萬億級(jí)“白氫”熱潮席卷全球：天然氫能否開啟能源革命新紀(jì)元？

2月7日，法國初創(chuàng)公司Mantle8宣布完成340萬歐元（約合353萬美元）的種子輪融資，投資方包括由比爾蓋茨領(lǐng)導(dǎo)的Brea kthrough Energy Ventures、氣候科技風(fēng)投公司Kiko Ventures等知名機(jī)構(gòu)。Mantle8憑借其專有技術(shù)，聲稱能夠以“世界首創(chuàng)的精度”探測(cè)地下天然氫礦點(diǎn)，并計(jì)劃到2030年找到1000萬噸天然氫。這一事件再次使天然氫成為能源界關(guān)注的焦點(diǎn)之一。

早在2023年，《科學(xué)》雜志就將“尋找天然氫源的熱潮”列為年度十大科學(xué)突破之一，這一消息如同一顆深水炸彈，在全球能源界激起千層浪。從西非馬里的村莊供電奇跡，到法國東北部發(fā)現(xiàn)的億噸級(jí)“白氫”礦藏，再到澳大利亞、西班牙等國的勘探突破，天然氫——這種自然生成的無碳?xì)湓矗谇娜桓膶懭祟悓?duì)能源的認(rèn)知。科學(xué)家預(yù)言，它可能成為比石油更持久的“地下金礦”，甚至顛覆傳統(tǒng)氫能產(chǎn)業(yè)的游戲規(guī)則。

一、天然氫：地球深藏的“綠色寶藏”

從“科學(xué)冷門”到能源新寵

長(zhǎng)期以來，氫能被視為21世紀(jì)的“終極能源”，但傳統(tǒng)制氫方式卻面臨高成本與高碳排放的困境。目前全球96%的氫來自化石燃料（灰氫），綠氫雖環(huán)保但成本高昂，僅占不到1%。而天然氫（又稱白氫或金氫）的發(fā)現(xiàn)，為這一困局提供了全新解法——它無需人工生產(chǎn)，自然存在于地殼中，開采成本可低至每公斤0.5美元，僅為綠氫的十分之一。

1987年，加拿大Hydroma公司在非洲馬里鉆井時(shí)意外發(fā)現(xiàn)純度98%的氫氣，并成功用于發(fā)電。這一案例首次證明天然氫的工業(yè)化潛力。此后，全球掀起尋氫熱潮：法國洛林盆地發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)量高達(dá)2.5億噸的巨型礦藏，澳大利亞南部的探井檢測(cè)到73.3%的高濃度氫，西班牙比利牛斯山脈的儲(chǔ)層預(yù)計(jì)2028年投產(chǎn)……科學(xué)家保守估計(jì)，地球可能蘊(yùn)藏超1萬億噸天然氫，足以滿足人類數(shù)千年能源需求。

成因之謎：地球的“自產(chǎn)氫工廠”

天然氫的形成機(jī)制復(fù)雜多樣，主要?dú)w結(jié)為三大途徑：

水巖反應(yīng)：以蛇紋石化作用為代表，地下水與富鐵巖石（如橄欖石）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，釋放氫氣。這一過程被認(rèn)為是地表淺層氫的主要來源。

地殼輻射裂解：地殼中的鈾、釷等放射性元素衰變釋放能量，將水分子分解為氫和氧。

深源釋放：來自地幔或地核的氫氣，通過斷層和板塊邊界向上運(yùn)移。

這些機(jī)制使天然氫具備“可再生”特性——只要地質(zhì)活動(dòng)持續(xù)，氫氣就能不斷生成。例如，馬里的一口井連續(xù)噴涌氫氣超過十年，濃度未見下降。

二、全球勘探競(jìng)賽：誰將搶占先機(jī)？

歐美領(lǐng)跑，初創(chuàng)企業(yè)成主力軍

法國、美國和澳大利亞是當(dāng)前天然氫勘探的三大熱點(diǎn)地區(qū)：

法國：洛林盆地發(fā)現(xiàn)濃度隨深度遞增的氫氣（3000米處達(dá)98%），政府計(jì)劃投入巨資支持研究，并已批準(zhǔn)首個(gè)勘探許可證。

