Η αποθήκευση διοξειδίου του άνθρακα σε πετρώματα, την ώρα που παράγεται υδρογόνο από αυτά —και ίσως ακόμη και γεωθερμική ενέργεια— θα μπορούσε να προσφέρει διπλό κλιματικό όφελος. Πολλές ερευνητικές ομάδες προσπαθούν ήδη να κάνουν αυτή την ιδέα πράξη.
Η μονάδα Carbfix στην Ισλανδία, όπως αποτυπώνεται στη φωτογραφία του Oksana Baliukeviciene/Alamy, αποτελεί ένα από τα παραδείγματα αυτής της προσέγγισης.
Χρειαζόμαστε επειγόντως καθαρό υδρογόνο για διεργασίες που δεν μπορούν να καλυφθούν από ανανεώσιμη ηλεκτρική ενέργεια. Ίσως όμως να είναι εφικτό να παραχθούν μεγάλες ποσότητες από πετρώματα βαθιά στο υπέδαφος, ενώ ταυτόχρονα να δεσμεύεται το διοξείδιο του άνθρακα.
Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Όστιν έδειξαν σε εργαστηριακές δοκιμές ότι η διαδικασία αυτή λειτουργεί σε έναν κοινό τύπο πετρώματος. Στόχος τους είναι τώρα να συνεργαστούν με εταιρείες για δοκιμές πεδίου.
«Ελπίζουμε να αποδείξουμε ότι θα μπορέσουμε να παράγουμε υδρογόνο με οικονομικό τρόπο, ενώ θα δεσμεύουμε CO2», λέει η Orsolya Gelencsér, μέλος της ομάδας. Όπως προσθέτει, ίσως να είναι δυνατό να παραχθεί την ίδια στιγμή και γεωθερμική ενέργεια.
Όταν καίγεται το υδρογόνο, παράγεται μόνο νερό και δεν προκαλεί υπερθέρμανση του πλανήτη. Γι’ αυτό και μπορεί να παίξει σημαντικό ρόλο στην επίτευξη των στόχων μηδενικών καθαρών εκπομπών, για παράδειγμα βοηθώντας στην απανθρακοποίηση βιομηχανικών διαδικασιών όπως η παραγωγή λιπασμάτων και ο χάλυβας.
Το πρόβλημα είναι ότι σχεδόν όλο το υδρογόνο παράγεται σήμερα από ορυκτά καύσιμα, κάτι που σημαίνει πως κατά την παραγωγή του εκπέμπεται μεγάλη ποσότητα CO2. Ένας τρόπος για να αποφευχθούν αυτές οι εκπομπές είναι η χρήση αιολικής ή ηλιακής ενέργειας για τη διάσπαση του νερού, ώστε να παραχθούν υδρογόνο και οξυγόνο.
Αυτό ήδη αρχίζει να γίνεται, όμως το υδρογόνο που παράγεται έτσι παραμένει για την ώρα ακριβότερο. Η παραγωγή του σε μεγάλη κλίμακα θα απαιτούσε επίσης τεράστιες ποσότητες ανανεώσιμης ενέργειας, κάτι που σημαίνει ότι λιγότερη από αυτή την πράσινη ενέργεια θα ήταν διαθέσιμη για άλλες χρήσεις, όπως η αντικατάσταση των μονάδων ηλεκτροπαραγωγής από άνθρακα.
Γι’ αυτό έχει αυξηθεί πρόσφατα το ενδιαφέρον για το φυσικό ή γεωλογικό υδρογόνο. Αρκετές διεργασίες μπορούν να παράγουν υδρογόνο στα πετρώματα και, υπό τις κατάλληλες συνθήκες, το αέριο μπορεί να συγκεντρωθεί και να εξαχθεί με τρόπους παρόμοιους με εκείνους του φυσικού αερίου. Αυτό θα μπορούσε να είναι καθαρό και φθηνό, όμως κανείς δεν γνωρίζει ακόμη πόσο φυσικό υδρογόνο υπάρχει πραγματικά διαθέσιμο. Κάποιοι ερευνητές θεωρούν ότι μπορεί να υπάρχουν τεράστιες ποσότητες που περιμένουν να αξιοποιηθούν, ενώ άλλοι —μεταξύ των οποίων και η Gelencsér— πιστεύουν ότι οι διαθέσιμοι πόροι ίσως είναι περιορισμένοι.
