कॅनडातील प्राचीन खडक नैसर्गिक हायड्रोजनचा प्रचंड नवा स्रोत सोडत असावेत

जुन्या खडकांत एक स्वच्छ इंधन दडलेले असू शकते

कॅनडामध्ये काम करणाऱ्या शास्त्रज्ञांचे म्हणणे आहे की पृथ्वीवरील काही सर्वात जुने खडक नैसर्गिकरित्या हायड्रोजन वायू तयार करून सोडत आहेत, आणि त्याचे प्रमाण हायड्रोजन अन्वेषणाचा गंभीरपणे पुनर्विचार करायला लावेल इतके मोठे असू शकते. ओंटारियोमधील Timmins जवळील एका कार्यरत mine मधील borehole वरून घेतलेल्या नव्या मोजमापांमधून हे थेट पुरावे मिळतात की प्राचीन crustal rocks दीर्घ काळ हायड्रोजन साठवून ठेवू आणि सोडू शकतात, केवळ अगदी किरकोळ, क्षणिक प्रमाण तयार करत नाहीत.

ही निष्पत्ती underground मध्ये नैसर्गिकरीत्या आढळणाऱ्या हायड्रोजनसाठी वापरल्या जाणाऱ्या “white hydrogen” ला केवळ एक geochemical curiosity न मानता संभाव्य ऊर्जा स्रोत म्हणून पाहण्याची भूमिका मजबूत करते. ओंटारियोमध्ये ओळखले गेलेले प्रक्रियासमूह इतर समान rock formations मध्येही सामान्य ठरले, तर ही शोधमोहीम clean-energy शोधात नवी आघाडी उघडू शकते.

संशोधकांना भूगर्भात काय सापडले

हा अभ्यास University of Toronto आणि University of Ottawa मधील संशोधकांनी केला असून त्यांनी ग्रहावरील सर्वात जुन्या भूवैज्ञानिक प्रदेशांपैकी एक असलेल्या Canadian Shield चा अभ्यास केला. पहिल्यांदाच, पथकाने अब्जावधी वर्षे जुन्या खडकांमधून बाहेर पडणारे हायड्रोजन थेट मोजले, ते कालांतराने कसे साचते हे पाहिले, आणि ज्या भागात वायू जास्त एकवटलेला होता त्या क्षेत्रांचे नकाशे तयार केले.

हा डेटा उत्तर ओंटारियोतील एका कार्यरत mine मधून मिळाला. संशोधकांच्या मते, खडकात ड्रिल केलेल्या borehole मधून वर्षाला सरासरी 0.008 tonnes hydrogen, म्हणजेच सुमारे 8 kilograms, बाहेर आले, आणि हा प्रवाह किमान एक दशक तरी सुरू राहू शकतो. त्या ठिकाणच्या जवळपास 15,000 borehole च्या आधारे, अभ्यासाने वार्षिक उत्पादन 140 tonnes पेक्षा जास्त असेल असा अंदाज व्यक्त केला.

एका एकाच ठिकाणाहून मिळणाऱ्या या उत्पादनातील ऊर्जा 400 हून अधिक homes च्या वार्षिक गरजा भागवू शकते, असा पुढील अंदाजही संशोधकांनी काढला. ही आकडेवारी पुढील field work ने नंतर सुधारली जाऊ शकते, तरीही संकेत स्पष्ट आहे: नैसर्गिक हायड्रोजन व्यवस्था केवळ वैज्ञानिकदृष्ट्या नव्हे, तर आर्थिकदृष्ट्याही महत्त्वाची ठरू शकेल इतकी मोठी असू शकते.

ऊर्जेसाठी हे का महत्त्वाचे आहे

हायड्रोजनला दीर्घकाळ एक मूल्यवान औद्योगिक इंधन आणि energy carrier म्हणून पाहिले गेले आहे, विशेषतः ज्या क्षेत्रांना थेट electrify करणे कठीण आहे. समस्या अशी की आजचा बहुतांश हायड्रोजन स्वच्छ नाही. पारंपरिक उत्पादन अनेकदा fossil fuels वर अवलंबून असते, त्यामुळे carbon capture यशस्वी आणि परवडणाऱ्या पद्धतीने जोडले गेले नाही तर climate benefit मर्यादित राहू शकतो किंवा नाहीसा होऊ शकतो.

Natural hydrogen हा संवाद बदलतो. जर भूगर्भीय प्रक्रियांमुळे underground मध्ये वापरता येण्याजोगा हायड्रोजन तयार होत असेल आणि carbon-intensive manufacturing शिवाय तो मिळू शकत असेल, तर तो remote communities, heavy industry, किंवा niche energy applications साठी कमी-उत्सर्जन स्रोत ठरू शकतो. तो हायड्रोजनच्या सर्व समस्या सोडवणार नाही, पण सर्वात कठीण असलेली एक अडचण कमी करू शकतो: इंधन स्वच्छपणे तयार कसे करायचे.

सिद्धांतापासून थेट मापनापर्यंत

काही rock formations water आणि iron-rich minerals यांच्याशी संबंधित रासायनिक अभिक्रियांमधून हायड्रोजन तयार करतात, असा संशोधकांना बराच काळ संशय होता. पण संभाव्य mechanism ओळखणे आणि क्षेत्रात sustained, exploitable flow सिद्ध करणे या दोन वेगळ्या गोष्टी आहेत. Ontario मधील काम महत्त्वाचे आहे, कारण ते चर्चा hypothesis आणि अप्रत्यक्ष चिन्हांमधून प्रत्यक्ष subsurface वातावरणातील थेट मापनांकडे नेते.

