زمین سے ہائیڈروجن: ہمارے پیروں کے نیچے صاف ایندھن تلاش کرنے کی دوڑ۔

حادثاتی دھماکوں سے لے کر اسٹریٹگرافک بخار تک۔

ہائیڈروجن کائنات میں سب سے زیادہ پرچر عنصر ہے، اور یہ قدرتی طور پر زمین کے اندرونی حصے میں بنتا ہے جب لوہے سے بھرپور معدنیات پانی کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتی ہیں — ایک جیو کیمیکل عمل جسے سرپینٹائنائزیشن کہتے ہیں۔

کئی دہائیوں تک، زیادہ تر ماہرین ارضیات کا خیال تھا کہ اگر ہائیڈروجن بھی اس طرح پیدا ہو جائے، تو اس کے چھوٹے مالیکیولز چٹان میں دراڑوں سے تیزی سے نکل جائیں گے، جس سے استحصالی ذخائر میں جمع ہونا ناممکن ہو جائے گا۔

یہ خیال 1987 میں تبدیل ہونا شروع ہوا، جب مالی میں کنواں کھودنے والوں نے قدرتی ہائیڈروجن گیس کی ایک جیب کو مارا، جس سے اتنا زور دار دھماکہ ہوا کہ قریب میں کھڑے کسی کے ہونٹوں سے سگریٹ اُڑ گیا۔ اس حادثاتی کنویں کو بعد میں پورے گاؤں کے لیے بجلی پیدا کرنے کے لیے استعمال کیا گیا۔

وہاں سے آہستہ آہستہ تصویر واضح ہوتی گئی۔ 2020 کی دہائی کے اوائل تک، سائنسدانوں نے ایسے مطالعات شائع کرنا شروع کیے جن کا اندازہ لگایا گیا تھا کہ زیر زمین ارضیاتی ہائیڈروجن کے ذخائر سیکڑوں سالوں تک دنیا کی توانائی کی ضروریات کو پورا کر سکتے ہیں۔

کینیڈا میں ویما ہائیڈروجن کے ذریعے چلنے والی ہائیڈروجن کی تلاش کی ڈرلنگ سائٹ۔ تصویر: ویما ہائیڈروجن۔

جنوری 2025 میں، یو ایس جیولوجیکل سروے (USGS) نے پہلا جیولوجیکل ہائیڈروجن امکانی نقشہ جاری کیا جس میں پورے براعظم امریکہ کا احاطہ کیا گیا تھا - نظریہ سے فیلڈ میں منتقلی کا ایک سنگ میل۔

یہ نقشہ قابل بازیافت ذخائر کی تصدیق نہیں کرتا ہے، لیکن کمپنیوں کو تلاشی ڈرلنگ کی منصوبہ بندی شروع کرنے کے لیے پہلی منظم سائنسی بنیاد فراہم کرتا ہے۔ سب سے زیادہ امید افزا علاقوں میں وسطی براعظم امریکہ اور وسطی کیلیفورنیا کا ساحل شامل ہے۔

صرف چند ہفتے قبل، مئی 2026 میں، یونیورسٹی آف ٹورنٹو کے سائنسدانوں نے جرنل پروسیڈنگز آف دی نیشنل اکیڈمی آف سائنسز میں شائع کیا کہ کینیڈا کے نیچے گہری قدیم چٹان کی تہیں قدرتی طور پر ہائیڈروجن کو خارج کر رہی ہیں - اس بات کا نیا ثبوت کہ زمین میں صاف توانائی کا ایک وسیع، غیر استعمال شدہ ذریعہ ہو سکتا ہے۔

ہائیڈروجن کی سب سے زیادہ ارتکاز شمالی اونٹاریو، کیوبیک، نوناوت، اور شمال مغربی علاقوں میں پائی جاتی ہے — جو کینیڈا کے نکل، تانبے، اور ہیرے سے مالا مال علاقوں کے ساتھ ملتے ہیں۔

دو راستے، ایک منزل

کاروبار اس مسئلے کو دو متوازی حکمت عملیوں کے ساتھ حل کر رہے ہیں۔

پہلی حکمت عملی میں تیل اور گیس کی تلاش کی طرح زیر زمین پہلے سے موجود ہائیڈروجن جیبوں کی تلاش شامل ہے۔ اس وقت معروف اور سب سے زیادہ سرمایہ کاری کرنے والی کمپنی کولوما ہے، جو ڈینور، کولوراڈو میں واقع ہے۔

