporte cantități considerabile de gaz. Întrebarea esențială este însă dacă aceste procese pot conduce și la formarea unor zăcăminte mari, concentrate și exploatabile economic.

Ar putea hidrogenul natural fi mai ieftin decât hidrogenul produs astăzi

Hidrogenul este considerat de mult timp un posibil element important al tranziției energetice. Problema este costul. Hidrogenul „verde”, produs prin electroliza apei folosind electricitate regenerabilă, poate avea emisii reduse, însă procesul necesită cantități importante de energie și infrastructură. Alte metode de producere a hidrogenului sunt mai ieftine, dar sunt asociate cu emisii de gaze cu efect de seră.

Hidrogenul geologic ar putea schimba această ecuație. Dacă gazul ar putea fi extras direct din subsol, nu ar mai fi nevoie ca apa să fie descompusă industrial pentru fiecare kilogram de hidrogen obținut. În acest scenariu, costurile ar putea fi mult mai apropiate de cele ale exploatării unui combustibil geologic convențional.

Unele estimări sugerează chiar că, dacă o fracțiune suficient de mare din hidrogenul existent în subsol ar putea fi recuperată profitabil, resursa ar putea acoperi necesarul energetic global pentru o perioadă foarte lungă, oferind timp pentru dezvoltarea unor surse de energie complet regenerabile. Însă aceste estimări trebuie privite cu precauție.

Marea necunoscută este cât hidrogen putem extrage

Existența hidrogenului în subsol nu înseamnă automat existența unor „câmpuri de hidrogen” comparabile cu zăcămintele de gaze naturale. Pentru ca o acumulare să devină exploatabilă, trebuie să existe simultan mai multe condiții: o sursă care produce hidrogen, căi prin care gazul poate migra, o structură geologică ce permite acumularea și, foarte important, roci capabile să împiedice scăparea gazului.

Mai există și problema timpului. Hidrogenul geologic nu este neapărat o resursă regenerabilă la scara temporală a civilizației umane. Procesele naturale care îl produc sunt lente, iar rata de formare diferă în funcție de condițiile geologice. În anumite regiuni, consumul natural al hidrogenului poate fi atât de rapid încât acumularea unor cantități mari devine imposibilă.

Cercetătorii trebuie, prin urmare, să afle cât de repede se formează hidrogenul, cum circulă prin rocile subterane, unde se poate concentra și cât timp poate rămâne captiv.

O nouă cursă pentru resursele subterane

În prezent, această incertitudine a declanșat o adevărată cursă pentru explorarea hidrogenului geologic. Companii și echipe de cercetători investighează formațiuni geologice din regiuni precum nordul Canadei, Africa de Est, Australia de Sud și Statele Unite. Unele dintre primele rezultate ale forajelor sunt așteptate să ofere în următoarele luni informații importante despre dimensiunea reală a acestei resurse.

Este o etapă asemănătoare, într-o anumită măsură, cu începuturile explorării petrolului și gazelor: înainte de a construi o industrie, trebuie mai întâi să afli unde se află resursa și dacă poate fi extrasă în cantități suficiente.

Diferența este că, de această dată, miza este găsirea unei surse energetice care ar putea produce energie fără emisiile directe de dioxid de carbon asociate arderii combustibililor fosili. Atunci când hidrogenul este utilizat pentru producerea energiei, produsul rezultat din reacție este apă, nu CO₂.

Un posibil nou capitol al tranziției energetice

Hidrogenul geologic este încă o promisiune, nu o revoluție energetică demonstrată. Există dovezi că Pământul produce hidrogen în mod natural și că acesta poate ajunge să se acumuleze în subsol. Există chiar locuri unde cantități considerabile de gaz sunt eliberate spontan. Însă nimeni nu știe încă dacă aceste exemple reprezintă fenomene izolate sau dacă planeta ascunde numeroase rezervoare suficient de mari pentru o industrie globală.

Răspunsul ar putea veni din forajele care se desfășoară acum în mai multe regiuni ale lumii. Dacă explorările vor demonstra existența unor zăcăminte mari și ușor accesibile, hidrogenul geologic ar putea deveni una dintre cele mai interesante resurse energetice descoperite în ultimele decenii. Dacă nu, entuziasmul actual ar putea rămâne doar un episod fascinant din istoria căutării unor alternative la combustibilii fosili.

În acest moment, cea mai importantă întrebare nu este dacă Pământul produce hidrogen. Știm deja că o face. Întrebarea este cât de mult hidrogen poate ascunde planeta în locuri din care oamenii îl pot extrage.