地球はまだまだ、いろんな宝を隠し持っているらしい。
ホワイト水素ともいわれる水素単体を、地中に隠してることが判ってきたですよ。
さらにはメタンガスと共存していたりして、分離もさほど難しくなかったりするらしい。
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地下から大量に噴出する水素ガスを発見、過去最大級 世界を変えるエネルギー源に？
4/3(水) 16:00配信
https://news.yahoo.co.jp/articles/f06709f62f7daf15df41aacc5930944ba7361245
安価でクリーンな天然水素の時代への一歩か、南欧アルバニア
地質学の実地調査は、噴火する火山の斜面や極寒の南極の谷底など、ときに過酷な場所で行われる。
とはいえ、何度も爆発した鉱山の中で調査されることはあまりない。
ところが、南欧アルバニアにあるクロム鉄鉱の鉱山で、まさにそれが行われた。
科学者たちの目当ては、ほぼ純粋な水素ガス。
爆発のもとであると同時に、世界を変えるクリーンなエネルギー源になりうるものだ。
その水素が漏れ出ているところが見つかったと、2024年2月8日付けで学術誌「Science」に発表された。
科学者たちは首都ティラナの北東にあるブルチザ鉱山の地中深くで、激しいジャグジーのように気泡を出す小さな水たまりを見つけた。
「ガスはかなり激しく出ていました」とアルバニア、ティラナ工科大学の地質学者で、論文の著者の一人であるバルディル・ムツェク氏は言う。
噴出するガスの84%が水素だった。
ブルチザ鉱山ではこのような場所がいくつか確認されており、すべて合計すると、少なくとも年間200トンの水素が漏れ出ている。
しかし、地中から有意義な量の天然水素ガスを安価に、クリーンに、そして効率的に取り出せるようになるのは、まだ何年も先のことだろう。
そもそも、水素の貯まり場を見つけるところから始めなければならない。
「やるべきことはたくさんあります」と、米地質調査所の石油地球化学者ジェフリー・エリス氏は言う。
氏は論文には関与していない。
しかし、今回のような発見は、地球全体に電力を供給できるだけの水素が地中に蓄えられているかもしれないと希望が持てる材料になる。
「うまくいくかもしれません」とエリス氏は話す。
地中の水素が注目される理由
水素は、宇宙で一番量の多い元素だ。
しかし、地球上で水素ガスを見つけるのは簡単ではない。
水素ガスは無色の気体で、簡単に空気中に逃げてしまう。
しかし、うまく集めることができれば、温暖化を促す化石燃料から脱却できる可能性がある。
「水素は、低炭素エネルギー源として利用できます」と述べるのは、英エディンバラ大学の地球エネルギーの専門家、カトリオナ・エドルマン氏だ。
氏も、今回の論文には関与していない。
「水素を燃やしても、水ができるだけです。
燃料電池で電気を作ることもできます。
さらに、水素は天然ガスと同じように利用できます」
人類は、地中から水素が漏れ出ていることを昔から知っていた。
エドルマン氏は、「水素の漏出場所は、数千年前から知られています」と言う。
小さなガスの漏出口から絶えず炎が上がっている場所は、世界中で見つかっている。
しかし、地中に蓄えられている水素は、ごく微量だと考えられてきた。
「地中に水素が蓄積されることはないと思われていました」とエリス氏は言う。
水素ガスの分子は小さく、軽く、すぐに拡散してしまう。
そのため、地中に水素が貯まっている場所があったとしても、大昔に空中に漏れ出してしまったか、水素をエネルギー源とする微生物に食い尽くされてしまったと考えられてきた。
石油業界も、水素を求めていたわけではない。
石油やメタンガスを探しているときに、たまたま水素が見つかることはあったが、「それは報告されなかったり、会社の報告書に埋もれてしまったりしました」とエリス氏は言う。
「関心の対象ではなく、探しているものでもなかったからです」
現在、主流ではないものの、水素がエネルギー源や電力源として使われている場所もある。
ただし、その水素は、人が作り出さなければならない。
製造方法はいくつもある。
たとえば、太陽光発電を使って水分子を電気分解して作ったり、メタンガスから抽出したりできる。
ただし、こういった方法は、非常に高価だったり、温室効果ガスを排出したりする。
