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环球零碳 碳中和领域的《新青年》  来源：内蒙古自治区科技厅 撰文 | Penn 编辑 | 小雨 →这是《环球零碳》的1709篇原创 氢能对推动能源转型、促进全球经济可持续发展意义重大，正逐步成为全球能源转型发展的重要载体之一。 寻找更多经济、可行的“低碳”甚至“零碳”氢气，成为科学家追寻的目标。因此，蕴藏在地下的天然氢逐渐进入人们的视野，而“寻找天然氢源的热潮”已经开始风靡全球，甚至被《科学》（Science）杂志列为2023年度十大科学突破之一。 天然氢也称为“白氢”、“金氢”或地质氢，不需要使用大量电力将其其他元素中分离出来，因此价格足够便宜。业内人士表示，西班牙北部天然氢的生产成本大约是美国或欧洲灰氢一半；到2060年，天然氢的生产成本仅为0.50美元/公斤（不到4元人民币一公斤）。 除了便宜，天然氢的储量同样举世瞩目。美国地质调查局地质氢项目负责人杰弗里·埃利斯去年向美国参议院委员会表示，全球地下可能储存着10亿至10万亿吨天然氢，足以满足未来数千年燃料和肥料不断增长的需求。 目前，全球已掀起了一股探寻天然氢的新热潮，世界多地都发现了天然氢矿床，包括美国、东欧、俄罗斯、澳大利亚、阿曼以及法国和马里。现在，中国也迎来了天然氢勘探的里程碑时刻。 10月8日，全国首口天然氢气科学探井“金氢科探1井”正式在内蒙古锡林浩特市开钻。这是我国首次面向天然氢气资源实施科学钻探，标志着我国在这一新兴清洁能源领域实现了从理论研究向实践验证的重大突破。  图说：“金氢科探1井”开工现场 来源：内蒙古自治区科技厅 此次，来自北京大学、中国石油集团、中国地质调查局等多家单位的强大联合研究团队在基础理论与勘探方法上取得多项创新，完成了内蒙古地区的地表调查，初步构建了华北北缘火成岩天然氢气成藏模式。 研究团队成功锁定了锡林浩特、鄂尔多斯等一批有利靶区，并率先在锡林浩特市优选了本次科学钻探目标——“金氢科探1井”。 “金氢科探1井”位于二连盆地吉尔嘎郎图凹陷边缘，设计井深800米。 该井实施后，将系统获取我国北方典型火山岩储层的氢气赋存参数，揭示其成藏机制，为我国天然氢气资源评价与勘探开发提供首批关键科学数据，并将承担评价锡林浩特地区天然氢气资源潜力的重要任务。 作为自然界中天然生成的氢气资源，天然氢具有“零碳、绿色、低成本”的特征，有望颠覆未来世界能源结构。对于这种极具潜力的清洁能源的勘探开发对于优化我国能源结构、保障国家能源安全、助力“双碳”目标实现具有不可估量的战略价值。 因此，近年来我国已开始全国范围内的天然氢资源调查评价工作。2024年5月15日，中国地质调查局油气调查中心在北京组织召开全国天然氢资源调查评价专题研讨会。 会议一致认为，天然氢气是一种新兴的可再生清洁能源，产自于地幔、地壳和火山热液等地质和生物过程，兼具绿色零碳和低成本的双重优势，具有广阔的勘探开发前景，开展全国天然氢资源调查评价工作具有重大的战略意义。我国具备天然氢气的生成条件与富集潜力，亟待开展天然氢成藏地质理论研究及勘探开发技术攻关。  图说：业内专家把脉全国天然氢资源调查评价工作 来源：中国地质调查局 目前，全球已发现的高含量天然氢气以无机成因为主，富铁矿物的蛇纹石化过程是天然氢气最主要的成因来源，在美国、马里和澳大利亚等国已开始开发试验。 优质的氢源与良好的运移通道是氢气富集成藏的关键，裂谷发育区、蛇绿岩发育区以及断裂发育的前寒武系富铁地层是寻找富氢气藏的勘探有利区。 对比国外已发现天然氢气区，中国同样具备发育高含量天然氢气的地质条件。中国石油勘探开发研究院教授级高级工程师窦立荣等人在其研究论文中指出，虽然对已有天然氢气的研究还需要进一步开展，但天然氢气富集的关键条件已基本明确，即充足的氢源（蛇绿岩、放射性元素、地幔热流等）以及沟通基底的深大活动断裂。 