Когда случай стал прорывом: забытая скважина подарила миру первый источник природного водорода

В Мали открыта первая в мире природная водородная скважина — Live Science

Иногда научные открытия случаются совершенно случайно. Так, в 1987 году в Мали произошёл инцидент, который спустя десятилетия изменил представление о природных источниках энергии.

Рабочий, закуривший сигарету у новой скважины недалеко от деревни Буракебугу, стал свидетелем неожиданного взрыва. Как выяснили позже, причиной стало скопление водорода — газа, который сегодня называют "топливом будущего". Об этом сообщает Live Science.

Первая в мире водородная скважина

После инцидента скважину законсервировали и забросили на долгие годы. Но в 2011 году нефтегазовая компания Petroma (впоследствии переименованная в Hydroma) вновь открыла её - на этот раз с научной целью. Исследователи хотели понять, можно ли использовать природный водород как источник энергии.

К 2012 году инженеры переоборудовали скважину так, чтобы она вырабатывала электричество для деревни Буракебугу. С тех пор местные жители получают энергию именно из водорода, добываемого из-под земли.

Скважина Буракебугу стала первой в мире продуктивной водородной скважиной, доказавшей, что водород может встречаться в природе в виде залежей.

Смешиваясь с кислородом в топливных элементах, этот газ производит электричество без выбросов углекислого газа — единственными побочными продуктами являются вода и тепло. Именно поэтому водород называют экологически чистым топливом, и эксперты прогнозируют, что к 2050 году спрос на него вырастет в пять раз.

Как водород изменил научную парадигму

Долгое время учёные полагали, что водород слишком лёгкий и реактивный, чтобы накапливаться в земной коре. Считалось, что он быстро улетучивается в атмосферу. Однако открытие в Мали опровергло эту теорию.

Сегодня геологи рассматривают природный водород — или, как его называют, "золотой водород" — как возможный источник чистой энергии, который может стать альтернативой нефти и газу.

Компании по всему миру начали активные поиски месторождений, а учёные разработали методики для определения участков с наибольшим потенциалом добычи.

"Серый", "зелёный" и "голубой" водород

Современная промышленность почти весь водород производит из природного газа с помощью высокотемпературного пара. Этот метод создаёт так называемый "серый водород", сопровождающийся ежегодными выбросами около миллиарда тонн углекислого газа — примерно 2,4% мировых эмиссий.

Чтобы сократить вред для экосистемы, развиваются технологии получения "зелёного" водорода — с использованием возобновляемых источников энергии, и "голубого", при котором углекислый газ улавливается и не попадает в атмосферу. Однако их доля в общем объёме пока остаётся крайне малой.

Потенциал природного водорода

По данным нового исследования Баллентайна и его коллег, за последние миллиарды лет в земной коре образовалось достаточно водорода, чтобы обеспечивать человечество энергией на протяжении 170 000 лет.

Хотя большая часть газа уже улетучилась в атмосферу, эта оценка демонстрирует колоссальный потенциал естественного образования водорода. Некоторые расчёты даже предполагают, что его может быть вдвое больше.

В 2024 году команда Эллиса оценила общий запас природного водорода на Земле в 6,2 триллиона тонн — это в 26 раз больше, чем все известные запасы нефти. Исследователи полагают, что лишь 2% этого объёма смогут заменить ископаемое топливо на ближайшие два века.

Главное преимущество природного водорода заключается в том, что он уже хранится в недрах, в отличие от промышленно произведённого газа, требующего затратных систем хранения.

Как и где образуется природный водород

В январе 2025 года группа Эллиса представила первую карту США, показывающую вероятные зоны скопления водородных резервуаров. Учёные использовали гравитационные и магнитные данные для анализа состава земной коры и выделили шесть ключевых факторов, необходимых для образования и удержания водорода:

Наличие воды — водород может формироваться только в верхних 16 километрах коры.
Породы, богатые железом — при взаимодействии с водой они выделяют водород в процессе гидратации.
Породы с радиоактивными элементами (уран, торий) — их распад вызывает радиолиз воды, высвобождая молекулы водорода.
Высокая температура пород — от 250 до 300 °C, необходимая для ускорения реакции.
Пористые породы-коллекторы — например, песчаники, которые способны удерживать газ.
Непроницаемая "крышка" — слой сланца или соли, предотвращающий утечку водорода.

Также важно, чтобы в этих зонах была низкая микробная активность, так как микробы активно потребляют водород.

Геология и карта перспектив

По результатам исследования, перспективные зоны водородных залежей обнаружены почти на всех континентах. Особенно интересен Срединно-Атлантический хребет, где в прошлом миллиарде лет происходили тектонические разломы, оставившие богатые железом породы.

Учёные также изучают регионы Омана, где сохранились офиолиты — древние участки океанической коры, способные продуцировать водород при взаимодействии с водой.

Стимулированное производство водорода

Одним из направлений исследований стала технология "стимулированной добычи водорода". Она предполагает закачку воды в породы, богатые железом или радиоактивными элементами, чтобы инициировать естественные реакции образования газа.

Проекты такого типа уже реализуются в Омане и США в пилотном режиме.

Возможности и ограничения

Природный водород может сократить выбросы в тяжёлой промышленности, где переход на возобновляемые источники особенно сложен: в производстве удобрений, металлургии и нефтепереработке.

Однако у этой отрасли есть и вызовы. Геологи предупреждают, что не каждое месторождение будет экономически выгодным. Если оно находится слишком глубоко или в удалённом регионе, транспортировка водорода может оказаться дороже его добычи.

"Иногда приходится чем-то жертвовать, если месторождение слишком далеко от рынков", — добавил учёный.

Несмотря на трудности, исследователи настроены оптимистично. Эллис отметил, что в США уже пробурено более десятка новых скважин, и во многих из них действительно обнаружен водород.

Сравнение источников водорода

Природный водород — экологичный, требует минимальной обработки, образуется естественно.
Зелёный водород — производится с помощью возобновляемых источников, но пока дорог.
Голубой водород — создаётся из ископаемого топлива с улавливанием углерода.
Серый водород — самый распространённый, но сопровождается высокими выбросами CO₂.

Плюсы и минусы природного водорода

Плюсы:

• низкий углеродный след;
• устойчивость к колебаниям рынка нефти и газа;
• возможность локального производства энергии;
• высокая энергетическая плотность.

Минусы:

• сложность разведки и оценки запасов;
• риск утечек при отсутствии герметичных коллекторов;
• высокие затраты на инфраструктуру.