エディンバラ大学の持続可能エネルギー研究者であるアリ・ハッサンポリオズバンド氏は、今回の論文には関与していないが、「水素経済に向かうための大きな一歩となるのが、安価な水素です」と話す。
しかし、安価な水素はまだ存在していない。
一番理想的なのは、地中から純粋な水素ガスを取り出すことだ。
当然ながら、それが一番、費用対効果が高い。
ただし、ずっと絵空事のような話だった。
その状況が2012年に変わった。
アフリカのマリで、かなりの規模の水素ガス貯留層が見つかったのだ。
その後も、ヨーロッパや南米などで、いくつかの場所が見つかっている。
エリス氏によると、今や水素ガスが地中に蓄えられているはずはないという考え方は、あまり正しいとは言えなくなったという。
地中の水素を探せ
ほかにも、水素が閉じこめられている場所はないのだろうか。
でたらめに探して見つかるものではない。
まずは、水素がどこで作られるのかを知る手がかりがいる。
そのためには、地球でどのように水素が作られるのかを知る必要がある。
水素ガスを生み出す微生物がいることはわかっているが、よく注目されるのは、地質学的に水素が生成される場所だ。
鉄やマグネシウムを豊富に含む火山岩と水（熱いほうが望ましい）が共存する環境では、水素が発生する。
特定の岩石から出る自然放射線も、水を分解して水素を発生させる。
そして、地球の奥深くのマントルには、エリス氏が「最初に地球ができたときから閉じこめられている原始水素」と呼ぶものが蓄えられている可能性がある。
それが地殻の深い割れ目から、地表に出てきているのかもしれない。
アルバニアのブルチザ鉱山は、主に2つの理由で調査のターゲットに選ばれた。
ひとつは、恐竜の時代に海底だったことだ。
つまり、鉄分を多く含む火山岩と豊富な水があった。
天然の水素工場として適切な条件がそろっていたということだ。
もうひとつは、2011年、2017年、2023年と、何度か爆発を起こしていることだ。
可燃ガスの存在が最初に報告されたのは1992年だったが、何回か爆発が起きた後も、犯人はメタンだと考えられていた。
「こういった事故が起き始めても、原因が水素であるとはわからなかったのです」とムツェク氏は言う。
ブルチザでも、多少のメタンは検出されているが、漏れ出しているガスのほとんどは水素だ。
最低でも200トンという量は、これまでわかっている中で最大級の水素噴出源だ。
未来の水素社会に向けて
ただし、水素が見つかったという事実が皆を興奮させたわけではない。
ムツェク氏らの試算によると、この鉱山に含まれる水素ガスは、合計5000トンから5万トンほどだ。
「これは、莫大というほどの量ではありません」とムツェク氏は言う。
エネルギーに注目する水素ハンターたちは、数百万トン級の水素ガスが蓄えられている場所を探している。
ブルチザの発見で重要なのは、実際に水素ガスが閉じこめられている点だ。
つまり、水素が岩石によってしっかりと封印され、微生物に食べ尽くされてはおらず、無用な地質学的反応によって分解されてもいない場所が存在していたのだ。
「おそらくこれは、数万年の時間をかけて蓄積されてきたものなのでしょう」とエリス氏は言う。
そして、ムツェク氏の説明によると、鉱山が地下に600メートルほど掘られたときに初めて、爆発を起こすほどの水素ガスが漏れ出してきた。
おそらく、水素が貯まっていた場所の天井が壊れて、海底だった地層の深くに蓄えられていた古い水素が、上にある鉱山に出てきたのだろう。
海底だった場所にできた鉱山は、これまでも水素ハンターたちの第一目標だったが、今回の発見によって、その考え方が裏付けられた形となった。
新たな低炭素水素エネルギー時代は、このような地球の石棺が世界中で発見されることによって幕を開けるのかもしれない。
この物語はまだ始まったばかりだ。
地球の天然の水素貯蔵庫が、世界のエネルギーを賄えるほど大きいのかどうかもわかっていない。
たとえそうだとしても、効率的に水素ガスを取り出す技術は、まだ初期段階でしかない。
地質学的な水素の生成を速める方法にも、同じことが言える。
最も重要なのは、水素が蓄えられている場所、それも、できるなら満杯の場所を見つけることだ。
現時点では、まだ表面を引っかいている段階にすぎない。
「可能性を見極めるには、もっと深いところまで行く必要があるのです」とムツェク氏は話している。
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今回のニュースは、アルバニアの地下に眠る水素なんだが。
