Водень із Землі: Гонка за пошуком чистого палива під нашими ногами.

Від випадкових вибухів до стратиграфічної лихоманки.

Водень є найпоширенішим елементом у Всесвіті, і він утворюється природним чином у надрах Землі, коли багаті на залізо мінерали реагують з водою — геохімічний процес, який називається серпентинізацією.

Протягом десятиліть більшість геологів вважали, що навіть якби водень вироблявся таким чином, його крихітні молекули швидко виходили б через тріщини в породі, що унеможливлювало б його накопичення в експлуатаційні запаси.

Це сприйняття почало змінюватися в 1987 році, коли копальні свердловин у Малі виявили джерело природного газу водню, що спричинило вибух, достатньо потужний, щоб здути сигарету з губ когось, хто стояв поруч. Цю випадкову свердловину пізніше було використано для виробництва електроенергії для цілого села.

Звідти картина поступово прояснювалася. На початку 2020-х років вчені почали публікувати дослідження, в яких оцінювалося, що підземні геологічні запаси водню можуть задовольнити світові енергетичні потреби протягом сотень років.

Буровий майданчик для розвідки водневих ресурсів, що експлуатується компанією Vema Hydrogen у Канаді. Фото: Vema Hydrogen.

У січні 2025 року Геологічна служба США (USGS) опублікувала першу геологічну карту водневих перспектив, що охоплює всю континентальну частину Сполучених Штатів, що стало віхою у переході від теорії до польових досліджень.

Ця карта не підтверджує видобувні запаси, але надає першу систематичну наукову основу для компаній, щоб розпочати планування розвідувального буріння. До найперспективніших районів належать центральна континентальна частина Сполучених Штатів та узбережжя центральної Каліфорнії.

Всього кілька тижнів тому, у травні 2026 року, вчені Університету Торонто опублікували в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences інформацію про те, що стародавні шари гірських порід глибоко під Канадою природним чином вивільняють водень – нове свідчення того, що Земля може містити величезне, невикористане джерело чистої енергії.

Найвищі концентрації водню знаходяться в північному Онтаріо, Квебеку, Нунавуті та Північно-Західних територіях, що збігається з регіонами Канади, багатими на нікель, мідь та алмази.

Два шляхи, один пункт призначення

Бізнес підходить до вирішення цієї проблеми за допомогою двох паралельних стратегій.

Перша стратегія передбачає пошук вже існуючих водневих кишень під землею, подібно до розвідки нафти та газу. Провідною та найбільш інвестованою компанією наразі є Koloma, що базується в Денвері, штат Колорадо.

Заснована у 2021 році компанія Koloma, яка отримала понад 400 мільйонів доларів фінансування від інвесторів, включаючи Amazon, United Airlines та Breakthrough Energy Ventures Білла Гейтса, завершила буріння трьох розвідувальних свердловин в Айові та бурить четверту, зосереджуючись на районі Вінсент-Доум в окрузі Вебстер, де Геологічна служба США зафіксувала високі концентрації водню в 1970-х і 1980-х роках. Крім того, компанія також розгортає свої перші тестові свердловини в окрузі Каньйон, штат Айдахо, спрямовані на багаті на залізо базальтові формації поблизу міста Нотус.

Австралійська компанія HyTerra одночасно шукає водень і гелій у Канзасі та Небрасці. Однак геологічні реалії завжди складніші за моделі: компанії знаходять водень у свердловинах на ранній стадії, але їм потрібно більше часу, щоб оцінити, чи може газ текти з достатньо високою швидкістю для комерційного видобутку. Це знайома проблема з перших днів розвідки нафти – буріння багатьох свердловин, перш ніж знайти джерело.

Друга, сміливіша стратегія полягає в проактивному стимулюванні процесу під землею, не чекаючи, поки природа створить водень. Такий підхід використовує Vema Hydrogen, стартап-компанія з Квебеку, Канада.

На шахтах Тетфорд – колись світовій «столиці азбесту» до закриття шахт через проблеми зі здоров’ям – компанія Vema пробурила дві пробні свердловини, кожна глибиною понад 300 метрів, у шар офіоліту, що утворився понад 400 мільйонів років тому. Метою було закачати очищену воду в багаті на залізо шари гірських порід, щоб прискорити серпентинізацію, тим самим штучно створюючи водень без викидів.

