Dans le monde moderne, un approvisionnement fiable en hydrogène gazeux est vital pour la fonction de la société. L'engrais produit à partir d'hydrogène contribue à l'approvisionnement alimentaire de la moitié de la population mondiale, et l'hydrogène est également un composant énergétique clé dans de nombreuses feuilles de route à un avenir neutre en carbone, essentiel si nous voulons empêcher les pires prévisions de changement climatique.
Aujourd'hui, l'hydrogène est produit à partir d'hydrocarbures, les gaz déchets contribuant à 2,4% du CO mondial2 émissions. La demande d'hydrogène devrait passer de 90 millions de tonnes métriques en 2022 à 540 millions de tonnes métriques en 2050, mais il est essentiel que cet hydrogène ne soit pas CO2 émettant.
Production suivie de l'enterrement des déchets Co2 (« séquestration du carbone ») ou à partir des ressources énergétiques renouvelables (éolien ou solaire) sont toutes deux de futures sources d'hydrogène, mais ne sont pas encore commercialement compétitives.
De nouvelles recherches de l'Université d'Oxford, en collaboration avec l'Université de Durham et de l'Université de Toronto, fournissent une solution. L'œuvre est publiée dans la revue Nature Reviews Earth & Environment.
Au cours des dernières années, suffisamment d'hydrogène gazeux a été produit par la croûte continentale de la Terre pour répondre aux besoins énergétiques de l'humanité depuis au moins 170 000 ans. Bien qu'une proportion de cela ait été perdue, consommée ou est inaccessible aujourd'hui, l'hydrogène restant pourrait offrir une source naturelle (et sans émission) de cette ressource naturelle.
Jusqu'à présent, l'échantillonnage et la mesure historiques d'hydrogène limités ont limité la compréhension actuelle des scientifiques de l'endroit et de la quantité d'hydrogène dans la croûte. Une recette d'exploration est essentielle pour trouver des accumulations accessibles et commercialement viables d'hydrogène géologique naturel.
Le co-auteur de l'étude, le professeur Jon Gluyas (Durham University), note: « Nous avons réussi à développer une stratégie d'exploration pour l'hélium et une approche similaire des » premiers principes « peut être adoptée pour l'hydrogène. »
Cette recherche décrit les ingrédients clés nécessaires pour éclairer une stratégie d'exploration pour trouver différents «systèmes d'hydrogène». Cela comprend la quantité d'hydrogène produite et les types de roches et les conditions dans lesquels ils se produisent, comment l'hydrogène migre sous terre à partir de ces roches, les conditions qui permettent à un champ de gaz de se former et les conditions qui détruisent l'hydrogène.
Le co-auteur de l'étude, le professeur Barbara Sherwood Lollar (Université de Toronto), a déclaré: « Nous savons, par exemple, que les microbes souterrains se régalent facilement de l'hydrogène. Éviter les environnements qui les mettent en contact avec l'hydrogène est important pour préserver l'hydrogène dans les accumulations économiques. »
Les auteurs décrivent où la compréhension de ces ingrédients est forte et mettent en évidence des domaines qui ont besoin de plus de travail, comme l'efficacité de réaction rocheuse et comment les histoires géologiques peuvent rassembler les bonnes roches avec l'eau qui réagit avec elle.
Certaines sources d'hydrogène gazeux, comme le manteau de la Terre, ont alimenté beaucoup de spéculation et d'hyperbole, mais cette recherche montre que ce ne sont pas des sources viables. Au lieu de cela, les auteurs ont montré que les ingrédients d'un système d'hydrogène complet peuvent être trouvés dans une gamme de contextes géologiques communs dans la croûte.
Certains d'entre eux peuvent être géologiquement assez jeunes, formant l'hydrogène « récemment » (des millions à des dizaines de millions d'années), d'autres sont vraiment anciens (des centaines de millions d'années), mais trouvés de manière critique mondiale.
Le professeur principal de l'auteur Chris Ballentine (Université d'Oxford, Département des sciences de la Terre), a déclaré: « La combinaison des ingrédients pour trouver de l'hydrogène accumulé dans l'un de ces contextes peut être comparé à la cuisson d'un soufflé – obtenez l'un des ingrédients, des quantités, du timing ou de la température erronée et vous serez déçu.
« Une recette d'exploration réussie qui est reproductible déverrouillera une source d'hydrogène à faible teneur en carbone commercialement compétitive qui contribuerait considérablement à la transition énergétique – nous avons la bonne expérience pour combiner ces ingrédients et trouver cette recette. »
Le potentiel de l'hydrogène géologique naturel a motivé les auteurs à former Snowfox Discovery Ltd., une société d'exploration ayant une mission pour trouver des accumulations naturelles d'hydrogène naturel sociale.