世界中に眠る水素ガスは、５兆トンもあるんだと。
それは人類の年間消費量が１億トンなので、５万年分もあるというんだが。
そしたら水素の発見・採掘・固定・保管・使用方法が確立されれば、炭素エネルギーに頼らなくても良くなるですよ。
まあ、それでもこの数字は、あるらしいという事であって、採掘して使用できる量ではないです。
ネット民のコメント
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アルバニアでみつかった「史上最大の」天然水素の鉱床。研究チームは少なくとも5000～5万トンの水素があると見積もっていますが、現在世界で使われている水素は約9500万トン。これっぽっちの量です。
企業は現在、クリーンな燃料源として世界中で天然水素の鉱床を探していますが、この「金の水素」が大量に蓄積しているという証拠は、直接測った経験がなく、まだ乏しいとされています。
天然水素の鉱床などあまり聞きなれないが、実用化できるのであればクリーンエネルギー源としてこれまで石油や石炭などの化石燃料に頼りっきりの日本としては待ち望んでいた資源と言うことになるのでは。今回はアルバニアの鉱山で発見されたようだが世界中の鉱山に眠っているのだろうか、開発が進むといいね。
最近になってトルコ、スペイン、オマーンなど世界中で天然の水素鉱床が見つかっているようです。日本では白馬八方温泉があるらしい。生成機構は記事にあるようなカンラン石中の鉄の水成反応による水の還元以外に多種あるようだが、化石燃料のように地球的な長期にわたって生成されるものでなく、機構的に反応が速く消費されてもどんどん湧いてくる感じである。
地球のコアに無尽蔵の水素があると聞いたことがあるが、誰にも確認できることではなく、学術的な推測にしか過ぎないと思っていた。水素の鉱床が有るとすると、どうやってできて、なんでそこにあるのか研究が進むのだろうか。地球のコアと地殻の間をマントルを通して行き来しているのだろうか。石油の出ないところに水素があるなら、日本も可能性はある。
埋蔵量の推定値だけならいくらでもあるだろう。
問題は経済的に成り立つ範囲で実際に掘れて経済的な産出ができるかどうかだ。もし思いの外簡単に産出できるのであれば、褐炭から水素を抽出してCO2をCCSで地中に埋めるなど時間と金の無駄をしなくても済むわけだ。
橄欖岩が地下の高圧高温下で海洋プレート由来の水と反応すると蛇紋岩となる。その際、橄欖石中の２価鉄が酸素を奪い取り磁鉄鉱と水素ができると考えられている。発生した水素は沈み込み堆積物中の生物由来炭素と反応し、プレート境界沿いに海底面まで上昇したのちメタンハイドレートを形成する。
日本のような沈み込み帯では地下深くで常に蛇紋岩化が進行しており、また地表にまで上昇した古い時代の蛇紋岩も多数存在する。
しかし日本で経済的に成立するレベルの水素源が発見されていないことを考えると、水素単体で鉱床と言える規模のものは実は非常に稀なのではなかろうか。それよりも水素が形を変えたメタンハイドレートの方が世界中に賦存するのでより現実的な鉱床と言えるだろう。
真っ先に実用可能なのが燃料電池車ですね。
既にトヨタは市販してますから。
石油はもう忘れたほうがいい。アラブやロシアをこれ以上潤わせる必要はない。たとえガラパゴスになろうが日本は燃料電池車を推進すべきです。そうすれば少なくとも石油資源国にイニシアチブを握られる事も無くなる。出来れば日本も資源国になるのが理想ですがね。
天然水素を生み出すカンラン石とはいわゆる玄武岩の事の様で、玄武岩で出来た富士山や三宅島などで、活火山のマグマによって高温高圧に触れると生成されるならば、日本も天然水素の埋蔵量がかなり有ると推測されますね
問題は地熱発電時もそうだけど、日本の活火山の近くはほぼ国立公園・国定公園などが有り、簡単に調査や掘削が出来ない事ですね
水素単体だと軽くて地球外に逃げて行ってしまいますし、扱いが難しいので、二酸化炭素+水素でメタン+水を作れば運搬しやすく現状のインフラをそのまま使えそうですが、商業ベースに乗せられるのかまでは分かりません。
利用しようとするのなら十分なリサーチと技術の確立をしてからにして、新たな環境問題を起こさないようにして頂きたいものです。
トヨタ自動車の目指す世界が、現実に近づいてきましたね。
ＥＶ車ではなくて、ガソリン→ハイブリット→水素の流れが来てる。
