Η αποθήκευση διοξειδίου του άνθρακα σε πετρώματα, ενώ παράλληλα παράγεται από αυτά υδρογόνο — και ίσως ακόμη και γεωθερμική ενέργεια — θα μπορούσε να αποτελέσει διπλό όφελος για το κλίμα. Ήδη αρκετές ερευνητικές ομάδες προσπαθούν να το κάνουν πράξη.
Η εγκατάσταση Carbfix στην Ισλανδία. Oksana Baliukeviciene/Alamy
Το καθαρό υδρογόνο είναι απαραίτητο για διαδικασίες που δεν μπορούν να καλυφθούν από ανανεώσιμη ηλεκτρική ενέργεια και ίσως είναι δυνατό να παραχθούν μεγάλες ποσότητες από πετρώματα βαθιά στο υπέδαφος, ενώ ταυτόχρονα να δεσμεύεται διοξείδιο του άνθρακα.
Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Όστιν έδειξαν σε εργαστηριακές δοκιμές ότι η διαδικασία αυτή λειτουργεί για έναν κοινό τύπο πετρώματος. Τώρα θέλουν να συνεργαστούν με εταιρείες για δοκιμές στο πεδίο.
«Ελπίζουμε να αποδείξουμε ότι θα μπορούμε να παράγουμε υδρογόνο με οικονομικό τρόπο, ενώ θα δεσμεύουμε CO2», λέει η Orsolya Gelencsér, μέλος της ομάδας. Σύμφωνα με την ίδια, ίσως να είναι δυνατό να παραχθεί ταυτόχρονα και γεωθερμική ενέργεια.
Όταν καίγεται το υδρογόνο, παράγεται μόνο νερό, άρα δεν προκαλεί υπερθέρμανση του πλανήτη. Το υδρογόνο θα μπορούσε έτσι να παίξει σημαντικό ρόλο στην επίτευξη του net zero, για παράδειγμα βοηθώντας στην απανθρακοποίηση βιομηχανικών διεργασιών όπως η παραγωγή λιπασμάτων και η χαλυβουργία.
Το πρόβλημα είναι ότι σχεδόν όλο το υδρογόνο σήμερα παράγεται από ορυκτά καύσιμα, κάτι που σημαίνει ότι εκπέμπεται μεγάλη ποσότητα CO2 κατά την παραγωγή του. 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 εφαρμόζεται, αλλά προς το παρόν το υδρογόνο που παράγεται με αυτόν τον τρόπο είναι ακριβότερο. Η παραγωγή του σε μεγάλη κλίμακα θα απαιτούσε επίσης τεράστιες ποσότητες ανανεώσιμης ενέργειας, πράγμα που σημαίνει ότι λιγότερη από αυτήν την πράσινη ενέργεια θα ήταν διαθέσιμη για άλλες χρήσεις, όπως η αντικατάσταση των μονάδων ηλεκτροπαραγωγής με άνθρακα.
Γι’ αυτό έχει αυξηθεί τελευταία 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 συσσωρευτεί και να αξιοποιηθεί με τρόπους αντίστοιχους του φυσικού αερίου. Αυτό θα μπορούσε να είναι καθαρό και φθηνό, όμως κανείς δεν γνωρίζει ακόμη πόσο φυσικό υδρογόνο υπάρχει διαθέσιμο. Κάποιοι ερευνητές θεωρούν ότι μπορεί να υπάρχουν τεράστιες ποσότητες που περιμένουν να αξιοποιηθούν, ενώ άλλοι — μεταξύ τους και η Gelencsér — πιστεύουν ότι οι φυσικοί πόροι υδρογόνου ίσως είναι περιορισμένοι.
Το μοναδικό μέρος όπου εξάγεται και αξιοποιείται σχεδόν καθαρό φυσικό υδρογόνο είναι ένα χωριό στο Μάλι που λέγεται Bourakébougou, και αυτό σε πολύ μικρή κλίμακα.
«Νομίζω ότι πρόκειται για 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 καλό φράγμα ώστε να συσσωρευτεί, σημειώνει.
Γι’ αυτό πολλές ερευνητικές ομάδες σε όλον τον κόσμο εργάζονται πλέον πάνω σε τρόπους παραγωγής υδρογόνου από πετρώματα, αντί να περιμένουν να σχηματιστεί φυσικά. Η προσέγγιση αυτή ονομάζεται διεγερμένη παραγωγή υδρογόνου και ήδη γίνονται δοκιμές με διάφορες μεθόδους.
