عندما ذهب عالمان للبحث عن الوقود الأحفوري تحت الأرض في شمال شرق فرنسا، لم يتوقعا اكتشاف شيء يمكن أن يزيد الجهود المبذولة لمعالجة أزمة المناخ.
وكان جاك بيرونون وفيليب دي دوناتو، وكلاهما مديرا الأبحاث في المركز الوطني الفرنسي للبحث العلمي، يقومان بتقييم كمية الميثان في باطن الأرض في حوض لورين للتعدين باستخدام مسبار متخصص “الأول من نوعه في العالم”، قادر على تحليل الغازات الذائبة في الماء. من التكوينات الصخرية في أعماق الأرض.
وعلى عمق بضع مئات من الأمتار، وجد المسبار تركيزات منخفضة من الهيدروجين. وقال بيرونون لشبكة CNN: “لم تكن هذه مفاجأة حقيقية بالنسبة لنا”. ومن الشائع العثور على كميات صغيرة بالقرب من سطح البئر. ولكن مع تعمق المسبار، زاد التركيز. وعلى عمق 1100 متر، كانت النسبة 14%، وعلى عمق 1250 مترًا كانت 20%.
وقال بيرونون إن هذا كان مفاجئا. وأشار إلى وجود خزان كبير من الهيدروجين تحتها. لقد أجروا حسابات وقدروا أن الرواسب يمكن أن تحتوي على ما بين 6 ملايين و250 مليون طن متري من الهيدروجين.
وقال بيرونون إن ذلك قد يجعله أحد أكبر رواسب “الهيدروجين الأبيض” المكتشفة على الإطلاق. وقد ساعد هذا الاكتشاف في تغذية الاهتمام المحموم بالفعل بالغاز.
الهيدروجين الأبيض – الذي يشار إليه أيضًا بالهيدروجين “الطبيعي” أو “الذهبي” أو “الجيولوجي” – يتم إنتاجه بشكل طبيعي أو وجوده في القشرة الأرضية، وقد أصبح بمثابة الكأس المقدسة للمناخ.
ينتج الهيدروجين الماء فقط عند حرقه، مما يجعله جذابًا للغاية كمصدر محتمل للطاقة النظيفة لصناعات مثل الطيران والشحن وصناعة الصلب التي تحتاج إلى قدر كبير من الطاقة يكاد يكون من المستحيل توفيرها من خلال مصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح.
ولكن في حين أن الهيدروجين هو العنصر الأكثر وفرة في الكون، إلا أنه يوجد بشكل عام مع جزيئات أخرى. حاليًا، يتم إنتاج الهيدروجين التجاري في عملية كثيفة الاستهلاك للطاقة مدعومة بالكامل تقريبًا بالوقود الأحفوري.
يتم استخدام قوس قزح من الألوان كاختصار لأنواع مختلفة من الهيدروجين. اللون “الرمادي” مصنوع من غاز الميثان، واللون “البني” مصنوع من الفحم. الهيدروجين “الأزرق” هو نفس الهيدروجين الرمادي، لكن التلوث الناتج عن تسخين الكوكب يتم التقاطه قبل دخوله إلى الغلاف الجوي.
إن الهيدروجين “الأخضر” الأكثر واعدة من منظور المناخ، والذي يتم تصنيعه باستخدام الطاقة المتجددة لتقسيم المياه. ومع ذلك، يظل الإنتاج صغير الحجم ومكلفًا.
ولهذا السبب، تزايد الاهتمام بالهيدروجين الأبيض، وهو مصدر محتمل وفير وغير مستغل للطاقة النظيفة، خلال السنوات القليلة الماضية.
“لم نبحث في الأماكن الصحيحة”
وقال جيفري إليس، عالم الكيمياء الجيولوجية في هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية: “لو سألتني قبل أربع سنوات عن رأيي في الهيدروجين الطبيعي، لقلت لك: “أوه، إنه غير موجود”. وقال: “الهيدروجين موجود هناك، ونحن نعلم أنه موجود”، لكن العلماء يعتقدون أن تراكماته الكبيرة غير ممكنة.
