Dziennikarz Eric Hand opisuje dla „Science” historię odkrycia złóż czystego wodoru. Jako pierwsi zaobserwowali go obywatele Mali, mieszkający w miejscowości Bourakébougou. Nietypowe zjawiska, które wraz z sąsiadami widywał w swojej okolicy, z dużą precyzją i przenikliwością opisał swoim gościom Mamadou Ngulo Konaré. Drugą bezpośrednio zaangażowaną w odkrycie osobą był Denis Brière, petrofizyk i wiceprezes Chapman Petroleum Engineering – jeden z tych gości. Rzecz działa się w 2012 roku.
W ciągu dnia ogień wyglądał jak niebieska, gazowana woda
Zanim przejdę do tego, co Brière robił w Bourakébougou, chcę przytoczyć kilka cytatów z opowieści Mamadou Ngulo Konaré. Bardzo obrazowo i dokładnie opisał bowiem poszlaki wskazujące na to, że skorupa ziemska w tym miejscu skrywa naturalny wodór.
Przytoczył historię o tym, jak w 1987 roku do miejscowości przybyła ekipa trudniąca się wykonywaniem odwiertów studziennych. Po pierwszym wwierceniu się nie odnaleźli wody, za to, jak relacjonował Malijczyk, „ze studni wydobywał się wiatr [tłum – JN]”. Dalej opowiedział o tym, jak jeden z członków ekipy odwiertniczej pochylił się nad studnią z zapalonym papierosem w ustach. Wiatr eksplodował mu prosto w twarz. „Przeżył, ale spalony” – mówił dalej mieszkaniec Bourakébougou. Kontynuował: „Tymczasem we wsi wybuchł pożar. Trwał wiele, wiele dni. W ciągu dnia ogień wyglądał jak niebieska, gazowana woda. Nie było w nim czarnego dymu. W nocy – lśnił niczym złoto i dawał taką jasność, że bez trudu widzieliśmy się nawzajem” – to zapewne było piękne widowisko. Mogło niestety także nieść zagładę. „Nasza wieś mogła zostać zniszczona. Byliśmy przerażeni” – podsumował Mamadou Ngulo Konaré.
Załoga ratownicza walczyła z pożarem wiele tygodni. W końcu udało się go opanować i zatkać nieszczęsną (a może jednak nie tak bardzo nieszczęsną, o czym dalej) studnię.
Poskromiony wodór leżał przez kolejne lata pod ziemią, nikomu się nie narzucając. Aż do 2007 roku, kiedy na scenę wkroczył Aliou Diallo, bogaty malijski biznesmen, prezes spółki naftowo-gazowej Petroma. Miał niezłą intuicję. W tym właśnie roku nabył on prawo do poszukiwania złóż w regionie otaczającym Bourakébougou. To z jego inicjatywy doszło do rozmowy pomiędzy Denisem Brière a Mamadou Ngulo Konaré.
W poszukiwaniu podziemnego skarbu
W 2012 roku Diallo podpisał umowę z firmą Chapman Petroleum, której zadaniem było ustalić, cóż to takiego wydobywa się z odwiertu. W następstwie tej umowy doszło do spotkania mieszkańców Bourakébougou z zespołem wynajętym przez Petromę. I pamiętnej rozmowy Mamadou Ngulo Konaré z Denisem Brière, która, zdaniem niektórych, dała światu szansę na wsparcie w walce z przetaczającymi się już i nadciągającymi kataklizmami.
Zespół Denisa Brière rozpoczął badania i ustalił, że z odwiertu wydobywa się gaz składający się w 98 proc. z wodoru. To był szok. Jak dotąd pierwiastek ten prawie nigdy nie pojawiał się podczas wydobywania innych surowców. Sądzono, że go w ogóle nie ma. Choć byli i tacy, którzy wierzyli w ten Święty Graal przemysłu surowcowego.
Mowa o nielicznych naukowcach i naukowczyniach, zajmujących się szukaniem wskazówek, które na temat obecności surowców można wyczytać, badając wycieki, kopalnie i opuszczone studnie. Twierdzili, że pod ziemią ukrywa się wodór, ale nie tam, gdzie go szukamy. Nie w tych samych miejscach co ropa czy gaz ziemny. Wśród ww. badaczy była m.in. zajmująca się materiałoznawstwem Emily Yedinak, stypendystka podlegającej Departamentowi Energii Stanów Zjednoczonych agencji rządowej ARPA-E. Swoje stypendium postanowiła poświęcić właśnie naturalnemu wodorowi. Im dłużej studiowała to zagadnienie, tym mocniej była przekonana, że wodór musi gdzieś tu być. Dziwiła się, że mało kto o tym mówi.
W 2018 roku, po tym, jak na łamach „Internetional Journal od Hydrogen” ekipa Diallo opisała odkrycie w Bourakébougou (głównym autorem publikacji jest Alain Prinzhofen, dyrektor naukowy brazylijskiej firmy GEO4U, świadczącej usługi dla przemysłu naftowego i gazowego), publikacje na temat naturalnego wodoru zaczęły się pojawiać w tempie wykładniczym. Temat żywo zainteresował startupy, szczególnie australijskie, które zaczęły starać się o prawa do poszukiwań pierwiastka pod ziemią. Wśród nich wymienić można m.in. Natural Hydrogen Energy, który w 2019 roku na terenie USA, a konkretnie – w Nebrasce – zakończył swój pierwszy odwiert wodoru.
W 2022 roku Amerykańskie Stowarzyszenie Geologów Naftowych utworzyło specjalny komitet, mający się zajmować naturalnym wodorem. A podlegający pod Departament Zasobów Wewnętrznych Stanów Zjednoczonych USGS (United States Geological Survey) podjął działania mające na celu zidentyfikowanie, gdzie w USA najlepiej produkować ten pierwiastek.
