Водород из недр

Бывший советник президента России академик Сергей Глазьев предложил правительству поддержать разработку технологий по прямой добыче водорода. Сейчас этот газ получают в основном из метана, каменного угля или воды.

Глазьев возглавляет в Российской академии наук совет по комплексным проблемам евразийской экономической интеграции, модернизации, конкурентоспособности и устойчивому развитию. Как глава совета он 11 ноября направил на имя премьер-министра Михаила Мишустина письмо, которое демонстрирует неординарный подход к решению энергетической и климатической проблем.

Снизу вверх или сверху вниз?

Существуют две основные теории происхождения нефти - биогенная и абиогенная. Первая говорит о том, что «чёрное золото» представляет собой трансформировавшиеся в недрах органические отложения. Вторая теория представляет нефть и попутный газ как продукты взаимодействия веществ в глубинах Земли - естественных химических реакторах, где действуют высокие давления и температуры.

Исторически сложилось так, что научная школа, утверждающая абиогенное (неорганическое, минеральное) происхождение нефти, развивается в нашей стране, а приверженцы биогенной теории в основном находятся за рубежом. Ежегодно в Москве проходят Кудрявцевские чтения - конференция, названная в честь основоположника современной гипотезы неорганического происхождения нефти. В ходе её специалисты в геологии, нефтегазодобыче, сейсмике и других областях делятся своими последними наработками и новыми открытиями.

В пользу абиогенной теории говорит немало фактов. Не секрет, что месторождения нефти бывают не только в осадочных, но и в магматических и метаморфических горных породах. Кроме того, углеводороды встречаются в веществе, извергающемся из вулканов. Они присутствуют как в Земле, так и в метеоритах, в хвостах комет, в атмосфере других планет и в рассеянном космическом веществе. На спутнике Сатурна Титане обнаружены реки и озёра, состоящие из смеси метана, этана, пропана, этилена и ацетилена.

Где искать?

Конечно, богатые углеводородные запасы России объясняются огромными просторами нашей страны и её геологическим разнообразием, но стоит также отметить, что мы хорошо знаем, где и как нужно искать нефть и газ. Делать это нужно, во-первых, там, где в доисторические эпохи были леса и болота, а потому накопились мощные слои осадочных пород, образовав ловушки для нефти и газа. А во-вторых - в местах разломов земной коры, по которым нефть поднимается из больших глубин. И существование месторождений, где нефть добывается уже более сотни лет и всё никак не закончится, только подтверждает её глубинное происхождение.

Одна из абиогенных гипотез говорит, что углеводороды образуются на глубинах 100-200 км при огромных давлениях и температурах свыше тысячи градусов из содержащихся в мантии Земли воды и углекислого газа в присутствии закисных соединений металлов. По другой гипотезе нефть образовалась из водорода и соединений углерода в результате процесса Фишера - Тропша (а это - целый комплекс химических реакций).

Сколько его там?

Предлагая заняться прямой добычей водорода из недр, академик Глазьев опирается на теорию советского профессора-геолога Владимира Ларина о гидридном строении Земли (гидриды - соединения водорода с металлами) и на факты водородной дегазации. Например, во многих случаях землетрясения тектонического происхождения сопровождаются увеличением содержания водорода в воздухе в эпицентре и прилегающих районах. Сам Ларин свою концепцию называл «гипотезой изначально гидридной Земли». Она предполагает, что находящийся в ядре планеты водород выходит на поверхность в районе крупных тектонических разломов, где его можно добывать в огромном количестве, превышающем «потенциальные потребности человечества». Сотрудник Института физики Земли РАН Николай Ларин (сын Владимира Ларина) утверждал, что Земля ежегодно выбрасывает из своих глубин до пятисот миллиардов тонн водорода.

Нужно осваивать

Концепция развития водородной энергетики до 2050 года, утверждённая правительством в августе 2021 года, не учитывает возможности прямой добычи водорода. И академик Глазьев в письме к правительству написал, что в России выявлено более двух тысяч точек истечения водорода из недр. Он утверждает, что разработка природных месторождений водорода должна обходиться во много крат дешевле, чем используемые сегодня технологии его получения из метана или воды.

Глазьев просит премьер-министра Михаила Мишустина включить в утверждённую концепцию развития водородной энергетики научные исследования и разработки по технологиям добычи природного водорода и подготовить нормативно-правовую базу - внести водород в классификатор полезных ископаемых, организовать выдачу лицензий на его месторождения с постановкой запасов на госбаланс, определить порядок согласования и утверждения проектной и технической документации на их разработку. А также он предлагает запустить пилотный проект по добыче нового топлива в одном из регионов. «Создав технологии и организовав добычу природного водорода, Россия выйдет в мировые лидеры в водородной энергетике», - убеждён Глазьев.

Министерство природных ресурсов и экологии поддерживает идею по проработке технологии добычи водорода на основе исследований Ларина с привлечением геологических институтов РАН. Главный геолог «Росгеолэкспертизы» доктор геолого-минералогических наук Владимир Полеванов считает, что добывать природный водород реально, и соглашается, что это обойдётся дешевле, чем его получение из полезных ископаемых традиционными способами. «Ближайшее скопление крупных месторождений водорода находится в Воронежской области. Уже сейчас там можно начать опытные работы, если на это будут выделены средства из бюджета», - отмечает он. Кстати, Глазьев в письме к премьер-министру тоже приводит пример Воронежской области. По его данным, там ежегодно выделяется из недр свыше трёх миллионов тонн водорода. Но Полеванов уточняет, что технология добычи водорода пока не разработана. Чтобы создать её и запустить пилотный проект, понадобится не менее семи лет.

Будь проще!

Если предложения академика Глазьева материализуются в виде реальных проектов, можно будет говорить о развороте долгосрочной тенденции. До сих пор топливно-энергетический комплекс только наращивал сложность технологических процессов. Например, нефтяникам приходилось выходить в акватории морей, вовлекать в разработку запасы вязкой и высокосернистой нефти (в некоторых странах - сланца), использовать изощрённые методы для повышения нефтеотдачи и переходить к утилизации попутного нефтяного газа взамен его сжигания на факелах. Нефтеперегонные заводы тоже постоянно совершенствовали технологии, снижая содержание токсичных элементов в топливе и увеличивая глубину переработки сырья. С водородом энергетические компании смогут, как говорится, начать с чистого листа.