美國：內(nèi)布拉斯加州鉆探全球首口天然氫專探井，初創(chuàng)公司Koloma獲比爾·蓋茨旗下基金投資，融資超2.4億美元。

澳大利亞：Gold Hydrogen公司在南澳探井中發(fā)現(xiàn)73%高濃度氫，計(jì)劃2024年啟動(dòng)試點(diǎn)項(xiàng)目。

此外，西班牙Helios公司在比利牛斯山脈發(fā)現(xiàn)百萬噸級(jí)儲(chǔ)層，韓國、俄羅斯等國也加緊布局。

技術(shù)突破：從“仙女圈”到AI勘探

天然氫在地表的標(biāo)志性特征——“仙女圈”（圓形洼地），成為早期勘探的重要線索。如今，技術(shù)手段已升級(jí)至遙感衛(wèi)星、AI成像和地震數(shù)據(jù)分析。例如，美國Koloma公司利用激光成像技術(shù)定位潛在礦藏，而澳大利亞則通過重力異常和電磁數(shù)據(jù)繪制地下流體通道。

三、商業(yè)化之路：機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存

成本優(yōu)勢(shì)vs技術(shù)瓶頸

天然氫的開采成本極具競(jìng)爭(zhēng)力：馬里項(xiàng)目成本約0.5美元/公斤，西班牙預(yù)估可降至0.75美元/公斤，遠(yuǎn)低于綠氫（6美元/公斤）。但技術(shù)難題仍待攻克：

檢測(cè)與提純：氫氣無色無味，且常伴生甲烷、硫化物等雜質(zhì)，需開發(fā)高靈敏度傳感器和高效分離技術(shù)。

完井技術(shù)：氫分子極小，傳統(tǒng)密封巖層難以長(zhǎng)期封存，需研發(fā)新型材料防止泄漏。

政策與市場(chǎng)的雙重考驗(yàn)

天然氫的法律地位尚不明確。例如，西班牙因政策限制導(dǎo)致項(xiàng)目停滯，法國雖開放勘探許可但審批周期長(zhǎng)達(dá)18個(gè)月。此外，氫能市場(chǎng)尚未成熟，大規(guī)模開采需配套儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施和終端應(yīng)用場(chǎng)景（如化工、交通）。

四、中國：如何抓住“白氫”機(jī)遇？

資源潛力與科研短板

中國地質(zhì)條件優(yōu)越，已發(fā)現(xiàn)多個(gè)富氫區(qū)域：

松遼盆地鉆井檢測(cè)到85.54%的氫氣，柴達(dá)木盆地巖屑?xì)庵袣錆舛雀哌_(dá)99%。

郯廬斷裂帶、阿爾金斷裂帶等區(qū)域被列為天然氫勘探潛力區(qū)。

然而，國內(nèi)研究仍停留在實(shí)驗(yàn)室階段，缺乏系統(tǒng)性勘探和商業(yè)化嘗試。

破局之道：政策先行，技術(shù)突圍

加快立法：明確天然氫的礦產(chǎn)屬性，建立勘探許可制度。

產(chǎn)學(xué)研聯(lián)動(dòng)：借鑒油氣勘探經(jīng)驗(yàn)，推動(dòng)地球物理、化學(xué)等多學(xué)科交叉研究。

國際合作：引入海外技術(shù)，參與全球氫能標(biāo)準(zhǔn)制定。

五、未來展望：氫能獨(dú)立品類的崛起

天然氫的崛起可能徹底改變氫能的“能源載體”身份，使其成為與石油、天然氣并列的一次能源。若其持續(xù)性得到驗(yàn)證，全球氫能產(chǎn)業(yè)鏈成本有望從源頭降低，加速鋼鐵、航空等難脫碳領(lǐng)域的綠色轉(zhuǎn)型。

盡管挑戰(zhàn)重重，但正如19世紀(jì)的石油革命一樣，天然氫正開啟一場(chǎng)靜默的能源革命。正如美國地質(zhì)調(diào)查局專家所言：“即使僅開發(fā)地球1%的氫資源，也足以支撐人類200年的清潔能源需求。”