Hledání „zlatého“ vodíku: Stačí ještě jeden objev a změní se svět

Článek si také můžete poslechnout v audioverzi.

V roce 1987 se poblíž vesnice Bourakébougou v Mali stala zvláštní věc – ze 108 metrů hlubokého vrtu studny začal místo vody proudit neznámý plyn. Když se do díry podíval dělník, co zrovna kouřil cigaretu, plyn explodoval a popálil ho. Ve dne modrý a v noci žlutý oheň z díry tryskal dalších několik týdnů, než se ho dělníkům podařilo uhasit a vrt utěsnit. Lidé z vesnice se od té doby místu raději vyhýbali, protože věřili, že je prokleté. To trvalo až do roku 2007, kdy se o tom doslechl malijský podnikatel Aliou Diallo. Koupil práva na průzkum oblasti a rozhodl se z „prokletého místa udělat požehnané“.

O pět let později Diallo zjistil, že plyn, který před lety začal z vrtu unikat, byl z 98 % vodík. To bylo velmi překvapivé, protože o vodíku se soudilo, že se nemůže vyskytovat ve větších množstvích takto uvězněný pod zemí.

Tímto příběhem, který popsal v nedávném článku časopis Science, se nastartoval hon za zodpovězením vzrušující otázky: Jsou v podzemí dosud přehlížená velká ložiska uhlíkově neutrálního a obnovitelného paliva?

Jasnou odpověď zatím nikdo nezná. Šance, že odpověď zní ano, ale přinejmenším není nereálná.

O vodíku se mluví jako o možném palivu budoucnosti či zelené alternativě fosilních paliv alespoň pro oblasti, kde se nehodí elektrifikace, už dlouho. Počítá se nicméně s tím, že se musí vyrábět. To jde mnoha způsoby – s přihlédnutím k uhlíkově stopě se mluví např. o zeleném, bílém, hnědém a dalším vodíku.

Vodík vytěžený rovnou z podzemí by byl novou kategorií – takzvaným zlatým vodíkem. Stejný pojem se používá v souvislosti s projekty, které například zkoumají možnost nechat vodík vytvořit bakteriemi ve vytěžených ložiscích ropy. Přírodní vodík by ale mohl být ještě atraktivnější.

Proč tedy ještě nevypukla zlatá vodíková horečka a tématu přírodních zásob vodíku nejsou plná média?

Protože se zatím ví příliš málo a naděje, že pod zemí jsou uvězněna kvanta zlatého hydrogenu, může být planá. Podle Science to tedy aktuálně vypadá tak, že velké těžařské společnosti zatím vyčkávají a vývoj pozorují zpovzdálí, zatímco riziko investic s nejistým výsledkem na sebe berou menší projekty.

Těch už je po světě řada. Například už v roce 2019 začal vrtat jeden startup v Nebrasce a hodně jich začíná působit také v Austrálii. První evropský podzemní vodík chce vytěžit projekt Helios Aragon, který ho hledá v podhůří španělských Pyrenejí.

Podle britského vědce Jona Gluyase, který v tomto projektu plní roli odborného poradce, je pro potenciální boom v oboru potřeba nalézt jediné podobně velké ložisko jako v Mali. Musí se ale objevit v nějaké části světa, kde pro vodík bude komerčně zajímavé odbytiště. „Stačí ještě jeden takový objev někde v USA nebo Evropě a svět se v okamžiku změní,“ prohlásil Gluyas v rozhovoru pro Seznam Zprávy.

Vodík z podzemní kapsy poblíž malijské vesnice Bourakébougou podle Science posloužil zejména místním. Na zdroj se napojil generátor, který vesnici zásoboval elektřinou. Snaha podnikatele vodíkové pole plně komercializovat se však nezdařila a v okolí se vyvrtalo jen několik dalších průzkumných vrtů.

Příběh měl nicméně velkou odezvu ve světě. V roce 2018 o případu vyšel článek v mezinárodním vědeckém žurnálu a pak se podle Science roztrhl pytel s dalšími studiemi rozvíjejícími naději, že zlatý vodík může být ve velkém dostupný.

Dalším milníkem, který k tématu přitahuje pozornost, byla podle Gluyase loňská publikace modelu americké geologické služby USGS. Uznávaná agentura v něm uvádí, že by v místech dostupných těžbě možná mohly být uvězněny až biliony tun vodíku, což je dost na uspokojení celosvětové poptávky na „tisíce let“. A to i v případě, že se kvůli přechodu na zelenou energii může spotřeba vodíku rapidně zvýšit.

„Odhadů, které jsou na sobě nezávislé a došly ke stejnému závěru, je víc,“ říká k tomu Gluyas s tím, že například jeho kolegové podobné odhady učinili už před téměř deseti lety.

