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2026-08-24
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当前报纸名称:中国石化报

中国石化报

日期:07-21
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版面:第5版:中国石化报05版 08版       上一篇    下一篇

    ●什么是天然氢?

    天然氢又称白氢或金氢,是指在地质过程中自然形成、未经任何人为干预的氢气。它从地下岩石反应中直接产生,具有零碳排放的天然优势。但目前有国外专家提出,可以向具备产氢能力的地层中主动注入流体,以促进或激发氢气生成。这种通过人工干预方式获得的氢气,也被部分学者称为地质氢或橙氢。

    ●天然氢是怎样“藏”在地下的?

    天然氢的成藏方式与传统的天然气成藏方式截然不同。简单来说,常规天然气像“死水”,采一点少一点;天然氢更像“活水”,边采边补。

    在生成方面,虽然有机质也能生成天然氢,但其最主要来源是含二价铁离子的矿物或岩石与水发生水岩反应产生的。美国和澳大利亚的天然氢勘探已经证实:天然氢可以持续形成,且在开采过程中气藏压力能保持稳定,不出现明显下降。这意味着天然氢是一种动态补给的可再生资源。

    在保存方面,天然氢性质活泼,金属容器也难以长期密封保存,且容易被氧化,同时天然氢是多种微生物的能量来源,会不断因扩散、氧化或被微生物消耗而流失。因此,天然氢富集成藏是“供气-耗散(扩散与生物转化等)动态平衡”的结果,这也决定了天然氢气藏不可能具有太高的压力系数。

    在运移方面,天然氢分子小、穿透性强,在水平运移的过程中会不断发生垂向扩散。这就导致天然氢难以进行长距离的侧向运移,主要分布在距离源岩较近的地层中,属于“近源聚集”。

    在分布方面,天然氢是典型的“源控成藏”。生成天然氢所需的富二价铁离子的岩石或矿物主要是深源基性-超基性岩石,更容易出现在盆地的构造活跃区或盆地外部的造山带。

    ●灰氢、蓝氢、绿氢、白氢有什么不同?

    灰氢:以化石能源(如天然气、煤)为原料转化制得的氢气。最大优势是价格低,煤制氢成本为6~12元/千克。代价是碳排放强度高,最高达29(单位:千克二氧化碳当量/千克氢气)。

    蓝氢:灰氢+CCUS(碳捕集、利用与封存)。碳排放强度大幅降为2。额外增加的碳捕集成本推高了价格,在11~15元/千克。

    绿氢:利用可再生能源电解水制得的氢气。碳排放强度低于1,接近零碳排放。但成本也最高,在21~31元/千克。

    白氢:地下地质过程中自然形成的氢气。无须人工制取,完全零碳排放。井口获取价格在3.5~4元/千克。

    ●全球第一口天然氢专探井

    位于美国内布拉斯加州日内瓦市附近的Hoarty NE3井,是全球第一口专门为商业化开发天然氢而设计的勘探井。该井首次证实前寒武纪基底岩石中可以产出高浓度且流量稳定的天然氢气流。更重要的是,长期测试结果表明,天然氢是一种持续补给、动态再生的地下资源,而非一次性耗尽的资源。这一发现为全球天然氢勘探提供了“概念验证”基础,大大降低了后续勘探的不确定性。

    ●全球第二口天然氢专探井

    拉姆齐项目是澳大利亚首个、也是全球极少数专门针对天然氢部署的商业化勘探项目。1931年钻探的Ramsay Oil Bore 1井中意外测到了高纯度氢气(空气校正后最高达89%)。近一个世纪后,Gold Hydrogen公司利用现代技术对这口老井进行了验证和扩边勘探。在240米深的Parara组灰岩层中,新钻井检测到经空气校正后73.3%的氢气,用现代数据确认了浅部天然氢气藏真实存在。在892米深的基底岩石中,还检测到经空气校正后3.6%的氦气,远高于全球商业开采标准(通常高于0.1%即具经济价值)。