一旦天然氢的开采和生产实现商业化,不仅有望替代化石燃料生产的灰氢,将来与可再生能源电解水生产的绿氢也可以相互协同供应,形成多元互补发展关系。
近期,世界各国在天然氢(白氢)上的勘探与布局开发动作频频,更多新的天然氢矿藏不断被发现。据统计,世界上已有30多个国家发现了富含天然氢的地方。
能源革命大潮之下,我国氢能产业正处于快速发展阶段。从碳达峰、碳中和的角度看,我国氢能的能源化供应方向重点是绿氢,即通过绿电电解水途径制氢,业界正在朝这一方面做出努力。但是我国的风光水电资源分布不平衡,将来长距离输送氢气增加了绿氢的运输成本,且绿电受季节气候影响具有不稳定性,对制氢是否有影响需要进一步观察,总之绿氢技术发展及产业化、经济性有待进一步检验。
这种情况下,世界各国勘探的天然氢意味着什么?事实上,国内地质勘探实践中也有氢气的发现,地质学家认为中国东部深部流体活动地区如云南腾冲、黑龙江五大连池、长白山等是未来发展天然氢的重点。中国的松辽盆地的个别钻井中发现氢气的含量高达85%。这些显示氢气背后是否有成藏以及氢气的成藏机制是未来探索的关键。地质学家认为基于我国由多个板块互相拼接而成的地形地貌判断,在板块碰撞与俯冲带的不同位置,具备发育高含量氢气的地质条件。不仅如此,实践证明天然氢的经济性非常好。公开资料显示,非洲马里某氢井已经抽取了十多年,其喷发出的气体中98%是氢气,开采成本为3.5元/kg,与国内煤制氢大体相近。而可再生能源制绿氢的成本在20~35元/kg,化石能源制氢中的天然气制氢也在10元/kg以上。可见,一旦天然氢的开采和生产实现商业化,天然氢不仅有望替代化石燃料生产的灰氢,将来与可再生能源电解水生产的绿氢也可以相互协同供应,形成多元互补发展关系。
然而,地下天然氢在生成、运移、积累和保存方面存在不确定性,目前国内外尚无法精准预测其潜在资源量。但国内外地质学界对地下天然氢的研究一直在进行且取得了一定的研究成果。如果可以发现这种天然的氢气藏并加以规模开发利用,其成本将低于各类人工制氢,未来将成为氢能供应的中坚力量,并由此增强氢能产业发展信心。
由此,加快国内天然氢发展具有现实意义。虽然,从技术层面看,天然氢地质储藏以及从地下深处或近海开采非常具有挑战性。目前勘探、开采天然氢在技术上还有一定难度,但先行国家正在这一方面开展实践。美国地质调查局依托美国在石油、地热和矿产资源等领域的专业优势,进一步加强对天然氢资源潜力的理解与认识。一旦全社会建立起安全、高效、可持续的氢能源体系,天然氢有望在未来能源供应链中扮演重要的兜底保障角色。
具体到我国,当前能源转型任务迫切,发展氢能产业时不我待,应将天然氢勘探开发视为战略产业,通过天然氢勘探开发重构氢能产业链,形成“灰蓝绿白”氢协同发展、兼顾当前于长远的演进格局。地质学家认为,我国有很多地区的地质环境与全球已经探测到的天然氢地区的地质环境相似,可以在这些地区部署寻找地下天然氢的勘探开发工作。因此对已有与天然氢有关的地质资料、地质研究成果、钻探、样品分析数据等进行系统梳理分析,进而制定有效的天然氢勘探开发规划,将天然氢视为整个矿产勘探行业的一项重要领域很有意义。尤其需要重视科技攻关,针对天然氢气的来源、生成、运移和聚集特点开展研究。