الصدفة تقود فريق فرنسي لاكتشاف أكبر مستودع للهيدروجين الأبيض في العالم.. التركيز 14% على عمق 1100 متر
بين الحين والآخر، في العلم، يصادف المرء شيئًا لم يكن يبحث عنه، في بعض الأحيان، يكون هذا الاكتشاف ذا قيمة أكبر مما كان عليه في الأصل، نسميها الصدفة.
هذا ما حدث عندما تم فحص باطن الأرض في لورين، جنوب شرق فرنسا، وتم العثور على رواسب محتملة للهيدروجين الأبيض الموجود بشكل طبيعي.
وفي باطن الأرض في هذه المنطقة، التي لا تزال متأثرة بشدة بتراجع التصنيع، يمكن إخفاء ما لا يقل عن أكبر إمدادات معروفة من الغاز في العالم حتى الآن.
من مهمة الميثان إلى اكتشاف الهيدروجين
كشف كل من جاك بيرونون، وفيليب دي دوناتو، مديرا الأبحاث في المركز الوطني للأبحاث العلمية، جامعة لورين بفرنسا والمركز الوطني الفرنسي للبحث العلمي، أن معظم اكتشافات الهيدروجين الأبيض تم إجراؤها عن طريق الصدفة من قبل الجيولوجيين أثناء بحثهم عن الوقود الأحفوري، وهذا ما حدث معهما فلم يكونا استثناءً.
كان فريقهم قد شرع في تقييم مستوى غاز الميثان في باطن التربة في لورين، من أجل تقدير الكمية الإجمالية الموجودة ومعرفة ما إذا كان الإنتاج المحلي قابلاً للتطبيق، ولتحقيق هذا الهدف، كانا بحاجة إلى تطوير تقنية جديدة لسبر التكوينات الصخرية في الموقع وبشكل مستمر من العصر الكربوني، وهو العصر الجيولوجي من 359 إلى 299 مليون سنة مضت.
كان هذا ممكنًا إلى حد كبير بفضل تطوير مسبار SysMoG، بالتعاون مع شركة Solexperts، وهي أداة أتاحت للفريق البحثي تحليل الغاز المذاب في الماء في التكوينات الصخرية التي يصل عمقها إلى 1200 متر مع احترام البيئة: وهي الأولى من نوعها في العالم.
46 مليون طن من الهيدروجين الأبيض
وبعد الرصد الكيميائي للطبقات الصخرية ورواسب الميثان المصاحبة لها، فوجئوا بوجود نسبة عالية من الهيدروجين، وأن تركيزه زاد مع نزولهم إلى 20% على عمق 1250 متراً. وسمحت لهم هذه المستويات بالتكهن بأنه على عمق 3000 متر تحت الأرض، يمكن أن يتجاوز محتوى الهيدروجين 90%.
وعلى أساس بيانات الغاز الموجودة على عمق 1100 متر تحت الأرض (14% هيدروجين)، يمكن أن يحتوي مخزون لورين على ما يصل إلى 46 مليون طن من الهيدروجين الأبيض، وهو ما يعني أكثر من نصف الإنتاج السنوي الحالي في العالم من الهيدروجين الرمادي.
ويأتي هذا بالإضافة إلى احتياطيات الهيدروجين الأبيض المحتملة الأخرى في فرنسا والتي يتم استكشافها حاليًا في جبال الألب وكاليدونيا الجديدة وجبال البيرينيه.
وجنبا إلى جنب مع حقل اللورين، يمكن لهذه الموارد أن تمكن فرنسا من إنتاج ثلاثة ملايين طن من الغاز سنويا، ويمكن أن توجد رواسب أخرى غير مستغلة في الولايات المتحدة وأستراليا وأماكن أخرى في أوروبا، بما في ذلك إسبانيا وألمانيا وكوسوفو وأيسلندا وفنلندا والسويد وبولندا وصربيا والنرويج وأوكرانيا وروسيا وكازاخستان.
تم إطلاق البئر في بوراكيبوجو، غرب مالي، في عام 2014، ولا يزال الموقع الوحيد المستغل للهيدروجين الأبيض في العالم.
ومع ذلك، فإن إنتاجها، الذي يبلغ حوالي 5 أطنان سنويًا، يتضاءل مقارنةً بإنتاج الهيدروجين الرمادي العالمي المقدر بـ 80 مليون طن سنويًا.
الألوان المختلفة للهيدروجين
تشير “ألوان” الهيدروجين إلى العملية التي يتم من خلالها إنتاجها. للتذكير، الهيدروجين هو غاز يوجد في أغلب الأحيان في مركبات مع عناصر أخرى، على سبيل المثال في الماء والوقود الأحفوري.