Proceedings of the National Academy of Sciences मध्ये प्रकाशित या अभ्यासात अशाच संसाधनांच्या शोधासाठी नवी exploration strategy देखील सुचवली आहे. सुरुवातीची मोजमापे जितकी महत्त्वाची आहेत, तितकीच ही रणनीतीही महत्त्वाची ठरू शकते. resource development मध्ये, काय आहे हे जाणणे फक्त पहिला टप्पा. पुढे कुठे पाहायचे हे माहीत असणे, वैज्ञानिक शोधाला संभाव्य उद्योगात रूपांतरित करते.

हे किती मोठे होऊ शकते?

हा मूळ अनुत्तरित प्रश्न आहे. एक उत्पादनक्षम site असल्याने ते जागतिक स्तरावर विस्तारता येईल असा energy source आहेच, असे ठरत नाही. geological hydrogen systems मध्ये chemistry, flow behavior, accessibility, आणि economics बाबतीत मोठी तफावत असू शकते. काही खूप विखुरलेली असू शकतात आणि वापरण्यास अयोग्य ठरू शकतात. काही खूप खोल असू शकतात किंवा अशा ठिकाणी असू शकतात जिथे extraction व्यवहार्य नाही.

तरीही, Canadian Shield ही काही वेगळी भूवैज्ञानिक विसंगती नाही. प्राचीन cratonic rocks जगभर पसरलेली आहेत. अशाच प्रक्रिया इतर प्रदेशांतही सक्रिय असतील, तर ओंटारियोतील मोजमापे खूप मोठ्या resource class ची सुरुवातीची झलक असू शकतात.

या अभ्यासाचे लेखक म्हणतात की डेटा आपल्या पायाखालच्या खडकांतून domestic, cost-effective energy मिळवण्याच्या “critical untapped opportunities” कडे निर्देश करतो. हे एक धाडसी framing आहे, पण अवास्तव नाही. ऊर्जा संक्रमण अनेकदा आधी दुर्लक्षित राहिलेल्या संसाधनांमध्ये मूल्य ओळखण्यावर अवलंबून असते, कारण त्यांची पुरेशी काळजीपूर्वक मोजणीच झालेली नसते.

पुढील व्यावहारिक अडथळे

Natural hydrogen मुबलक असल्यासुद्धा, त्याला उपयुक्त उद्योगात रूपांतरित करण्यासाठी केवळ रंजक geology पुरेशी नाही. Developers ना सर्वोत्तम reservoirs ओळखणे, recharge rates समजून घेणे, extraction systems डिझाइन करणे, आणि safety सांभाळणे यासाठी अधिक चांगल्या पद्धतींची गरज असेल. Processing, transport, आणि end use साठीची infrastructure देखील महत्त्वाची ठरेल, विशेषतः उत्पादन विद्यमान industrial demand centers पासून दूर उभे राहिले तर.

स्पर्धेचा मुद्दाही आहे. White hydrogen आधीच solar, wind, batteries, nuclear, conventional hydrogen projects, आणि fossil fuels यांनी भरलेल्या energy landscape मध्ये प्रवेश करेल. त्याची भूमिका केवळ geology वर नाही, तर खर्च, विश्वासार्हता, आणि विशिष्ट वापरांमध्ये त्याची किती उपयुक्तता आहे यावरही अवलंबून असेल.

तरीही, त्याचे आकर्षण स्पष्ट आहे. कोणतेही पारंपरिक hydrocarbon reforming न करता underground मध्ये नैसर्गिकरित्या तयार होणारे देशी इंधन, emissions कमी करताना energy security वाढवू पाहणाऱ्या देशांसाठी आकर्षक पर्याय ठरेल.

लक्ष ठेवण्यासारखे एक शोध

काही science stories भविष्यातील शक्यता सांगतात, पण त्या अनेक वर्षे अमूर्तच राहतात. हे वेगळे आहे, कारण यात दीर्घकाळ सिद्धांतात असलेला mechanism, ठोस field measurements, आणि शोधासाठी व्यवहार्य दिशा हे सगळे एकत्र आले आहे. याचा अर्थ natural hydrogen boom लगेच येणार आहे, असा नाही. याचा अर्थ इतकाच की ही कल्पना speculative promise मधून energy sector आता दुर्लक्ष करू शकणार नाही अशा टप्प्यावर आली आहे.

पुढील अभ्यासांमध्ये इतर प्राचीन rock systems मध्येही अशाच flows ची पुष्टी झाली, तर Ontario मधील हा शोध हायड्रोजन कुठून मिळवायचा, subsurface resources ची किंमत कशी ठरवायची, आणि देशांनी पृष्ठभागावरील नव्हे तर खोल geology मध्ये लपलेल्या ऊर्जेकडे कसे पाहायचे, हे बदलू शकतो. भविष्यातील इंधनाबद्दल बोलताना ते शोधण्यासाठी हे खरोखरच अतिशय प्राचीन ठिकाण ठरेल.

हा लेख Science Daily च्या रिपोर्टिंगवर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.