ثم اكتشف أمر مالي. يمكن القول إن الدافع وراء الاهتمام الحالي بالهيدروجين الأبيض يمكن إرجاعه إلى هذه الدولة الواقعة في غرب إفريقيا.
في عام 1987، في قرية بوراكيبوغو، أصيب أحد الحفارين بحروق بعد انفجار بئر مياه بشكل غير متوقع بينما كان ينحني على حافته بينما كان يدخن سيجارة.
وسرعان ما تم سد البئر وتركه حتى عام 2011، عندما تم فصله من قبل شركة للنفط والغاز، وتبين أنه ينتج غازًا يحتوي على 98٪ من الهيدروجين. تم استخدام الهيدروجين لتشغيل القرية، وبعد مرور أكثر من عقد من الزمن، لا يزال ينتج الهيدروجين.
وعندما صدرت دراسة عن البئر في عام 2018، لفتت انتباه المجتمع العلمي، بما في ذلك إليس. وكان رد فعله الأولي هو أنه لا بد أن يكون هناك خطأ ما في البحث، “لأننا نعلم أن هذا لا يمكن أن يحدث”.
ثم ضرب الوباء وكان لديه الوقت الكافي لبدء الحفر. وكلما قرأ أكثر، أدرك أكثر “أننا لم نبحث عنه، ولم نبحث في الأماكن الصحيحة”.
تعتبر الاكتشافات الأخيرة مثيرة بالنسبة لإيليس، الذي يعمل كخبير في جيوكيمياء البترول منذ الثمانينيات. وشهد النمو السريع لصناعة الغاز الصخري في الولايات المتحدة، والتي أحدثت ثورة في سوق الطاقة. وقال: “الآن، نحن هنا فيما أعتقد أنه ربما ثورة ثانية”.
وتوافق إيزابيل موريتي، الباحثة العلمية في جامعة باو إي دي باي دو لادور وجامعة السوربون وخبيرة الهيدروجين الأبيض، على أن الهيدروجين الأبيض “واعد للغاية”.
وقالت لشبكة CNN: “السؤال الآن لم يعد يتعلق بالموارد… بل أين يمكن العثور على احتياطيات اقتصادية كبيرة”.
عدد كبير من الشركات الناشئة
تولد العشرات من العمليات الهيدروجين الأبيض، لكن لا يزال هناك بعض عدم اليقين بشأن كيفية تشكل الرواسب الطبيعية الكبيرة.
يميل الجيولوجيون إلى التركيز على “التحلل الإشعاعي”، حيث يتفاعل الماء مع الصخور الغنية بالحديد لإنتاج الهيدروجين، و”التحلل الإشعاعي”، وهو انهيار جزيئات الماء بسبب الإشعاع.
تم العثور على رواسب الهيدروجين الأبيض في جميع أنحاء العالم، بما في ذلك الولايات المتحدة وأوروبا الشرقية وروسيا وأستراليا وعمان، وكذلك فرنسا ومالي.
وقد تم اكتشاف بعضها عن طريق الصدفة، والبعض الآخر عن طريق البحث عن أدلة مثل المعالم الموجودة في المناظر الطبيعية والتي يشار إليها أحيانًا باسم “الدوائر الخيالية” – وهي منخفضات ضحلة بيضاوية الشكل يمكن أن تسرب الهيدروجين.
ويقدر إليس أنه من الممكن أن يكون هناك عشرات المليارات من الأطنان من الهيدروجين الأبيض على مستوى العالم. وأضاف أن هذا سيكون أكثر بكثير من 100 مليون طن سنويًا من الهيدروجين الذي يتم إنتاجه حاليًا و500 مليون طن من المتوقع إنتاجها سنويًا بحلول عام 2050.
وقال: “من المؤكد تقريبًا أن معظم هذا سيكون في تراكمات صغيرة جدًا أو بعيدًا جدًا عن الشاطئ، أو على عمق كبير جدًا بحيث لا يكون إنتاجه اقتصاديًا في الواقع”. وأضاف أنه إذا أمكن العثور على 1% فقط وإنتاجها، فإنها ستوفر 500 مليون طن من الهيدروجين لمدة 200 عام.