バッテリーの電気だけの車はデメリットが多いので、その問題の解決にはバッテリー性能の大幅な改善がなければ難しいでしょうね。
全個体電池が出てきても、まだまだＥＶ車には課題がありそう。
水素が埋蔵されているというのはわかった。問題はその運搬だ。高圧水素ボンベとして持ち運ぶわけにもいかないので、なんらかの方法論の確立が必要となる。一番安定な水は論外だし、ベンゼンをシクロヘキサンにしたり、窒素をアンモニアにしたりと色んなやり方が叫ばれているものの、結局現在の方法ではエネルギー効率が悪すぎる。なんか画期的なやり方を見つけられればいいんだけどな。
水素は世界中の工場で副産物として大量に生産されているけどほとんどはその工場の中で燃やしている
何故その水素ガスを集めて使わないかというと大量の不純物、特に水蒸気が含まれていてそれを取り除くのに必要なエネルギーで採算が取れないから
この鉱床も水が反応に関わっているようだし、大量の水蒸気が含まれているだろうね
水から還元した水素なら、エネルギーとして使用しても水に戻り循環するが、純粋に水素を掘り出してエネルギーとして使用すると、空気中の酸素を消費して水に変わってしまう。
酸素量の減少とか、水の増加による海面上昇とか、そういったことも考えられているのだろうか。地表の総量に比して微々たる量で影響はない、ということなら良いが。
これが本当なら水素と二酸化炭素で作られる合成燃料のコストが大幅に削減されますね。
今までの合成燃料は水素を水の電気分解で作っていたため高額(ガソリン1リットル相当で700円試算)でそのまま電気を使った方がましなレベルでしたがコストが大幅に下がれば電気自動車離れに拍車がかかりそう。
石油から水素への時代が近づいてきました、石油の無い所の地下深くに天然水素があるそうですが、ボーリング技術の開発競争が始まりますね、水素エンジンの開発が急がれます、各家庭に冷蔵庫ぐらいの大きさで、水素ガスから電気を作り、それを蓄電池にためて各家庭が水素ガスボンベの供給を受ける時代が来ますよ、電柱がすべて亡くなり、地震で道路がふさがれる心配もありませんし、町の景観が一変します、、貿易収支の心配もなくなります
シェールガスが効率的に生産されるまで100年かかったことを考えると、天然水素もすぐに実用化というわけにはいかないでしょう。次世代エネルギーの主役がハッキリしない状況下では、トヨタのように幅広く投資をすることが正解なんだと思います。
あるものを浪費する考えが変わらないと環境は変えられない。これだけ日中にソーラー発電しているのだから、水素は簡単に、近場で作れる。それを見据えたシステム開発しないと、結局はコスト増に繋がるだろう。そして、石油と同じ事にならないためにも、それを採掘した場合のデメリットをまず検証すべき。
水素の運搬に問題が生じるなら、鉱床近くに所謂発電所のようなものを建設して、最近言われている二酸化炭素の合成燃料を造るためのエネルギー源としての利用、二酸化炭素を電気分解(を利用してメタン等を生成)するためのエネルギー源として利用することができるのでは。
温暖化抑制と新エネルギーとしての利用と一石二鳥。
天然の水素があって、それを使うのだとすると消費する際に二酸化炭素は出ないが水が出来る。当たり前だが環境汚染はない。
しかし、天然の水素をどんどん水に変えていくのだから、酸素の量が減っていき水の量が増えていく。
天然の水素を使う社会になれば、カーボンニュートラルは達成されるかもしれないがツバルが水没する未来は変わらない。
もしこの研究報告が現実のものとなれば、EV車と水素内燃機関搭載車とFCVは、純粋な価格競争となる。もう環境汚染対策としてEV車にこだわる必要はなくなるからだ。水素は、その形にするまでにエネルギーが必要＝再生可能エネルギー由来の発電所が必要と思われてきたが、採掘から簡単な処理を経るだけでほぼダイレクトに内燃機関搭載車に充填できるとなれば、もう車を走らせるために発電施設を経る必要はなくなる。
天然に水素鉱床が存在するとは知らなかった。トヨタが本気で水素で車を走らせたいなら、自前で水素を掘り当ててサプライチェーンを構築した方が良い。人任せにしたらいつになるか分からないし、中間コストが掛かって誰も使わない値段になりかねない。資金力があるんだから、やりたいことは自前でやるのが確実です。
この記事で何が言いたいのか良くわからなかったから調べてみた。
旧ソ連時代、コラ半島超深度掘削坑でどれだけ深く掘削出来るのか試されたそうだけど、その過程で地中深くから大量の水素ガスが掘り起こされたそうな。
