นักวิทยาศาสตร์วัดการปล่อยไฮโดรเจนสีขาวในหินโบราณของโล่แคนาดา

นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยโตรอนโตและออตตาวาได้ตรวจวัดการปล่อยไฮโดรเจนสีขาวในหินโบราณจากแคนาเดียนชีลด์โดยตรง การศึกษานี้ระบุถึงการไหลอย่างต่อเนื่องของก๊าซในบ่อน้ำของเหมืองที่ดำเนินการอยู่ ผลลัพธ์ถูกตีพิมพ์ในวารสาร Proceedings of the National Academy of Sciences

การก่อตัวทางธรณีวิทยาเป็นที่ตั้งของหินที่เก่าแก่ที่สุดในโลก นักวิจัยติดตามการสะสมและการปล่อยก๊าซเป็นเวลานาน ปริมาณที่บันทึกไว้บ่งบอกถึงศักยภาพในการใช้เป็นแหล่งพลังงานสะอาด

การวัดโดยตรงเผยให้เห็นการไหลของไฮโดรเจนที่ยั่งยืน

ทีมงานเก็บตัวอย่างจากหลุมเจาะ 35 หลุมที่เหมืองใกล้เมืองทิมมินส์ รัฐออนแทรีโอ แต่ละหลุมปล่อยไฮโดรเจนเฉลี่ย 0.008 ตันต่อปี ซึ่งเทียบเท่ากับประมาณแปดกิโลกรัม ซึ่งเป็นน้ำหนักโดยประมาณของแบตเตอรี่รถยนต์ทั่วไป

แก๊สยังคงออกมาอย่างเสถียรมานานกว่าสิบปี Barbara Sherwood Lollar ศาสตราจารย์แห่งมหาวิทยาลัยโตรอนโตและผู้เขียนนำ เป็นผู้นำงานนี้ร่วมกับ Oliver Warr จากมหาวิทยาลัยออตตาวา การวิเคราะห์ยืนยันว่าไฮโดรเจนสะสมตามธรรมชาติที่ระดับความลึก

• เวลส์วิเคราะห์ได้ลึกถึง 2.9 กิโลเมตร
• ปล่อยเฉลี่ย 8 กิโลกรัมต่อหลุมต่อปี
• ศักยภาพในการไหลคงอยู่เป็นเวลาสิบปีหรือมากกว่านั้น
• หินมีอายุนับพันล้านปีก่อน

นี่เป็นการวัดไฮโดรเจนสีขาวโดยตรงในระยะยาวครั้งแรกในการก่อตัวทวีปโบราณ ก่อนหน้านั้น หัวข้อนี้ส่วนใหญ่เป็นที่สนใจของนักจุลชีววิทยาที่ศึกษาชีวิตใต้ดิน

ไฮโดรเจนสีขาวก่อตัวในหินได้อย่างไร

ปฏิกิริยาเคมีระหว่างน้ำกับแร่ธาตุที่มีธาตุเหล็กสูงจะทำให้เกิดก๊าซที่ระดับความลึก กระบวนการนี้เกิดขึ้นโดยไม่มีการแทรกแซงของมนุษย์ ต่างจากไฮโดรเจนสีเขียวตรงที่ไม่ต้องการไฟฟ้าจากแหล่งหมุนเวียนเพื่อการผลิต

โล่แคนาดาครอบคลุมพื้นที่ประมาณครึ่งหนึ่งของแคนาดา ประกอบด้วยหินจากยุคพรีแคมเบรียน โครงสร้างเหล่านี้ยังเป็นแหล่งสะสมของนิกเกิล ทองแดง และเพชรอีกด้วย ความใกล้ชิดกับเหมืองที่มีอยู่สามารถลดต้นทุนโครงสร้างพื้นฐานสำหรับการสกัดในอนาคต

การศึกษานี้จับคู่ความเข้มข้นของก๊าซและติดตามการสะสมของมันเมื่อเวลาผ่านไป ผลลัพธ์บ่งชี้ว่าปรากฏการณ์นี้ไม่ได้ตรงต่อเวลา อาจทำซ้ำในพื้นที่อื่นที่มีส่วนประกอบของหินคล้ายคลึงกัน