2021 میں قائم کیا گیا اور Amazon، United Airlines، اور Bill Gates's Breakthrough Energy Ventures سمیت سرمایہ کاروں سے $400 ملین سے زیادہ کی فنڈنگ حاصل کرنے کے بعد، Koloma نے Iowa میں تین ریسرچ کنویں مکمل کیے ہیں اور چوتھے کنویں کی کھدائی کر رہی ہے، ویبسٹر کاؤنٹی کے ونسنٹ ڈوم ایریا پر توجہ مرکوز کرتے ہوئے - جہاں USGS79 میں ہائیڈریشن کنواں اور ہائیڈریشن کنواں ریکارڈ کیا گیا ہے۔ 1980 کی دہائی مزید برآں، کمپنی نوٹس کے قصبے کے قریب لوہے سے بھرپور بیسالٹ فارمیشنوں کو نشانہ بناتے ہوئے، کینیون کاؤنٹی، ایڈاہو میں اپنے پہلے ٹیسٹ کنویں بھی تعینات کر رہی ہے۔

آسٹریلوی کمپنی HyTerra بیک وقت کنساس اور نیبراسکا میں ہائیڈروجن اور ہیلیم کی تلاش کر رہی ہے۔ تاہم، ارضیاتی حقائق ہمیشہ ماڈلز سے زیادہ پیچیدہ ہوتے ہیں: کمپنیاں ابتدائی طور پر کنوؤں میں ہائیڈروجن تلاش کرتی ہیں، لیکن اس بات کا اندازہ لگانے کے لیے مزید وقت درکار ہوتا ہے کہ آیا تجارتی نکالنے کے لیے گیس کافی زیادہ شرح سے بہہ سکتی ہے۔ یہ تیل کی تلاش کے ابتدائی دنوں سے ایک واقف مسئلہ ہے - ایک چشمہ تلاش کرنے سے پہلے بہت سے کنوؤں کی کھدائی۔

دوسری، دلیرانہ حکمت عملی یہ ہے کہ زیر زمین عمل کو فعال طور پر متحرک کیا جائے، فطرت کے ہائیڈروجن پیدا کرنے کا انتظار نہ کریں۔ یہ کیوبیک، کینیڈا میں ایک سٹارٹ اپ کمپنی ویما ہائیڈروجن نے اپنایا ہے۔

تھیٹ فورڈ مائنز میں - ایک بار صحت کے خدشات کی وجہ سے کانوں کے بند ہونے سے پہلے دنیا کا "ایسبیسٹوس کیپٹل" تھا - ویما نے 400 ملین سال پہلے تشکیل پانے والی ایک اوفائیولائٹ تہہ میں دو ٹیسٹ کنویں، جن میں سے ہر ایک 300 میٹر سے زیادہ گہرا تھا، ڈرل کیا۔ اس کا مقصد علاج شدہ پانی کو لوہے سے بھرپور چٹان کی تہوں میں پمپ کرنا تھا تاکہ سرپینٹائنائزیشن کو تیز کیا جا سکے، اس طرح بغیر اخراج کے مصنوعی طور پر ہائیڈروجن پیدا کیا جائے۔

پیئر لیون، ویما کے سی ای او، اس عمل کو ایک "خفیہ فارمولے" سے تشبیہ دیتے ہیں جو کئی سالوں کے لیبارٹری تجربات کے ذریعے بہتر کیا گیا ہے: درجہ حرارت، دباؤ، اتپریرک، اور ہر قسم کی چٹان کی خصوصیات کا قطعی امتزاج۔ ویما کا مقصد 2028 میں بڑے پیمانے پر پیداوار شروع کرنا ہے، جس میں ہائیڈروجن کی لاگت کو جیواشم ایندھن سے پیدا ہونے والی ہائیڈروجن کی قیمت سے نیچے لانا ہے۔

بڑی صلاحیت، لیکن اہم چیلنجز بھی۔

وینچر کیپیٹل کے لیے سب سے بڑی قرعہ اندازی، خطرات کے باوجود، ہائیڈروجن کو تلاش کرنے کے لیے زمین کے اندرونی حصے میں جانے کے لیے انقلابی قیمت ہے۔ امریکی محکمہ توانائی کے حسابات کے مطابق، ہر کلو گرام جیوتھرمل ہائیڈروجن $1/kg سے کم میں پیدا کیا جا سکتا ہے - قدرتی گیس سے حاصل ہونے والی ہائیڈروجن سے سستا اور موجودہ قابل تجدید توانائی کے ذرائع سے "سبز" ہائیڈروجن کی قیمت کا صرف چھٹا حصہ۔

تاہم، بڑی صلاحیت کا مطلب ہموار سڑک نہیں ہے۔ آزاد ماہرین نے بہت سے تکنیکی خطرات کی فہرست دی ہے: ہائیڈروجن جمع ہونے سے پہلے چٹان میں دراڑ سے نکل سکتی ہے۔ زیر زمین رہنے والے مائکروجنزم ہائیڈروجن کو پمپ کرنے سے پہلے کھا سکتے ہیں۔ چٹان میں پانی ڈالنے سے ارضیاتی پرتیں پھول سکتی ہیں، جس سے سطح کی خرابی یا معمولی زلزلے بھی آسکتے ہیں۔ قدرتی ڈپازٹ کی تلاش کے نقطہ نظر کے ساتھ، چیلنج یہ ہے کہ یہ یقینی طور پر جاننے کا کوئی طریقہ نہیں ہے کہ ڈرلنگ کے علاوہ سطح کے نیچے کیا ہے – جو اکثر مہنگا ہوتا ہے اور ناکام ہو سکتا ہے۔

