Mysterious ‘fairy circles’ spark race to unlock Australia’s natural hydrogen reserves
澳洲的能源危机答案可能不是风能或太阳能——它可能藏在Outback神秘“仙女圈”的地下。
澳洲高度政治化的能源辩论可能有点“仙过头”了。但这些标记着Outback家园的超凡环形图案，可能代表着一个就在我们眼皮底下的解决方案。
地质氢。
我们已经知道它十多年了。但这个课题似乎被堪培拉的游说集团搁置了。
“仙女圈”是地下天然氢储层渗透到地表的一种指示标志。它也很可能出现在澳洲的磁铁矿中。氢意味着燃料——燃烧没有污染的燃料。
埃迪斯科文大学副教授Alireza Keshavarz表示：“澳洲可能坐拥一个巨大的、未开发的能源储备。有足够的氢让澳洲受益几代人，甚至可能让我们成为向世界出口清洁能源的主要国家。”
但科学还没跟上。澳洲枯竭的铁矿场下是否真的蕴藏着巨大的未开发储层？在我们古老侵蚀的山脉之下？在我们广阔平坦的沙漠之中？
这是一个诱人的前景。一个甚至可能让不满的化石燃料矿业大亨满意的前景。毕竟，他们正是开采它所需的人。而且他们已经拥有大部分最有希望的土地。
现在，竞赛开始了。谁能第一个证明氢仙女真的存在——并且可以让它们工作？
钻吧，宝贝，钻吧！
“天然氢已经生成好了——只需要收集起来，”堪萨斯大学化学工程师Promise Longe认为。美国地质调查局估计，约有5万亿吨天然氢埋藏在地壳之下。“即使只占总量的2%，也超过地球上所有已探明的天然气储量，足以满足未来200年的预计需求，即使考虑到消费增长。”
但对可行地下储层的相对有限的勘探尚未产生有希望的结果。
然而，“仙女圈”可能是一个明显的线索。研究人员表示，这些神秘的地貌是由加压氢气通过沉积土壤冒泡造成的。氢气排开水，改变了地表的肥力，从而形成了显眼的、直径往往达数百米的死亡圆圈，边缘环绕着顽强的植物生长。
维也纳大学地质系主任Bernhard Grasemann兴奋地说：“‘仙女圈’因此可以作为未来寻找地下氢源的天然路标——一种可能取之不尽、用之不竭的环保能源。”
另一个希望是，这一地质过程可以被加速。埃迪斯科文大学的研究人员认为，西澳皮尔巴拉的铁矿可能隐藏着保障我们未来能源需求的关键。在地下，富含铁的磁铁矿床在高压下与热水结合时会产生氢气。这是一个已经进行了数百万年的自然过程。
还有古老的断层带，火成岩与沉积岩在此交汇。在这里，水再次接触到矿物质，反应生成氢气。
加点水就行？
这个想法是把高温（250°C）的水注入地下磁铁矿床，然后捕获产生的氢气。埃迪斯科文大学的研究称，挑战在于把这个过程从实验室实验转化为工业流程。这可能需要一个类似于水力压裂的系统——通过注入加压流体使地下岩石破裂。新暴露的岩石表面与水结合后会产生氢气。一旦那块岩石耗尽，就重复这个过程。
捕获这种难以捉摸的轻气体则是另一回事。但一些矿业初创公司看到了这种产业的潜力。总部位于澳洲的HyTerra已经开始勘探——在内布拉斯加州和堪萨斯州，而不是澳洲。它报告称发现了一些氢气浓度高达96%的样本。不过，Gold Hydrogen和Thor Energy已经在澳洲开始了——他们一直在南澳寻找。
“这不是淘金热，”Sherwood Lollar教授去年在向英国皇家学会提交的一份关于天然氢的报告中表示。“随着兴趣的增长，我们需要确保证据始终是讨论的核心。我们需要扎实的科学、良好的数据和对可能性的现实看法，以确保炒作不会失控。”
麻省理工学院最近的一份评估报告也表达了有条件的乐观。“这里仍然有大量悬而未决的问题：众所周知，氢气很难运输和储存，要么需要大量空间，要么需要超低温才能迫使气体变成液态。但如果工程和物流问题得到解决，这可能预示着氢能的新开端。”
热度降温
南澳工党政府的旗舰绿色氢项目于2025年崩溃，同时破灭的还有亿万富翁投资者Sanjeev Gupta拯救Whyalla钢铁厂的希望。那里的一座新炉原本应该是大规模新太阳能和风力发电场产生的氢气的专属市场，并帮助该州经济向更广泛的氢经济“转型”。但该项目从一开始就面临诸多不利因素。
太阳能电池捕获的能量中只有10%到25%通过电解水转化为氢燃料。将电力直接出售给市场要有利可图得多。即使是电池也能储存约95%输入的能量。
氢也是一种非常轻的气体。比液化石油气轻得多。简单来说，一升未压缩的液化天然气产生的能量是同等体积未压缩氢气的2000倍。这意味着，即使经过压缩，商用车辆通常也无法携带足够多的氢气来产生有用的里程数。而航天工业必须将氢气冷冻到零下253°C，使其密度足够大才能有效储存。
它还具有很强的腐蚀性。因此，即使在现有的液化天然气管道和公用设施中添加少量氢气，也需要进行大规模升级。
但它有一个小众而关键的市场。
关于绿色氢的许多论点，（无意中）已经被化石燃料游说者提出了。它是一种天然气，就像我们都熟悉的液化石油气一样。它在太阳不照耀、风停止吹的时候也能用。只不过它不会向我们日益饱和的大气中排放更多的碳。相反，当它燃烧时，排放的是水。
那么，与电池储存的风能和太阳能相比，它能给工业带来什么呢？
原始火焰。
像石油气一样，可以将炽热的气流喷射到熔炉中。这对于钢铁、玻璃、氨肥、甲醇和水泥等关键行业至关重要。更不用说用于“补充”波动的电网了。电力替代品正在开发中，但这使得它们复杂、效率较低且昂贵——至少在可预见的未来是这样。氢气流像石油气一样，可以根据需求调节大小。煤炭、核能和太阳能/风能来源的反应速度则远没有那么灵敏——甚至根本无法调节。这就是电池成为热门话题的原因。
这也是堪培拉大量政治空谈背后的基本事实。液化天然气是目前主要的（高污染）工业能源来源。人工制氢仍然是一种低效且昂贵的替代品。天然氢，如果能被开采出来，有可能绕过这两类问题。