世界上有煤田、油田、天然气田，但没有氢田。氢和电一样，都是通过其它 能源生产制造出来的，所以是二次能源。长期以来，科学家普遍认为，分子结构最小的氢不可能存在于自然界中。
然而，最近一年，这种认知已经被完全颠覆！地质氢，正从科学的边缘走到清洁能源的舞台中央，海外众多初创公司开始发力。其中最著名的，当属比尔·盖茨投资的科洛马。
在阿尔巴尼亚布尔奇泽矿井下方近1公里处，研究人员发现了一个充满氢气的水池。弗雷德里克·维克多·唐泽和洛朗·特鲁什；来源：《科学》
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《科学》：一场矿井深处的采氢行动
地质氢由连续产生的、天然存在的地下氢沉积物组成，由地球地下岩石与水之间的反应形成。这种存在于地下的氢气，因其地下储量丰富和无碳清洁等优势，也被称为“白氢”或“金氢”。
2月8日，《科学》杂志记者埃里克·汉德撰文指出，研究人员发现了巨大的氢泉，从阿尔巴尼亚的一个深矿井中冒出。尽管开采起来可能并不经济，但这种气体的惊人高流量，可能会引起人们对新兴天然氢领域的兴趣，这是一个被忽视的想法，即地球本身可能是清洁燃烧燃料的来源。
“这些沉积物长期以来一直被石油和天然气行业所忽视，”伍兹霍尔海洋研究所的地球化学家弗里德克莱因介绍， “这正朝着正确的方向发展。”
德克萨斯大学奥斯汀分校能源系统研究员迈克尔·韦伯 (Michael Webber) 表示，今天发表在《科学》杂志上的这一发现的一个要点是，氢似乎比以前想象的更加普遍。“如果你寻找它，你就会找到它，”他说。“这确实可能会扰乱地缘政治，而且会以很多好的方式扰乱地缘政治，因为氢将出现在石油和天然气不存在的地方。”
现在，世界各国政府正在投资数十亿美元，通过使用绿电来制造“绿氢”，其目的是在炼钢、化肥生产以及重型运输等行业取代化石燃料。但如果自然界中存在足够的滞留氢气，从地下自然沉积物中提取氢气成本可能更低。
几十年来，专家们一直持怀疑态度。他们认为这种富含能量且具有反应性的气体要么会被微生物吞噬，要么会化学转化为其他形式。这种观点现在正在改变：古老的观测记录和令人费解的表面渗漏的迹象表明，地壳中可能含有大量的氢。现在，一些初创公司正在世界各地寻找氢矿。
阿尔巴尼亚的布尔奇泽矿，为研究人员提供了在更加受控的环境中进行测量的机会。该矿是世界上最大的铬矿产地之一，位于被称为蛇绿岩的岩石内，蛇绿岩是由致密海洋岩石的构造板块推向陆地而不是陷入地幔时形成的。数千万年前，当非洲与欧洲相撞并封闭了古老的海洋时，阿尔巴尼亚的岩石就被推到了适当的位置。
氢猎人们对蛇绿岩很感兴趣，因为它们含有来自上地幔的富铁岩石。水可以在高温高压下与这些岩石发生反应，产生大量的氢气。据了解，布尔吉泽矿井已发生易燃气体泄漏，该矿自1992年以来已发生过三次大爆炸。
布尔奇泽矿是世界上最大的铬矿产地之一
阿尔卑斯大学的地球化学家洛朗·特鲁什 (Laurent Truche) 和同事进入了矿井并追踪了矿流的来源。
在矿井深处，近一公里处，他们发现了一个翻腾的水池，他们将这个地方称为“按摩浴缸”。特鲁什将头灯照射到气泡上，结果发现气泡中含有84%的氢气，这是一种极其纯净的来源。“我后来意识到我在这个水池里所做的事情非常危险，”他说，“灯根本不防爆，而我就在这个冒泡的泉水上方。”
特鲁什和同事计算出，按摩浴缸本身每年可排出11吨氢气。根据其他竖井和洞穴中的空气样本，他们认为该矿每年总共释放200吨氢气，足以填充10个兴登堡齐柏林飞艇。
斯坦福大学能源科学与工程系研究生、正在研究天然氢的亚西·马图尔 (Yashee Mathur) 表示，这种通量大约比阿曼等其他地方的蛇绿岩记录的通量高1000 倍。
尽管流量很大，但矿井下储存的氢气总量可能并不多。特鲁奇和同事认为，当矿井刺穿含有少量气体的断层带时，氢气排放就开始了。根据对断层带大小的估计，研究人员表示该矿的氢气储量在5000至50,000吨之间。马图尔表示，这可能不值得尝试进行商业利用。
根据美国能源部高级研究项目能源署最近发布的一份天然氢拨款资助公告，勘探者的目标应该是寻找1000万吨以上的氢矿。目前全球 对于氢的需求量约为每年1亿吨。
不过，特鲁什说，氢气流量可能足以在现场收集和使用。“目前（矿场管理者）正在努力摆脱氢气，”他说，“收集这些氢气并将其用于燃气轮机存在可能性。”
更重要的是，该矿的泉水强调了天然氢是真实存在的，而蛇绿岩可能是开始寻找氢的好地方，因为全球各地有大量此类岩石。
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比尔盖茨投了一家地质氢公司