Το μοναδικό σημείο όπου εξορύσσεται και αξιοποιείται σχεδόν καθαρό φυσικό υδρογόνο είναι ένα χωριό στο Μάλι, το Bourakébougou, και αυτό σε πολύ μικρή κλίμακα.
«Νομίζω ότι είναι μια πολύ ιδιαίτερη περίπτωση», λέει η Gelencsér. Το υδρογόνο συνήθως παράγεται με χαμηλούς ρυθμούς και, επειδή τα μόριά του είναι πολύ μικρά, σπάνια τα υπερκείμενα πετρώματα προσφέρουν επαρκή στεγανοποίηση ώστε να συσσωρευτεί, εξηγεί.
Γι’ αυτό πολλές ομάδες σε όλο τον κόσμο εργάζονται τώρα πάνω σε τρόπους παραγωγής υδρογόνου από πετρώματα, αντί να περιμένουν να δημιουργηθεί φυσικά. Η προσέγγιση αυτή ονομάζεται διεγερμένη παραγωγή υδρογόνου και οι δοκιμές διαφόρων μεθόδων βρίσκονται ήδη σε εξέλιξη.
Ένας τρόπος είναι απλώς η έγχυση νερού στο υπέδαφος. Το νερό αντιδρά με ορισμένους τύπους πετρωμάτων και σχηματίζει υδρογόνο σε μια διαδικασία που ονομάζεται σερπεντινίωση, η οποία αποτελεί πηγή σημαντικού μέρους του φυσικού υδρογόνου. Η εισαγωγή περισσότερου νερού επιταχύνει τη διαδικασία.
Αυτό που συνειδητοποίησαν η Gelencsér και άλλοι είναι ότι κάθε CO2 που προστίθεται στο νερό θα πρέπει να αντιδρά με τα πετρώματα και να εγκλωβίζεται με τη μορφή ανθρακικών αλάτων. Η εταιρεία Carbfix ήδη ορυκτοποιεί CO2 στην Ισλανδία, προσθέτοντάς το στο νερό που διοχετεύεται στο υπέδαφος σε μια γεωθερμική μονάδα.
Η αποτίμηση της φύσης απέτυχε. Μπορούν οι ριζοσπαστικές τακτικές να τη σώσουν;
Η Gelencsér και οι συνεργάτες της πραγματοποίησαν τώρα εργαστηριακές δοκιμές με έναν τύπο ηφαιστειακού πετρώματος πλούσιου σε σίδηρο. Τοποθέτησαν δείγματα πετρωμάτων σε δοχείο υπό πίεση 1,2 έως 1,7 μεγαπασκάλ και τα θέρμαναν στους 90°C, ώστε να προσομοιώσουν τις συνθήκες σε βάθος, ενώ πρόσθεσαν είτε νερό με CO2 είτε νερό με το αδρανές αέριο αργό ως δείγμα ελέγχου. Το νερό με CO2 απελευθέρωσε περισσότερο υδρογόνο, πιθανότατα επειδή το CO2 σχηματίζει ανθρακικό οξύ, το οποίο διαλύει μέρος του πετρώματος και επιτρέπει σε περισσότερο νερό να αντιδράσει μαζί του. Παρατηρήθηκε και ορυκτοποίηση του CO2, όπως αναμενόταν, ενώ η παραγωγή υδρογόνου μπορούσε να ενισχυθεί περαιτέρω με την προσθήκη χλωριούχου νικελίου ως καταλύτη, όπως είπε η Gelencsér σε πρόσφατη συνάντηση της European Geosciences Union στη Βιέννη.
