白氢：下一个“地下金矿”？

2月初，一则新闻引发全球能源界注目——法国能源勘探公司Mantle8宣布获得340万欧元种子资金，投资方包括由比尔·盖茨创立的突破能源基金（Brea kthrough Energy Ventures）、气候科技风投公司Kiko Ventures等知名机构。Mantle8表示，计划到2030年找到1000万吨天然氢（也称白氢或金氢），目标是实现0.80美元/千克的氢气量产，以“彻底改变清洁能源市场”。

该消息一经发布，激起千层浪。业内开始关注：目前全球白氢赋存和开发现状如何？面临哪些瓶颈？未来前景几何？

“可再生”的零碳能源

在气候变化问题日益严峻的背景下，氢能作为一种清洁高效能源，正成为全球关注焦点。

目前，全球氢气年消耗量约5000万吨，其中约95%来源于化石能源，即灰氢。利用可再生能源生产的绿氢虽环保，但成本高昂，仅占全球氢气产量的1%左右。白氢的发现，则为这一困局提供了新思路。

白氢，指自然界中天然生成的氢气资源。其生成机制目前尚未有定论，但地质学家通常归结为水岩反应、地壳辐射裂解、深源释放等途径。这些机制使白氢具备“可再生”特性——只要地质活动持续，氢气就能不断生成。

白氢之所以备受关注，源于其独特优势：一是低成本，它自然存在于地壳中，开采成本可低至每千克0.5美元，仅为绿氢的十分之一；二是低碳环保，它是真正意义上的零碳能源，与太阳能、风能等一样对环境无污染；三是高效率，其生产应用无需进行多次能量转换；四是储量丰富，据美国地质勘探局（USGS）2022年的估算模型，地球岩层中可能蕴藏超万亿吨白氢，可满足人类未来上千年的燃料和肥料需求。

全球勘探力度正加大

早在几个世纪以前，人类就知道地下存在天然生成的氢气，但由于存在其无法富集的认知偏差，长期没有进一步探索。

直到1987年，加拿大Hydroma公司在非洲马里钻探水井时发生爆炸和大火，火焰颜色如同蓝色海水，且没有黑烟污染。人们只觉惊奇，但未进行深入研究。2012年，勘测团队发现水井眼中流出的是纯度高达98%的氢气。2016年，该公司在此建成一口氢井，年产量5吨，成本仅0.5美元/千克，被用于30千瓦的发电厂发电。至此，人类开启了白氢勘探开发之门。

随后，全球掀起白氢“淘金热”。其中，2023年是个重要年份。

2023年9月，USGS在雪佛龙和BP公司支持下成立天然氢研究联盟，并启动2000万美元的研发计划。NH2E、HyTerra两家企业完成多口试探性钻井，确定北美中部裂谷系为白氢富含地，最高含量91%，并开始商业化开发部署。

2023年，澳大利亚颁发30个白氢勘探许可证。Gold Hydrogen公司在约克半岛探井发现浓度高达73.3%的白氢，潜在氢气量21万～880万吨。

2023年5月，法国洛林地区钻井至1200米发现浓度为20%的白氢，预计储量4600万吨。政府计划投入巨资研究，并已批准首个勘探许可证。

此外，西班牙在barbasstro和Monzón之间的地区发现白氢矿井，Helios Aragón公司已取得勘探许可,预计2028年投产。韩国国家石油公司也宣布,发现5处潜在天然氢源……

为此，2023年《科学》杂志将“寻找天然氢源的热潮”列为当年十大科学突破之一。科学家甚至预言，白氢可能成为比石油更持久的“地下金矿”，颠覆传统氢能产业的游戏规则。

目前，中国尚无白氢勘探及开采项目披露，但资源分布数据及研究已有一定积累。如我国在松辽盆地的个别钻井中发现氢气含量高达85.54%，在柴达木盆地三湖地区2号井的岩屑罐顶气中，检测到含量最高可达99%的氢气。此外，在云南腾冲部分热泉、山西沁水煤矿和煤井、渤海湾盆地，我国均有低浓度白氢发现案例。

开发利用面临挑战

尽管白氢展现出诱人的发展前景，但要真正实现商业化开发应用，仍面临挑战。

首先，要准确定位和评估白氢储量是个难题。目前，白氢检测和分析技术还不完善，仅少数实验室用科学分析仪器设计有氢传感器。因此，包含有氢气信息的钻井数据很少，白氢逸出量难以得到确切统计，现有资源评估的准确度有限。

其次，勘探技术面临瓶颈。氢气质量轻、溶解度小、极易挥发迁移，在地质圈闭构造中难以高浓度富集，其分布分散的现状增加了开发利用难度。目前，人们正引入矿物和地热勘探技术，以寻求更有效的白氢勘探策略。但正如USGS石油地球化学家杰弗里·埃利斯所言：“我们可能会经历数十年的尝试与错误，但速度至关重要。若新资源开发需要200年之久，那实际意义将大打折扣。”

再次，开发成本不定。虽然理论上白氢开采成本较低，但实际规模化开发成本还有待验证。据马里井的估算，白氢生产成本约为0.5美元/千克。不过，类似的情况并不普遍。目前发现的白氢主要位于100～2000米深度，但国内外研究均指向大规模白氢可能封存在地球深处。若大量矿藏需更深钻探，开发成本可能迅速上升。而此前业界推算，白氢按照1美元/千克的价格生产，才能与天然气竞争。

此外，要高效安全开采、储存和运输白氢，还需开发一系列配套技术。由于白氢是个新兴领域，相关政策法规和支持措施还有待完善。

鉴于此，关于“白氢能否带来一场新‘能源革命’”的设问，答案还需时间验证。