Święty Graal przemysłu surowcowego
Czemu jednak naturalny wodór jest aż tak pożądany? Żeby odpowiedzieć na to pytanie, wróćmy na chwilę do Bourakébougou. W ciągu kilku miesięcy od odkrycia pokładów surowca zespół Denisa Brière zainstalował w miejscowości silnik Forda i dostroił go do spalania wodoru. Efektem ubocznym tego procesu nie były trujące spaliny, ale woda. Mieszkańcy wioski w końcu doczekali się elektryczności. Wśród nieoczywistych korzyści, jakie z tego wyniknęły, można wymienić lepsze wyniki uczniów, którzy dzięki sztucznemu oświetleniu zyskali większe możliwości uczenia się. Natomiast sam Aliou Diallo przemianował Petromę na Hydromę, zmieniając profil firmy z naftowo-gazowego na wodorowy.
Dla Bourakébougou naturalny wodór był przekleństwem, które obróciło się w błogosławieństwo. Dla świata, jeśli mądrze się nim zająć, być może będzie już tylko tym drugim.
Podstawową jego zaletą jest oczywiście bezemisyjność, która sprawia, że w dobie coraz bardziej beznadziejnej walki z globalnym ociepleniem, pokładamy w tym pierwiastku ogromne nadzieje. Jest jednak pewien szkopuł. Już teraz wodór jako taki jest stosowany w przemyśle, ale do jego produkcji używa się albo generujących ogromne zanieczyszczenia paliw kopalnych, albo bardzo (póki co) drogiej odnawialnej energii elektrycznej. Wodór naturalny, jeśli jego złoża spoczywające pod ziemią okażą się tak duże, jak przewidują naukowcy, pomoże rozwiązać ten problem. Opracowanie metod jego przetwarzania byłoby także krokiem w stronę uniezależnienia się od rosyjskiego gazu ziemnego, co w dobie wojny w Ukrainie jest jednym z najważniejszych celów światowych gospodarek.
Entuzjazm wzbudza też fakt, że zasób ten jest w pełni odnawialny. Ziemia produkuje paliwa kopalne przez miliony lat, powoli zamieniając osady organiczne w ropę i gaz. Właśnie dlatego surowce te niebawem mogą się zupełnie wyczerpać. Tymczasem wodór produkuje się za każdym razem, kiedy obecna w gruntach woda połączy się w warunkach podwyższonej temperatury i ciśnienia z minerałami żelaza. Żeby uświadomić sobie znaczenie tego zjawiska, wystarczy wziąć pod uwagę fakt, że zasoby wodoru z malijskich odwiertów nie uległy zmniejszeniu mimo wydobycia. Daje to nam podstawy, aby traktować go nie jak paliwo kopalne, ale jak odnawialne źródło energii.
Zielony wodór czeka pod ziemią na odważnych inwestorów-wizjonerów
Oczywiście, są też problemy, które należy rozwiązać, aby naturalny wodór zaczął być powszechnie stosowany. Przede wszystkim – naukowcy nie są jeszcze na tym etapie w stanie ustalić dokładnych mechanizmów powstawania i migrowania tego pierwiastka, ani nawet odpowiedzieć na pytanie, czy jego wykorzystanie komercyjne będzie opłacalne i możliwe. Potrzebne są kosztowne badania, a żeby mogły się odbyć – hojni inwestorzy.
Wśród technologii, które trzeba by było opracować, znajduje się skraplanie wodoru. Póki co potrafimy to zrobić, schładzając go w temperaturze, bagatela, -253°C. Wydatek, który trzeba ponieść, żeby ją osiągnąć, sprawia, że całe przedsięwzięcie jest nieopłacalne. Kolejne przeszkody związane są z przechowywaniem i transportowaniem pierwiastka.
Póki co komercyjne zastosowanie znalazł tzw. szary wodór, produkowany z wykorzystaniem paliw kopalnych, oraz niebieski. Przy produkcji tego drugiego również używa się paliw kopalnych, ale dzięki stosowaniu technologii przechwytywania i składowania dwutlenku węgla (CCS), CO2 nie trafia do atmosfery, ale jest składowane w podziemnych zbiornikach, a nawet – wykorzystywane przemysłowo. Produkcja niebieskiego wodoru jest mniej obciążająca dla klimatu niż wytwarzanie go „na szaro”, co nie znaczy, że możemy tutaj mówić o neutralności klimatycznej. Tę być może będzie w stanie zapewnić korzystanie z naturalnego, zielonego wodoru, o którym mowa powyżej. Żeby jednak zacząć czerpać zyski z jego produkcji, trzeba najpierw zainwestować niebagatelnie duże sumy. Można więc powiedzieć, że zielony wodór czeka pod ziemią na odważnych inwestorów-wizjonerów. Jeśli się tacy znajdą, być może będą się mogli okrzyknąć tymi, którzy ocalili świat przed katastrofą klimatyczną. Muszą jednak wierzyć, że taka inwestycja nie tylko im się zwróci, ale znacznie pomnoży ich majątki. Sądząc po tym, co mówią na ten temat naukowcy, są duże przesłanki, że tak się stanie.
A jak sprawy mają się dzisiaj w Bourakébougou? Kilka lat temu wyczerpały się świece zapłonowe w zapewniającym wiosce energię elektryczną silniku Forda. Miejscowość na powrót pogrążyła się w ciemnościach. Czy nadejdzie wodorowa rewolucja i odmieni jej losy?
Przygotowując materiał, posiłkowałam się artykułem opublikowanym w witrynie internetowej magazynu „Science”.