Οι ερευνητές κατάφεραν να απελευθερώσουν περίπου το 0,5% του υδρογόνου που θεωρητικά θα μπορούσε να παραχθεί από την αντίδραση του νερού με το πέτρωμα. Εκτιμούν ότι το ποσοστό αυτό πρέπει να φτάσει το 1% για να καταστεί η διαδικασία εφικτή. Ένας τρόπος για να επιτευχθεί αυτό θα ήταν η διάνοιξη σε μεγαλύτερο βάθος, όπου οι θερμοκρασίες είναι υψηλότερες και η σερπεντινίωση ενισχύεται, λέει η Gelencsér. Αυτό θα αύξανε το κόστος, αλλά θα μπορούσε επίσης να επιτρέψει την αξιοποίηση της υψηλότερης θερμοκρασίας για παραγωγή γεωθερμικής ενέργειας.
Σε παγκόσμιο επίπεδο υπάρχουν τεράστιοι όγκοι τέτοιων πετρωμάτων πλούσιων σε σίδηρο και, ακόμη και με απόδοση 1%, θα μπορούσαν δυνητικά να δώσουν πολύ περισσότερο υδρογόνο από τους 100 εκατομμύρια τόνους που παράγονται σήμερα σε όλο τον κόσμο.
«Είναι καλή δουλειά», λέει η Barbara Sherwood Lollar από το Πανεπιστήμιο του Τορόντο.
«Υπάρχει ξεκάθαρα αυξανόμενο ενδιαφέρον για προσεγγίσεις που συνδυάζουν τη διεγερμένη γεωλογική παραγωγή υδρογόνου με την ορυκτοποίηση του CO2», λέει ο Aliaksei Patonia από το Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης στη Βρετανία. «Πολλές ομάδες και νεοφυείς επιχειρήσεις εξετάζουν παραλλαγές αυτής της ιδέας».
Η σκοτεινιάζει όλο και περισσότερο ο ωκεανός σε όλο τον πλανήτη – τι συμβαίνει;
Σε μια εξέλιξη που αναδιαμορφώνει ολόκληρα οικοσυστήματα, οι ανοιχτοί ωκεανοί αφήνουν να περνά λιγότερο φως. Δεν γνωρίζουμε ακόμη πλήρως τις συνέπειες, όμως εξακολουθεί να υπάρχει ελπίδα, λέει ο ωκεανογράφος Tim Smyth.
Αν οι εταιρείες μπορούσαν να χρεώνουν για τη δέσμευση του CO2 με αυτόν τον τρόπο, όπως κάνει η Carbfix, τα πρόσθετα έσοδα θα μείωναν τον κίνδυνο και θα έκαναν τα έργα πιο ελκυστικά για τους επενδυτές, λέει ο Patonia. Ωστόσο, μένει να φανεί αν κάποια από αυτές τις προσεγγίσεις θα είναι βιώσιμη.
Η Sherwood Lollar θεωρεί ότι πρέπει να αξιοποιήσουμε τόσο τις μικρές ποσότητες φυσικού υδρογόνου που γνωρίζουμε ότι υπάρχουν όσο και να συνεχίσουμε να εξερευνούμε τη διεγερμένη παραγωγή υδρογόνου. Η ομάδα της μόλις έδειξε, για παράδειγμα, ότι ένα ορυχείο στο Timmins του Οντάριο εκπέμπει περίπου 140 τόνους υδρογόνου τον χρόνο, ποσότητα που θα μπορούσε να αξιοποιηθεί τοπικά.
«Δεν υπάρχει μία μαγική λύση», λέει. «Κάθε μία από αυτές τις πιθανές προσεγγίσεις μπορεί να συμβάλει και πρέπει να συμβάλει — και πρέπει να κινηθούμε γρήγορα».
European Geosciences Union General Assembly 2026 DOI: 10.5194/egusphere-egu26-15365
