У 1987 році робочий підпалив цигарку біля нової водяної свердловини поблизу села Буракебугу у Малі – і свердловина вибухнула. Пізніше дослідники з’ясували: під землею накопичувалися хмари займистого водню, що вирвалися з підповерхневого резервуару. Свердловину заклали й тимчасово покинули, але в 2011 році компанія Petroma (згодом – Hydroma) розцементувала її, щоб перевірити, чи можна добувати цей газ промислово. Уже у 2012 році зміни дозволили виробляти електроенергію для самого села – і досі Буракебугу живиться від підземного водню.
Значення відкриття
Буракебугу стала першою та поки єдиною у світі продуктивною водневою свердловиною. Водень, з’єднуючись з киснем у паливних елементах, виробляє електрику без викидів парникових газів; побічним продуктом стають лише тепло і вода. Через це попит на водень, зокрема для виробництва мікроелектроніки, промисловості, транспорту й опалення, очікують суттєве зростання в найближчі десятиліття. Та ще донедавна вчені вважали, що водень у земній корі не накопичується масово – надто легкий та реактивний, він, мовляв, швидко тікає. Відкриття в Малі переглянуло цю уяву: виявляється, у певних геологічних умовах підземні поклади водню можуть існувати й навіть бути достатньо великими для добування.
Пошук «природного» водню і масштаби ресурсу
Після буріння в Малі компанії й науковці по всьому світу почали шукати подібні резервуари. Перші оцінки вражають: за підрахунками деяких авторів, материковий шар кори Землі за останній мільярд років виробив водню стільки, що його вистачило б на потреби сучасного суспільства приблизно на 170 тисяч років – хоч значна частина газу врешті втекла в атмосферу. Інші оцінки навіть вищі. Команда на чолі з геохіміком Геоффрі Елісом (U.S. Geological Survey) у 2024 році оцінила запас планетарного підземного водню в 6,2 трильйона тонн – це приблизно в 26 разів більше, ніж відомих у надрах покладів нафти. Автори підкреслюють: навіть якщо доступною буде лише частина цього обсягу, кілька відсотків можуть радикально змінити енергетичну картину на століття.
Геоффрі Еліс – петролог і геохімік, який працює в U.S. Geological Survey; його дослідження зосереджені на нерідких газах у підземних умовах і потенціалі нових родовищ. Кріс Балентайн – професор геохімії в Оксфордському університеті, автор оглядів про утворення природного водню та його роль у низьковуглецевій енергетиці. Їхні роботи ставлять під сумнів уявлення про те, що водень у корі – лише мізерний побічний продукт.
Де шукати підземні родовища
Щоб прогнозувати, де водень може накопичуватися, вчені виділили шість геологічних умов, необхідних для формування резервуару: наявність підземних вод, гірські породи, що виробляють водень; високі температури у зоні реакцій; пористі резервуарні породи, які можуть накопичувати газ; непроникна «кришка», що утримує газ; і низька активність мікроорганізмів, які споживають водень. Ці критерії дозволяють відрізняти перспективні ділянки від безнадійних.
Перші великі пошукові роботи в США (карта для нижніх 48 штатів опублікована у січні 2025 року) базувалися на гравіметричних і магнітних даних, які дозволили визначити типи порід у земній корі й відзначити зони з найвищою вірогідністю наявності водню. На карті перспективність оцінюють числом від 0 до 1 – від «малоймовірно» до «дуже ймовірно».
Що виробляє водень у надрах
Основні процеси – гідратаційні реакції й радіоліз. Гідратація відбувається, коли вода реагує з залізовмісними породами (наприклад, базальтами або габро). Підвищена температура – нагріте підґрунтове джерело або мантійні потоки – прискорює ці реакції. Радіоліз же виникає у присутності урану і торію: їхній розпад породжує альфа-частинки, які розщеплюють молекули води на кисень і водень.
Базальт і габро – це породи океанічної кори та верхньої мантії, багаті на залізо; гранитні масиви часто містять підвищені концентрації урану та торію. Офіоліти – уламки океанічної кори, що були викинуті на континент – також виявляються придатними для генерації водню; саме їх присутність робить Оман перспективним регіоном для пошуків.
Технології й експерименти
Окрім виявлення природних покладів, дослідники випробовують «стимульоване» виробництво водню: ін’єкції води в певні глибокі породи, щоб прискорити гідратацію або радіоліз. Такий підхід уже проходить пілотні випробування, зокрема у Омані. Якщо метод виявиться ефективним, він може дозволити збільшити вихід газу у регіонах, де породи мають сприятливу композицію, але реакції йшли повільно природним шляхом.
Де вже бурять і що далі
Компанії з усього світу вже пробурили понад десяток розвідувальних свердловин у США й інших країнах, і багато з них знайшли значні концентрації водню. Особливу увагу приділяють регіонам на кшталт Midcontinent Rift – давнього розлому в Північній Америці, де близько мільярда років тому кора почала розходитися, утворивши зони багаті на залізовмісні породи. Midcontinent Rift – це величезна геологічна структура, що простягається від Верхнього озера Мічиган до Айови і Міннесоти; вона відома не лише як мовчазний свідок давнього тектонічного поділу, а й як місце підвищеної мінеральної і газової перспективи.
Вчені застерігають: навіть виявивши великий підземний запас, не завжди економічно доцільно його добувати. Водень важко транспортувати, а будівництво промислової інфраструктури на віддалених родовищах потребує значних інвестицій. Проте природний водень має ряд переваг: його не потрібно виробляти з вуглеводнів з великою викидом CO2, і він вже «зберігається» під землею, тобто не вимагає додаткових паливно-енергетичних сховищ.
Можливості для промисловості та ризики
Якщо природний водень стане доступним і конкурентоспроможним, це може різко знизити викиди у галузях, що споживають великі обсяги водню – наприклад, у виробництві добрив або в гірничодобувній промисловості, де часто працюють далеко від централізованих енергосистем і де є доступ до глибоких свердловин. Разом із тим, експерти наголошують: водень не вирішить самостійно проблему клімату, його слід розглядати як одну з кількох необхідних стратегій декарбонізації.
Адаптація до нових технологій, оцінка економічної доцільності будівництва заводів і систем транспортування та дбайливе ставлення до місцевих спільнот – ось перелік завдань, які стоятимуть перед інвесторами та державами, якщо нова хвиля пошуків перетвориться на масштабну галузь видобутку природного водню.