П'єр Левін, генеральний директор Vema, порівнює цей процес із «секретною формулою», удосконаленою протягом років лабораторних експериментів: точне поєднання температури, тиску, каталізаторів та характеристик кожного типу породи. Vema прагне розпочати масштабне виробництво у 2028 році, маючи на меті знизити вартість водню до рівня нижче вартості водню, отриманого з викопного палива.

Великий потенціал, але також і значні виклики.

Найбільшою привабливістю венчурного капіталу, незважаючи на ризики, для заглиблення в надра Землі з метою пошуку водню є революційна ціна. Згідно з розрахунками Міністерства енергетики США, кожен кілограм геотермального водню можна виробляти менш ніж за 1 долар/кг – дешевше, ніж водень з природного газу, і лише в шосту частину вартості «зеленого» водню з сучасних відновлюваних джерел енергії.

Однак, великий потенціал не означає гладкий шлях. Незалежні експерти перераховують низку технічних ризиків: водень може просочуватися через тріщини в породі, перш ніж його буде зібрано; мікроорганізми, що живуть під землею, можуть споживати водень безпосередньо перед тим, як його буде закачано; закачування води в породу може спричинити набухання геологічних шарів, що призведе до деформації поверхні або навіть незначних землетрусів. При використанні підходу до пошуку природних родовищ проблема полягає в тому, що немає способу точно дізнатися, що знаходиться під поверхнею, окрім буріння, яке часто є дорогим і може призвести до невдачі.

Ще один, більш системний, бар'єр полягає в тому, що значна частина найкращих геологічних даних знаходиться в руках приватних компаній, які хочуть зберегти їх у таємниці, що може уповільнити весь процес відкриття . Джеффрі Елліс, геохімік Геологічної служби США, прямо заявив: якщо прогрес має бути прискорений, сторони повинні обмінюватися даними одна з одною. В іншому випадку, за нинішніх темпів, знадобляться десятиліття, щоб оцінити справжній потенціал цього джерела енергії.

Органи влади всіх рівнів у США починають усвідомлювати важливість цього питання. Губернатор Мічигану наказав урядовим установам вивчити геоводень та виявити перешкоди для розвитку. Військово-повітряні сили США вивчають можливість використання геоводню як джерела енергії для своїх баз. Однак ця галузь ще не отримала значного федерального фінансування, тоді як інші напрямки виробництва чистого водню отримали мільярди доларів.

Проблема виходить за рамки видобутку. Водень, як відомо, важко транспортувати та зберігати, а це означає, що будь-яке геологічне родовище водню потрібно споживати якомога ближче до джерела. Розглядається кілька варіантів: перетворення водню на рідкий метанол для суден – сегмента транспортної галузі, який перебуває під величезним тиском щодо скорочення викидів, але не може працювати від акумуляторів; використання його для виробництва екологічно чистого палива для авіації; або постачання його на місцеві сталеливарні заводи, заводи з виробництва добрив або центри обробки даних.

Воднева заправна станція у Варшаві, Польща. Фото: Воднесправи

Найамбітніший сценарій, за словами П'єра Левіна, полягає у використанні геоводню для синтезу штучного метану, який міг би повністю замінити природний газ для промислових потреб та потреб опалення – заміну в масштабі десятків мільйонів тонн на рік. Це залишається далекою перспективою, але експерименти, що проводяться під землею в Квебеку, Айові, Канзасі, Айдахо та Орегоні, щодня накопичують докази.

Алексіс Темплтон, професор геохімії в Університеті Колорадо в Боулдері, який досліджує водневу інженерію в Омані — батьківщині найбільшого у світі офіоліту, — підсумовує: два роки тому все це було суто теоретично; сьогодні питання вже не в тому, чи можливо виробляти водень під землею, а в тому, чи можна це робити за достатньо низькою ціною, щоб бути конкурентоспроможним на ринку.

Це саме те питання, на яке всі в гірничодобувній промисловості поспішають знайти відповідь.