ایک اور، زیادہ منظم، رکاوٹ یہ ہے کہ زیادہ تر بہترین ارضیاتی ڈیٹا نجی کمپنیوں کے ہاتھ میں ہے جو اسے خفیہ رکھنا چاہتی ہیں، جس سے دریافت کا سارا عمل سست ہو سکتا ہے۔ یو ایس جی ایس کے جیو کیمسٹ جیفری ایلس نے دو ٹوک الفاظ میں کہا: اگر پیشرفت کو تیز کرنا ہے تو فریقین کو ایک دوسرے کے ساتھ ڈیٹا شیئر کرنے کی ضرورت ہے۔ بصورت دیگر، موجودہ رفتار سے، توانائی کے اس منبع کی حقیقی صلاحیت کا اندازہ لگانے میں کئی دہائیاں لگ جائیں گی۔

امریکہ میں ہر سطح پر حکام اس مسئلے کی اہمیت کو تسلیم کرنے لگے ہیں۔ مشی گن کے گورنر نے سرکاری اداروں کو جیو ہائیڈروجن کا مطالعہ کرنے اور ترقی کی راہ میں حائل رکاوٹوں کی نشاندہی کرنے کا حکم دیا ہے۔ امریکی فضائیہ اپنے اڈوں کے لیے جیو ہائیڈروجن کو توانائی کے ذرائع کے طور پر استعمال کرنے کے امکان کو تلاش کر رہی ہے۔ تاہم، صنعت کو ابھی تک اہم وفاقی فنڈنگ حاصل کرنا باقی ہے، جبکہ دیگر صاف ہائیڈروجن کی پیداوار کے راستوں نے اربوں ڈالر حاصل کیے ہیں۔

چیلنج نکالنے سے باہر پھیلا ہوا ہے۔ ہائیڈروجن کو نقل و حمل اور ذخیرہ کرنے کے لیے بدنام زمانہ مشکل ہے، یعنی کسی بھی ارضیاتی ہائیڈروجن کے ذخائر کو ممکنہ حد تک منبع کے قریب استعمال کرنے کی ضرورت ہے۔ کئی آپشنز پر غور کیا جا رہا ہے: بحری جہازوں کے لیے ہائیڈروجن کو مائع میتھانول میں تبدیل کرنا - ٹرانسپورٹیشن انڈسٹری کا ایک حصہ جس پر اخراج کو کم کرنے کے لیے بہت زیادہ دباؤ ہے لیکن وہ بیٹریوں پر چلنے سے قاصر ہے۔ ہوا بازی کے لیے پائیدار ایندھن پیدا کرنے کے لیے اس کا استعمال؛ یا اسے مقامی اسٹیل ملز، کھاد پلانٹس، یا ڈیٹا سینٹرز کو فراہم کرنا۔

وارسا، پولینڈ میں ایک ہائیڈروجن ایندھن بھرنے والا اسٹیشن۔ تصویر: Wodnesprawy

پیئر لیون کے مطابق، سب سے زیادہ مہتواکانکشی منظر نامہ جیو ہائیڈروجن کو مصنوعی میتھین کی ترکیب کے لیے استعمال کرنا ہے جو صنعتی اور حرارتی مقاصد کے لیے قدرتی گیس کو مکمل طور پر تبدیل کر سکتا ہے - جو سالانہ دسیوں ملین ٹن کے پیمانے پر متبادل ہے۔ یہ ایک دور دراز کا امکان ہے، لیکن کیوبیک، آئیووا، کنساس، ایڈاہو اور اوریگون میں زیر زمین تجربات روزانہ ثبوت جمع کر رہے ہیں۔

الیکسس ٹیمپلٹن، کولوراڈو بولڈر یونیورسٹی میں جیو کیمسٹری کے پروفیسر جو عمان میں ہائیڈروجن انجینئرنگ پر تحقیق کر رہے ہیں، جو دنیا کے سب سے بڑے اوفائیولائٹ کا گھر ہے، خلاصہ کرتے ہیں: دو سال پہلے، یہ سب انتہائی نظریاتی تھا۔ آج، سوال اب یہ نہیں ہے کہ کیا زیر زمین ہائیڈروجن پیدا کرنا ممکن ہے، لیکن کیا یہ مارکیٹ میں مسابقتی ہونے کے لیے اتنی کم قیمت پر کیا جا سکتا ہے۔

یہ بالکل وہی سوال ہے جس کا جواب کان کنی کی صنعت میں ہر کوئی تلاش کر رہا ہے۔