汤姆·达拉（Tom Darrah）教授是Koloma的联合创始人兼俄亥俄州立大学新能源进步与创新中心的首席技术官；来自俄亥俄州立大学
科洛马（Koloma）是一家初创公司，旨在引领一个从天然地下矿藏中提取无碳氢的新行业。该公司刚刚完成一轮2.457亿美元的融资，这将使其在这个发展中的清洁能源领域保持领先于竞争对手的地位。
这家总部位于丹佛的公司在2024年2月9日向美国证券交易委员会提交的文件中披露了这轮融资。在2月8日，该公司获得了美国能源部一项旨在改进刺激地下氢气生产和提取元素燃料的方法的研究经费。
此轮融资由科斯拉风险投资公司 (Khosla Ventures) 领投，包括亚马逊气候承诺基金和联合航空可持续飞行基金的投资。他们与之前的清洁技术支持者（包括比尔·盖茨的Breakthrough Energy Ventures和Energy Impact Partners）一起，将Koloma的总融资金额超过3亿美元。
这家少数人持股的公司去年被《福布斯》杂志曝光，目前正在将其首席技术官兼联合创始人、俄亥俄州立大学地质学家汤姆·达拉 (Tom Darrah) 的广泛研究成果商业化。他花了数年时间研究哪里最有可能发现氢气，以及如何利用石油和天然气行业开发的技术来获取资源。
地质氢公司正在利用石油和天然气行业历史悠久的钻井技术。
达拉介绍，地下氢遍布每一个大陆，可开发规模是深远的。他为Koloma设计的研究实验室最近搬进了俄勒冈州立大学位于哥伦布、耗资 4,930 万美元的能源进步和创新中心，该中心于2023年12月开业。
地质氢的支持者认为，鉴于能够利用长期建立的能源钻探技术，地质氢将被证明是最便宜的形式。
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地质氢：人类绿色能源的未来？
橄榄石矿物，如镁橄榄石，在与地下水相互作用时会产生氢气。图片来源：史密森国家自然历史博物馆/美国地质调查局
美国能源部旗下有一个组织，叫美国能源高级研究计划署 (ARPA-E)。该组织专门投资一些非常早期但极具潜力和影响力的能源技术——特别是一些无法吸引到私人投资者的项目或公司。（这种模式，值得我国的国家绿色基金等等借鉴。）
2023年，美国能源高级研究计划署就拨款2000万美元，用于研究使用地质氢作为绿色燃料。
美国以外，全球范围内均对地质氢加大勘探力度。荷兰这方面的工作始于2019年。该项目用100%氢气为25户住宅供暖，并很快将扩大到550户住宅。澳大利亚已经成立了数十家以氢能为基础的初创企业。
2023年12月初，法国政府批准了该国第一个天然氢勘探计划。法国总统马克龙随后表示，“将提供大量资金探索天然氢的潜力”。
法国的洛林矿池发现高纯度地质氢
法国是天然氢气储量最多的国家之一。为实现2050年政府碳中和目标，法国近年来对氢能源替代化石燃料的可能性，特别是对其在制造和运输领域的关注度日益提高。2023年5月，法国洛林地区又意外发现大量天然氢矿藏。该矿床可能含有600万至2.5亿吨氢，是迄今为止发现的最大的此类矿藏之一。
法国能源转型部表示，目前共收到6个勘探天然氢矿床的申请，另5个申请在审查阶段。此次获批的是TBH2Aquitaine公司在法国西南部比利牛斯-大西洋省的勘探申请，勘探地区面积约225平方公里。预计获得下一轮许可后，该企业将于2到3年后正式开始钻探。
地质氢为何在一夜之间变得如此热门呢？
2012年，西非国家马里，一个有着数十年历史的钻孔被发现持续泄漏98%的氢气。这一发现得到了马里富商 Aliou Diallo 的证实，他后来在《国际氢能杂志》上发表了 2018 年关于地球上存在氢沉积的可能性的论文。这再次引发了关于氢燃料潜力的长期争论。美国地质调查局的杰弗里·埃利斯估计，截至2022 年，地球内大约存在25 亿吨稳定的氢，“存在大量被忽视的氢气”。
现在，马里已经成功实现利用天然氢发电，盈亏平衡成本为0.5~0.7美元，为全球天然氢商业开发提供了参考范例。
美国政府的计划并不只是开采，而是通过加速地质氢的形成来产生更多的地质氢。例如，水和富含铁的矿物（例如地幔中的橄榄石）之间会发生一种称为蛇纹石化的高温反应，氧化铁并释放氢气。向地下抽更多的水可以产生更多的氢——被称为“橙色”氢（指氧化铁的颜色）。
很遗憾的是，目前我国境内尚未有地质氢的发现。不过，我国具备天然氢存在的地质条件，也存在与世界各地发现天然氢区域特征近似的地形。例如，江苏盘石山的蛇纹石化作用区域、扶余— 肇东、滨州、呼兰河等断裂的断层区域、煤盆地、温泉区域等。另外，中国的沉积盆地、构造活跃区域及大陆裂谷地区具备发育高含量氢气的地质条件，例如渤海湾盆地、渭河断陷等。