Ένας τρόπος είναι απλώς η έγχυση νερού στο υπέδαφος. Το νερό αντιδρά με ορισμένους τύπους πετρωμάτων και σχηματίζει υδρογόνο μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται σερπεντινίωση, η οποία είναι η πηγή μεγάλου μέρους του φυσικού υδρογόνου. Η έγχυση 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 παγιδεύεται με τη μορφή ανθρακικών αλάτων. Η εταιρεία Carbfix ήδη μετατρέπει το CO2 σε ορυκτή μορφή στην Ισλανδία, προσθέτοντάς το στο νερό που αντλείται υπόγεια σε μια γεωθερμική μονάδα.
Η τιμολόγηση της φύσης απέτυχε. Μπορούν οι ριζοσπαστικές τακτικές να τη σώσουν;
Η Gelencsér και οι συνεργάτες της έκαναν τώρα εργαστηριακές δοκιμές με έναν τύπο ηφαιστειακού πετρώματος πλούσιου σε σίδηρο. Τοποθέτησαν δείγματα πετρώματος σε δοχείο υπό πίεση 1,2 έως 1,7 μεγαπασκάλ και τα θέρμαναν στους 90°C ώστε να προσομοιώσουν συνθήκες σε βάθος, προσθέτοντας είτε νερό με CO2 είτε νερό με το αδρανές αέριο αργόν ως δείγμα ελέγχου. Το νερό με CO2 απελευθέρωσε περισσότερο υδρογόνο, πιθανότατα επειδή το CO2 σχηματίζει ανθρακικό οξύ, το οποίο διαλύει μέρος του πετρώματος και έτσι επιτρέπει σε περισσότερο νερό να αντιδράσει μαζί του. Παρατηρήθηκε και ορυκτοποίηση του CO2, όπως αναμενόταν, ενώ η παραγωγή υδρογόνου μπορούσε να ενισχυθεί ακόμη περισσότερο με την προσθήκη χλωριούχου νικελίου ως καταλύτη, όπως ανέφερε η Gelencsér σε πρόσφατη συνεδρίαση 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. Θεωρούν ότι αυτό πρέπει να φτάσει στο 1% για να είναι εφικτή η διαδικασία. Ένας τρόπος να γίνει αυτό θα ήταν η μεγαλύτερη διείσδυση σε βάθος, όπου οι θερμοκρασίες είναι υψηλότερες και ενισχύουν τη σερπεντινίωση, λέει η Gelencsér. Αυτό θα κόστιζε περισσότερο, αλλά ίσως θα μπορούσε να αξιοποιηθεί και η υψηλότερη θερμοκρασία για γεωθερμική ενέργεια.
Σε παγκόσμιο επίπεδο υπάρχουν τεράστιοι όγκοι τέτοιων πετρωμάτων πλούσιων σε σίδηρο, που ακόμη και με απόδοση 1% θα μπορούσαν ενδεχομένως 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 σαφώς 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».
Τα ωκεάνια νερά σκοτεινιάζουν σε όλο τον πλανήτη – τι συμβαίνει;
Σε μια αλλαγή που αναδιαμορφώνει ολόκληρα οικοσυστήματα, οι ανοιχτοί ωκεανοί αφήνουν να περάσει λιγότερο φως. Δεν κατανοούμε πλήρως ακόμη τις συνέπειες, όμως εξακολουθεί να υπάρχει ελπίδα, λέει ο ωκεανογράφος Tim Smyth.
Αν οι εταιρείες μπορούσαν να χρεώνουν για τη δέσμευση CO2 με αυτόν τον τρόπο, όπως κάνει η Carbfix, τα πρόσθετα έσοδα θα μείωναν τους κινδύνους 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 αξιοποιηθούν και οι μικρές ποσότητες φυσικού υδρογόνου που ήδη γνωρίζουμε, αλλά και να συνεχιστεί η έρευνα στη διεγερμένη παραγωγή υδρογόνου. Η ομάδα της μόλις έδειξε, για παράδειγμα, ότι ένα ορυχείο στο Timmins, στο Οντάριο, εκπέμπει περίπου 140 τόνους υδρογόνου τον χρόνο, ποσότητα που θα μπορούσε να αξιοποιηθεί τοπικά.
«Δεν υπάρχει μαγική λύση», λέει. «Καθεμία 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
