地下矿井给出的新线索

加拿大安大略省北部 Kidd Creek 矿井的长期观测显示，地下岩石与水反应产生的氢气，可能成为零碳能源的新来源，但距离商业化仍有关键缺口。

20世纪90年代，多伦多大学地球化学家 Barbara Sherwood Lollar 进入 Kidd Creek 矿井开展研究。这个矿井深入北美古老地壳超过3公里，她的团队在那里发现了被困地下超过10亿年的古老卤水。更重要的是，这些地下水并非“死水”：其中存在以氢为能量来源的微生物，而氢来自水与岩石之间的反应，以及部分元素放射性衰变造成的水分子分解。

多年后，Sherwood Lollar 重新审视团队积累的氢气数据，问题从“地下是否有生命”转向“地下氢是否可用作能源”。所谓地质氢，指在地壳内部自然生成并迁移的氢气。相比通过化石燃料制氢或用电解水制氢，若能直接获取地下已经生成的氢，理论上可减少排放和能量转换损耗。

关键数据：有氢，但还不是“富矿”

Sherwood Lollar 与同事 Oliver Warr 分析了 Kidd Creek 矿井35个钻孔、超过10年的记录。他们发现，每个钻孔平均每年持续释放约8公斤氢气。若按矿区超过14000个钻孔外推，每年大约有140公吨氢气从矿井通风系统中散逸，未被利用。

这项结果已发表于 PNAS。就全球能源需求而言，140公吨不是颠覆性数字；但研究者认为，如果能被有效捕集，至少可为矿井运营提供一部分能源，并成为地质氢实际利用的本地示范。

文中涉及的关键事实包括：

• Kidd Creek 矿井深度超过3公里；
• 古老卤水被困地下超过10亿年；
• 35个钻孔平均每年各释放约8公斤氢气；
• 外推至超过14000个钻孔，年释放量约140公吨；
• 阿尔巴尼亚 Bulqizë 铬矿每年至少流出200公吨氢气。

这些数据说明，天然氢确实在一些地质环境中持续产生和迁移。法国格勒诺布尔阿尔卑斯大学地球化学家 Laurent Truche 也指出，当前挑战已不只是证明天然氢存在，而是证明它能以经济、可靠的方式实现商业规模生产。

全球勘探与“增产”路线并行

地质氢热潮正在吸引创业公司和研究机构。美国地质调查局研究人员估计，地壳中生成的氢可达“数万亿吨”量级；如果其中很小一部分可被回收，理论上可满足全球氢需求数个世纪。这一前景推动了全球范围内的勘探，包括澳大利亚公司 HyTerra，以及比尔·盖茨支持的 Koloma。两家公司都在美国中西部寻找与产氢相关的古老海洋岩石。

但现实进展仍有限。到目前为止，还没有公开报道显示有人发现了具备商业可行性的地质氢气藏。企业之间也在争夺位置和投资，公开数据相对稀缺，使外界难以判断真实进展。

另一条路线是“刺激产氢”：向能与水反应的岩石中注入水、热量或催化剂，加快天然产氢过程。美国能源部高级研究计划署 ARPA-E 已资助十多个相关项目，并设定目标：将产氢反应速率提高10000倍。这里的“催化剂”指能加速化学反应、但自身不被消耗的物质。

阿曼实验与未解问题

今年早些时候，阿曼山区的一项实验提供了值得关注的迹象。研究团队钻探了一个1公里深的钻孔，并向岩石中注入50000立方米水。数月后打开井口时，有气体喷出，其中90%为氢。英国南安普敦大学地球科学家 Jo Shannon 在欧洲地球科学联盟会议上介绍称，井中气体不断冒出。

不过，这并不等于商业化已经到来。Shannon 同时提醒，最关键的问题仍未解决：这些氢究竟是注水后新生成的，还是原本就储存在地下、只是被释放出来？这个区别决定了刺激产氢是否真的可控、可复制。

行业判断：从“发现氢”到“卖得起氢”

地质氢的吸引力在于，它可能绕开传统制氢的高排放或高能耗环节，为工业、矿业等本地用能场景提供低碳燃料。但 Kidd Creek 和 Bulqizë 的案例也说明，已观测到的自然流量仍偏区域化、分散化，未必天然适合大规模能源市场。

接下来，行业竞争焦点将从找气转向三件事：稳定产量、低成本捕集，以及证明增产技术确实创造了新氢而非消耗既有储量。若矿井等场景能率先形成小规模示范，地质氢有望成为氢能体系的补充来源；但在商业气藏和可靠增产被验证前，它仍是一项前景诱人、证据正在积累的早期能源技术。