多分、「この水素（本記事で天然水素と言っている）を利用できれば新たなゴールドラッシュか！？」と言いたいのかなぁと。
中東に近い地中海に面した国。利用可能性が現実的であれば、エネルギーの国際情勢を変える可能性すらあるね。四国の1.5倍くらいの小国で見つかるくらいだから、日本にも可能性があるといいけど。石炭であっちこっちの山を掘った歴史があるから、天然水素を目的とした再調査で発見できたりして。
地表近くでカンラン石を探すのは大変だけど、カンラン石はマントルを構成する主要な石。だからマントルまで掘り進めば、当たり前のようにカンラン石だらけ。
海洋部分の地殻は5kmほどなので、太平洋の真ん中辺りで穴を掘れば、今すぐとは言わないけど、そう遠くない未来の技術でも採掘は可能だろう。
海洋に点在する島で火山に関係ないところ。
数年前に日本近海の海底に大量のメタンハイドレート層が見つかったニュースを思い出した。
その時誰かが言った。
「採掘に採算が合わなければそれはただの泥だ」と。
採掘に採算が取れ、世界のオイルを牛耳る組織につぶされないことを祈る。
水素の性質上地中から採掘した水素をそのまま運ぶのは困難だが、二酸化炭素と化合させればメタン
窒素と化合させればアンモニアになるのでタンカーで容易に運べる
そうすることで化石燃料の代替に使える可能性が高いかと
近い未来に安全な核融合炉が開発されれば良いのだが、そうならないことも想定して、色々なエネルギーを分散して利用して、エネルギーセキュリティを確保するしかないですね。。。
日本海の海底に眠っていると言われるメタンハイドレートを採掘する技術が確立されれば良いけど、現時点では難しいんでしょうかね。。。
電池会社におりましたが電池のニッケル水素の効率を一％上げるのに三年かかりました。三十年かけて十%上げて自動車にも使えるくらいになった現在があります。
問題は水素を閉じ込めるのが難しく、大半は空気中の酸素と結合してしまいます。
水しか出ませんよとは言ってますが一番怖いんですよ。
天然水素が大量に得られるから安泰でも無いぞ。
核融合では無く化学反応で水素からエネルギーを取り出すと、酸素と化合して水になります。
長期的に考えると、酸素濃度が減り、水が増えたため海面上昇の恐れが有ります。
地中に眠っている資源を掘り起こしてエネルギーにするのは、石油と同じ化石燃料を使うことと同じ。
別の環境破壊が起きそうな気がする。
地上や大気中にある物から循環式にエネルギーを取り出す方法が良いと思う。
現在、自然に循環していない水素を使用することが、新たな問題を生まないか？
単純計算５兆トンの水素が燃焼して水になると、４５兆トンの水ができる。地球上の水の量は４９６兆トンといわれているから約１割弱の水が増える。
同じように、いろいろなバランスが崩れる気がする。
マリの水素は有名でローカルでは利用されているが、水素は化石燃料にくらべて輸送が極めて厄介な為、単価が化石燃料を下回る事はない。さらに現時点では再エネが化石燃料の単価を大幅に下回る為、自動車用途などではコストで勝ち目がない。
水素の供給可能性は今米国や中国の最先端の関心事項だと思う。日本のマスコミは電気自動車で遅れてると騒ぎ続けていたが、そんな中、本気、必死で水素燃料電池車と水素エンジンを走らせてきたのがトヨタだろう。現在も日本の水素インフラは脆弱なままだが、ここまで官民あげて磨いてきた技術をメディアの無理解のせいで無駄にしないで欲しい。時代は必ず変わる。未来は見通せないが変わることだけは間違いないのだからいざ変わった時に米国や中国から置いていかれたのでは意味がない。
これは…トヨタが再脚光を浴びるネタになる話かもわかりませんね。
しかし発電所もこういった水素を利用して発電所ができれば石油に代わる可能性は大いにありそうです。突き詰めると世界の勢力図が変わる可能性もあるので今すぐ世界が受け入れるかは未知数ではあります。
ただ、日本でもいくつか水素発電の実証プラントが動いています。今のうちに技術を確立できれば、すごいことになるかもわかりませんね。
水素と二酸化炭素で安い合成燃料ができます、合成燃料は石油の代替え品で油田を発見したようなものです、安い合成燃料によりアメリカの電気自動車の拡大が止まるかもしれません。
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がんばれ日本！