鉴于此，我国可初步圈定3个天然氢气成藏有利带： 1） 郯庐断裂带及周缘裂陷盆地区。中国东部是典型的弧后火山活跃区，发育多期火山及岩浆侵入，氢源充足，且郯庐断裂带周缘发育多个裂陷盆地。 2） 阿尔金断裂带及两侧盆地区。中国西部经历多次俯冲碰撞构造运动，沿阿尔金断裂带两侧发育多条不同时期的蛇绿岩带，寻找隐伏的蛇绿岩带是该区域天然氢气勘探的关键。 3） 三江构造带（怒江、澜沧江、金沙江）—龙门山断裂带及周缘盆地区。该地区岩浆构造活动强烈，发育有多条蛇绿混杂岩带及大量火山岩群，氢源充足，同时具有良好的氢气运移通道。  图说：中国富氢构造类型及天然氢气显示 来源：《岩性油气藏》 除了中国，今年以来，全球其他国家和地区对于这种天然存在于自然界中氢矿藏的勘探也取得了不少进展。 今年4月，法国政府向勘探公司Storengy和45-8颁发了两张勘探许可证，一张位于朗德省，面积为691平方公里，另一张位于比利牛斯-大西洋省，面积为266平方公里，以确定这些地块的天然氢潜力。 8月，法国能源公司 (FDE)宣布，该公司将开始在法国东北部洛林地区进行勘探钻探，寻找天然氢矿床。两年前，研究人员在该地区现有的一口井中发现了“大量”的天然氢。FDE 计划在蓬皮埃尔钻探一口深达 4,000 米的名为PTH-2的钻井，并对其天然氢浓度进行为期五个月的研究。  图说：HyTerra 位于美国堪萨斯州的钻井平台 来源：HyTerra 与此同时，澳大利亚天然氢勘探公司 HyTerra也在8月宣布，该公司在美国堪萨斯州的最新勘探井中发现氢气浓度为 83%。 这一结果来自HyTerra公司McCoy 1井的泥浆气样本，这也是该公司的最后一个勘探钻井项目。一旦获得该井的完整结果，该公司计划进入氢气“生产测试”计划的设计和规划阶段。 稍早之前的4月，Hyterra在堪萨斯州钻探的Sue Duroche-3 井中，氢气浓度达到96.1%（以空气校正为基础），是迄今为止见过的最高水平之一。 地下天然氢的未来充满希望，全球正在掀起天然氢的探寻热潮，我国也已开始发力，力争迎头赶上。在未来的能源格局中, 需要寻找更多经济、可行的“ 低碳” 甚至“ 零碳” 氢气的生产途径, 而地下无处不在的天然氢或将成为未来能源革命的主要支柱。  ------- 参考材料： [1]https://kjt./kjdt/gzdt/kjtgz/202510/t20251012_2801401.html [2]https://www./xilinhaote/xwzx/xsyw/2025101110100796303/index.html [3]https://www./edu/science-magazine-detail.htm?magazineId=7026 [4]https://html./YXYQC/html/1709716812380-1514236656.htm [5]http://www.ogs.cgs.gov.cn/yqdt/yqdt_cgkx/202405/t20240527_761927.html [6]https://www./production/gas-producer-to-begin-exploratory-drilling-for-natural-hydrogen-in-northeast-france/2-1-1862589 [7]https://www./production/this-is-getting-exciting-hyterras-latest-well-yields-hydrogen-concentrations-of-83-/2-1-1859083 [8]https://mp.weixin.qq.com/s/NqnrMvECHtnhZUP_TOPgaA END |
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