دراسة: جزء بسيط من الهيدروجين المختبئ تحت سطح الأرض قد يمد الأرض بالطاقة لـ200 عام

توقعت دراسة صادرة من  هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية، أنه المرجح أن تكون تريليونات الأطنان من غاز الهيدروجين مدفونة في الصخور والخزانات تحت سطح الأرض، لكن الباحثين غير متأكدين من مكان وجودها حتى الآن.

وذكرت الدراسة أن جبل من الهيدروجين يختبئ  تحت سطح الأرض، ويقول العلماء إن جزءًا صغيرًا منه قد يكسر اعتمادنا على الوقود الأحفوري لمدة 200 عام.

وتشير الأبحاث الجديدة إلى أن الكوكب يحتوي على حوالي 6.2 تريليون طن (5.6 تريليون طن متري) من الهيدروجين في الصخور والخزانات الجوفية، وهذا يعادل حوالي 26 ضعف كمية النفط المعروفة المتبقية في الأرض (1.6 تريليون برميل، يزن كل منها حوالي 0.15 طن) - لكن مكان وجود مخزونات الهيدروجين هذه لا يزال غير معروف.

ويعتقد الباحثون أن معظم الهيدروجين من المحتمل أن يكون عميقًا جدًا أو بعيدًا جدًا عن الشاطئ بحيث لا يمكن الوصول إليه، وربما تكون بعض الاحتياطيات صغيرة جدًا بحيث لا يمكن استخراجها بطريقة منطقية اقتصاديًا.

ومع ذلك، تشير النتائج إلى أن هناك ما يكفي من الهيدروجين، حتى مع هذه القيود، كما أخبر جيفري إليس ، عالم كيمياء البترول في هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية (USGS) والمؤلف الرئيسي للدراسة الجديدة .

الهيدروجين هو مصدر للطاقة النظيفة التي يمكن أن تزود المركبات بالوقود، وتشغل العمليات الصناعية، وتولد الكهرباء ، وقال إليس إن 2% فقط من مخزونات الهيدروجين التي وجدتها الدراسة، أي ما يعادل 124 مليار طن (112 مليار طن متري) من الغاز، "ستوفر كل الهيدروجين الذي نحتاجه للوصول إلى صافي صفر [كربون] لبضع مئات من السنين".

ولتقدير كمية الهيدروجين الموجودة داخل الأرض، استخدم الباحثون نموذجًا يأخذ في الاعتبار معدل إنتاج الغاز تحت الأرض، والكمية التي من المرجح أن يتم احتجازها في الخزانات، والكمية المفقودة من خلال عمليات مختلفة، مثل التسرب من الصخور إلى الغلاف الجوي.

وقال إليس إن الهيدروجين ينشأ من خلال تفاعلات كيميائية في الصخور، وأبسطها تفاعل يقسم الماء إلى هيدروجين وأكسجين. وأضاف: "هناك في الواقع عشرات العمليات الطبيعية القادرة على توليد الهيدروجين، لكن معظمها تولد كميات صغيرة للغاية".

حتى وقت قريب، لم يدرك الباحثون أن الهيدروجين يتراكم تحت سطح الأرض، ولكن عندما اكتشف العلماء مخزونًا ضخمًا من الهيدروجين في غرب إفريقيا ، ثم مخزونًا آخر في منجم كروم في ألبانيا تغير هذا النموذج. فمن الواضح الآن أن الهيدروجين يتراكم في خزانات في الأرض، وتشير الدراسة الجديدة إلى أن بعض هذه التراكمات قد تكون كبيرة الحجم.

وقال إليس: "لقد فوجئت بأن النتائج كانت أكبر مما كنت أتوقعه والخلاصة هي أن هناك الكثير هناك".

ولكن من المهم أن نلاحظ أن هناك حالة من عدم اليقين الهائلة تحيط بهذه النتائج، كما قال، حيث أظهر النموذج أنه قد يكون هناك ما بين مليار إلى 10 تريليون طن من الهيدروجين هناك. (القيمة الأكثر احتمالا، استنادا إلى افتراضات النموذج، كانت 6.2 تريليون طن).

ومن المتوقع أن يشكل الهيدروجين ما يصل إلى 30% من إمدادات الطاقة المستقبلية في بعض القطاعات، ومن المتوقع أن يرتفع الطلب العالمي عليه خمسة أضعاف بحلول عام 2050، و يتم إنتاج الغاز بشكل مصطنع من خلال التحليل الكهربائي للماء، حيث يتم تكسير جزيئات الماء بالتيارات الكهربائية ، عند استخدام الطاقة المتجددة، يُطلق على المنتج اسم "الهيدروجين الأخضر"، وعند استخدام الوقود الأحفوري، يُعرف باسم "الهيدروجين الأزرق".

وتتمثل فوائد استغلال الهيدروجين الطبيعي في أنه لا يتطلب مصدرًا للطاقة لإنتاجه، ويمكن للخزانات الجوفية أن تخزن الغاز حتى الحاجة إليه ، ويقول إليس: "لا داعي للقلق بشأن التخزين، وهو أمر يحدث مع الهيدروجين الأزرق أو الهيدروجين الأخضر إذ تريد إنتاجه عندما تكون الكهرباء رخيصة ثم يتعين عليك تخزينه في مكان ما"، أما مع الهيدروجين الطبيعي، "فيمكنك ببساطة فتح صمام وإغلاقه متى احتجت إليه".

والسؤال الكبير الذي يظل مطروحا هو أين يقع كل هذا الهيدروجين بالضبط، وهو ما سيؤثر على إمكانية الوصول إليه ، وقال إليس وزملاؤه إنهم يحرزون تقدما كبيرا نحو تضييق المعايير الجيولوجية اللازمة لتشكيل تراكمات تحت الأرض، وقد تنشر النتائج بالنسبة للولايات المتحدة في أوائل العام المقبل.