يشير الهيدروجين الرمادي إلى الهيدروجين المنتج في المصنع عن طريق معالجة الغاز الطبيعي. وهو حاليا المصدر الرئيسي للهيدروجين المستخدم في الطاقة ، ويجذب الانتقادات بسبب كمية ثاني أكسيد الكربون المنبعثة أثناء الإنتاج.
يتكون الهيدروجين الأسود من الفحم، بينما يأتي الهيدروجين الأخضر من التحليل الكهربائي للمياه باستخدام الكهرباء المولدة من مصادر متجددة.
كل هذه الأنواع من الهيدروجين هي ما يسمى الأشكال الثانوية للطاقة.
الهيدروجين الأبيض، وهو ما يهمنا هنا، هو الهيدروجين الموجود بالفعل في تلك الحالة في الطبيعة، ولذلك فهو مصدر الطاقة الأساسي.
الخطوة التالية: الحفر إلى عمق 3000 متر
يوفر الإمداد المحتمل المتاح مباشرة من الهيدروجين الأبيض ميزة كبيرة تتمثل في عدم الحاجة إلى مدخلات طاقة إضافية يتم تصنيعها من غازات/مواد أخرى، وهذا أيضًا مدعاة للإثارة، لأن النظرية التي نميل إليها حاليًا لتفسير وجود الهيدروجين تحت لورين قد تشير إلى وجود إمدادات لا حصر لها تقريبًا من هذا الغاز.
عندما يتعلق الأمر باستخراج مثل هذا العرض، قد يبدو الأمر طويلاً، لكن الطريق للوصول إلى هناك قد تم رسمه جيدًا بالفعل، نحتاج أولاً إلى إثبات أن الهيدروجين موزع بالتساوي في حوض مساحته 490 كيلومترًا مربعًا، وللقيام بذلك، تتضمن المرحلة التالية نشر مسبار SysMoG في الآبار القريبة من الحفرة الموجودة في Folschviller حيث اكتشفنا وجود الهيدروجين، ثم يتم تبين أن تركيز الهيدروجين يستمر في النمو على أعماق أكبر من 1200 متر.
للأسف، لا توجد أي آبار في منطقة لورين تسمح للباحثين بإرسال مسبار على هذا العمق، ويقترح الباحثان إجراء حفريات عميقة (إلى عمق 3000 متر) لإثبات أن تركيز الهيدروجين ينمو بالفعل أثناء النزول، إذا كان الأمر كذلك، فسيتأكد وجود مخزون استثنائي من الهيدروجين الموجود طبيعيًا، أكبر من أي مخزون تم اكتشافه في أي مكان آخر، ويمكن إجراء تقدير واقعي أولي لحجمه.
وقال الباحثان عبر موقع المنتدى الاقتصادي العالمي أن المشروع يموله عدد من الشركاء التجاريين والمؤسساتيين الفرنسيين والدوليين. ويبقى علينا إقناع الدولة الفرنسية بقيمة هذه المبادرة، حتى نحصل في النهاية على التراخيص اللازمة، بمجرد اتخاذ جميع الخطوات، سيتم تنفيذ العمل من خلال برنامجنا البحثي REGALOR II، والذي نأمل أن نبدأه في الربع الأول من عام 2024، والذي يجب أن يستمر لمدة تصل إلى 3-4 سنوات.
ولا يزال الهيدروجين يثير مخاوف غير عقلانية
لا يزال من الممكن أن يشعر عامة الناس بالقلق من الهيدروجين، ولا سيما كبار السن الذين نشأوا مع صور منطاد زيبلين LZ129: هيندنبورغ. اشتعلت النيران في هذا المنطاد الذي يعمل بالهيدروجين عند هبوطه في عام 1937، مما ترك علامة لا تمحى على التصورات الشعبية للغاز، لا يمكن إنكار أن الهيدروجين، مثل جميع غازات الوقود الأحفوري، قابل للاشتعال.
ويمكن أن يشكل مركبات متطايرة عندما يزيد تركيزه في الهواء عن 4%، ومع ذلك، لا يوجد خطر من انفجاره تحت الأرض في التكوينات الصخرية الكربونية في لورين، لأنه لا يوجد أي أكسجين يمكن أن يتحد معه، أحد التحديات التي تواجه استخراج الهيدروجين المحتمل في المستقبل هنا سوف ينطوي على تجنب أي اتصال بين الهيدروجين والأكسجين في الهواء، من خلال عمليات الفصل والتوزيع.
فالهيدروجين هو غاز خفيف، يتسرب من خلال أصغر فجوة أو ببساطة عن طريق الترشيح من خلال مادة أخرى.
وهذه الخاصية هي التي تفسر صعوبات تخزينها لفترة طويلة، لكن التعامل مع الهيدروجين أمر شائع، في كل من الصناعة والنقل، وكانت المخاطر تحت السيطرة لفترة طويلة.