Nejisté jsou tyto odhady jednoduše proto, že vědci ještě úplně nerozumí všem procesům vzniku podzemního vodíku a jeho pohybům. Nedokáží proto dobře odhadnout, jak velká je šance, že se vodík vyskytuje v takovém množství a na takových místech, aby měla jeho těžba komerční smysl.

Výhodou přírodního vodíku je, že na rozdíl třeba od ropy nebo zemního plynu nevznikl před miliony let, ale vzniká prakticky neustále, když podzemní voda reaguje s minerály železa při vysoké teplotě a tlaku.

Vodík ale zároveň může v podzemí reagovat s dalšími prvky nebo ho můžou i „sníst“ bakterie. Kromě toho má velmi malé molekuly a je lehký, což zvyšuje šanci, že místo hromadění v nějaké podzemní kapse unikne na povrch.

Gluyas, a nejen on, přesto věří v existenci velkých ložisek. „V posledních asi 10 letech jsem pracoval hlavně v oblasti helia. K vodíku jsem se dostal kvůli tomu, že při jednom z procesů vzniku helia vzniká právě i vodík,“ podotýká geolog s tím, že v něm naději v existenci ve velké a dostupné zásoby přírodního vodíku živí docela jednoduchá hypotéza. V pevninské kůře podle odhadů vzniká prostě tak obrovské množství vodíku, že i když se ho zachová jen malé procento, pořád to může být dost.

Názor, že by se vodík dal ve velkém těžit s profitem, je nicméně i přes nadějné studie z posledních let v oboru stále spíše menšinový.

Největší naděje na komerčně dostupný vodík je podle Science tam, kde jsou na železo bohaté minerály – jako například olivín – dost hluboko na to, aby v prostředí byla teplota nad 200 °C, a zároveň ne moc hluboko na to, aby se k nim nemohla dostat z povrchu prosakující voda.

Gluyas a jeho kolegové přírodní vodík hledají v okolí zapomenutých vrtů ze 60. letech minulého století, z nichž podle starých záznamů mimo jiné unikal právě i vodík.

Na otázku, jak je možné, že tato data upadla na desítky let v zapomění, odpovídá Gluyas následovně: „To je velmi jednoduché. Vodík se dá snadno vyrobit. U většiny způsobů výroby máte sice jako vedlejší produkt CO2, ale to dřív nevadilo. Teď, když víme, jak je CO2 nebezpečný a snažíme se snížit jeho množství v atmosféře, nechceme tyto metody využívat, a pokud ano, snažíme se ho zachytit, což celý proces zdražuje. S tím se zvýšila poptávka po čistém vodíku, která tady dříve nebyla.“

Na to ostatně upozorňuje i USGS. Šanci, že ložiska vodíku mohla být jednoduše přehlédnuta, zvyšuje fakt, že tento plyn se zpravidla nevyskytuje tam, kde se vyskytuje ropa. Když navíc vrtači studen v minulosti měřili, co z vrtů uniká, zřídkakdy se podle USGS „obtěžovali měřit přítomnost vodíku“.

„Sečteno a podtrženo to znamená, že jsme dosud v podstatě vůbec nehledali. Nesnažili jsme se ho najít na správných místech ani správnými nástroji,“ řekl k tomu geochemik z USGS.

Gluyas přiznává, že přestože osobně v budoucnost zlatého vodíku věří, objektivně nelze říct, zda jsme na začátku revoluční změny. „Jestli jsem měl pravdu, nebo se mýlil, ukáže až čas. Momentálně známá fakta jsou však podle mě dostačující k entuziasmu,“ soudí vědec. Dodává, že pokud by byl investorem s obrovským množstvím prostředků, na nic by nečekal.

I když se podaří objevit velká a dostupná ložiska, bude muset vodík pořád překonat ještě dlouhou řadu překážek.

Jednou z nich je například skladování. Jeden kilogram vodíku sice podle Science může uvolnit stejně energie jako necelé čtyři litry benzinu, ale pokud není stlačený, zabírá víc místa než buben velké pojízdné míchačky na beton. Existují způsoby, jak tento poměr vylepšit, ale ty přinášejí další problémy. Například zkapalněný vodík se musí chladit na teplotu –253 °C.

Kvůli tomu a chybějící distribuční síti startupy často omezují plány na využití vodíku na lokální úroveň.

Šéf projektu Helios Aragon, Ian Munro, na základě dosavadních měření odhaduje, že v nejnadějnějším místě by se dalo během 20 až 30 let získat asi 1,1 milionu tun vodíku se startem těžby v roce 2028. Jedno těžební pole by tak podle něj mělo vystačit na uspokojení spotřeby lokálního průmyslu, který tvoří zhruba necelou desetinu současné spotřeby vodíku celého Španělska.

Pokrok projektu momentálně znemožňuje legislativa. Munro ale věří, že se to brzy podaří vyřešit. Seznam Zprávám také prozradil, že už plánuje další projekt v Polsku.