ข้อได้เปรียบทางเศรษฐกิจและสิ่งแวดล้อมของทรัพยากรธรรมชาติ

ไฮโดรเจนสีขาวเกิดขึ้นโดยตรงจากเปลือกโลก ดังนั้นต้นทุนจึงมีแนวโน้มที่จะต่ำกว่ารุ่นที่ผลิตในภาคอุตสาหกรรม มีการใช้อยู่แล้วในปัจจุบันในการผลิตแอมโมเนียสำหรับปุ๋ย ในการกลั่นปิโตรเลียม และในอุตสาหกรรมเหล็ก

การนำไปใช้ในวงกว้างสามารถลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในภาคส่วนต่างๆ ที่ยากต่อการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอน ประเทศที่มีการก่อตัวทางธรณีวิทยาโบราณ เช่น แคนาดา ได้รับทางเลือกด้านพลังงานภายในประเทศ ซึ่งจะช่วยลดการพึ่งพาการนำเข้าเชื้อเพลิงฟอสซิล

Sherwood Lollar เน้นย้ำว่าทรัพยากรดังกล่าวเปิดโอกาสให้มีพลังงานที่ผลิตในท้องถิ่นในราคาที่เอื้อมถึง การวิจัยปูทางไปสู่การสำรวจไฮโดรเจนธรรมชาติในส่วนต่างๆ ของโลกในวงกว้าง

ศักยภาพในการประยุกต์ในเหมืองและชุมชนท้องถิ่น

เหมืองในแคนาดาหลายแห่งตั้งอยู่บนโขดหินในเดอะชีลด์โดยตรง การทับซ้อนกันนี้ช่วยให้สามารถใช้แก๊สได้สะดวก ไฮโดรเจนที่ปล่อยออกมาสามารถป้อนความต้องการพลังงานส่วนหนึ่งสำหรับการดำเนินงานของบริษัทเองหรือในพื้นที่ใกล้เคียง

การคำนวณเบื้องต้นที่ไซต์งานแห่งเดียวชี้ไปที่หลายสิบตันต่อปีเมื่อคาดการณ์ไปยังปล่องเหมืองทั้งหมด พลังงานเทียบเท่าถึงหลายล้านกิโลวัตต์-ชั่วโมงต่อปี ปริมาณนี้สามารถจ่ายไฟให้กับบ้านหลายร้อยหลังได้

ยังคงจำเป็นต้องมีความก้าวหน้าในเทคโนโลยีการบันทึกและพื้นที่จัดเก็บข้อมูลที่ปลอดภัย ผู้เชี่ยวชาญประเมินความมีชีวิตทางเศรษฐกิจในสถานการณ์ต่างๆ การศึกษาในโตรอนโตและออตตาวาให้ข้อมูลที่เป็นรูปธรรมสำหรับการวิเคราะห์เหล่านี้

บริบททั่วโลกของการค้นหาไฮโดรเจนธรรมชาติ

หลายประเทศเริ่มสำรวจแร่ไฮโดรเจนทางธรณีวิทยาในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การค้นพบก่อนหน้านี้เกิดขึ้นในออสเตรเลีย สหรัฐอเมริกา ฝรั่งเศส และมาลี ปัจจุบันแคนาดามีส่วนช่วยในการตรวจวัดหินเก่าแก่อย่างแม่นยำ

ไฮโดรเจนสีขาวเรียกอีกอย่างว่าไฮโดรเจนสีทองหรือทางธรณีวิทยา เป็นการเพิ่มตัวเลือกคาร์บอนต่ำสำหรับการเปลี่ยนแปลงพลังงาน ต่างจากแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่ไม่ต่อเนื่อง การไหลใต้ดินมีแนวโน้มที่จะคงที่มากกว่า

งานวิจัยที่ตีพิมพ์เมื่อวันที่ 18 พฤษภาคม พ.ศ. 2569 ตอกย้ำความสนใจทางวิทยาศาสตร์ในหัวข้อนี้ ทีมต่างๆ ยังคงสร้างแผนผังรูปแบบที่คล้ายกันในทวีปอื่นๆ วัตถุประสงค์คือเพื่อให้เข้าใจถึงศักยภาพที่แท้จริงของทรัพยากรได้ดีขึ้น