إنه احتمال محير لعدد كبير من الشركات الناشئة.
وتقوم شركة Gold Hydrogen ومقرها أستراليا بالتنقيب حاليًا في شبه جزيرة يورك في جنوب أستراليا. واستهدفت تلك البقعة بعد البحث في أرشيفات الولاية واكتشاف أنه في العشرينيات من القرن الماضي، تم حفر عدد من الآبار هناك والتي تحتوي على تركيزات عالية جدًا من الهيدروجين. لقد تخلى عنها المنقبون، الذين كانوا مهتمين فقط بالوقود الأحفوري.
وقال نيل ماكدونالد، المدير الإداري: “نحن متحمسون للغاية لما نراه”. وقال لشبكة CNN إن هناك المزيد من الاختبارات والحفر التي يتعين القيام بها، لكن الشركة يمكن أن تدخل الإنتاج المبكر ربما في أواخر عام 2024.
تشهد بعض الشركات الناشئة استثمارات مذهلة. حصلت شركة كولوما، وهي شركة ناشئة تعمل بالهيدروجين الأبيض ومقرها دنفر، على 91 مليون دولار من المستثمرين، بما في ذلك شركة الاستثمار بريكثرو إنيرجي فينتشرز التي أسسها بيل جيتس – على الرغم من أن الشركة لا تزال ملتزمة الصمت بشأن المكان الذي تقوم فيه بالحفر في الولايات المتحدة ومتى يتم الحفر. تهدف للتسويق.
أكملت شركة أخرى مقرها دنفر، وهي شركة Natural Hydrogen Energy، التي أسسها عالم الكيمياء الجيولوجية فياتشيسلاف زغونيك، حفر بئر هيدروجين استكشافي في نبراسكا في عام 2019 ولديها خطط لآبار جديدة. وقال زغونيك لشبكة CNN إن العالم “قريب جدًا من المشاريع التجارية الأولى”.
وقال: “الهيدروجين الطبيعي هو الحل الذي سيسمح لنا بالاسراع” في العمل المناخي.
من الضجيج إلى الواقع
ويتمثل التحدي الذي يواجه هذه الشركات والعلماء في ترجمة الوعد الافتراضي إلى واقع تجاري.
وقال إليس: “قد تكون هناك فترة من العقود حيث يكون هناك الكثير من التجربة والخطأ والبدايات الخاطئة”. لكن السرعة أمر حيوي. “إذا كان الأمر سيستغرق 200 عام لتطوير هذا المورد، فلن يكون لذلك فائدة كبيرة حقًا”.
لكن العديد من الشركات الناشئة متفائلة. ويتوقع البعض سنوات، وليس عقودا، للتسويق. وقال زغونيك: “لدينا كل التكنولوجيا اللازمة التي نحتاجها، مع بعض التعديلات الطفيفة”.
لا تزال هناك تحديات. في بعض البلدان، تشكل اللوائح التنظيمية عائقًا. التكاليف تحتاج أيضا إلى العمل بها. ووفقاً للحسابات المستندة إلى بئر مالي، قد يتكلف إنتاج الهيدروجين الأبيض نحو دولار واحد للكيلوغرام الواحد ــ مقارنة بحوالي 6 دولارات للكيلوغرام الواحد من الهيدروجين الأخضر. لكن الهيدروجين الأبيض يمكن أن يصبح أكثر تكلفة بسرعة إذا تطلبت الرواسب الكبيرة حفرًا أعمق.
وبالعودة إلى حوض اللورين، فإن الخطوات التالية التي اتخذها بيرونون ودي دوناتو هي الحفر إلى عمق 3000 متر للحصول على فكرة أوضح عن كمية الهيدروجين الأبيض الموجودة بالضبط.
لا يزال الطريق طويلا، ولكن سيكون من المفارقة أن تصبح هذه المنطقة – التي كانت ذات يوم واحدة من أهم منتجي الفحم في أوروبا الغربية – مركزا لصناعة الهيدروجين الأبيض الجديدة.
لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية لـ CNN، قم بإنشاء حساب على CNN.com