الهيدروجين الطبيعي

الهيدروجين الطبيعي (المعروف أيضاً بالهيدروجين الأبيض ، أو الهيدروجين الجيولوجي ، أو الهيدروجين المنشأ ، أو هيدروجين الذهب ) هو هيدروجين جزيئي موجود على سطح الأرض، ويتكون بفعل العمليات الطبيعية، على عكس الهيدروجين المُنتَج في المختبرات أو في الصناعة. تشير النماذج إلى وجود كميات كافية من الهيدروجين الطبيعي لتلبية احتياجات البشرية لآلاف السنين؛ إلا أن معظمه غير قابل للاستخراج اقتصادياً. وقد تم تحديد وجود الهيدروجين الطبيعي في العديد من الصخور المصدرية في مناطق تتجاوز الأحواض الرسوبية التي تعمل فيها شركات النفط عادةً. وحتى عام 2026، لم يُستغل سوى بئر واحد للهيدروجين الطبيعي، يُزوّد ​​قرية في مالي بالغاز لتوليد الكهرباء، ولكن مشاريع الاستكشاف والبحث جارية في العديد من دول العالم.

الهيدروجين الطبيعي هو الهيدروجين الجزيئي الموجود على سطح الأرض، والذي يتكون بفعل العمليات الطبيعية، على عكس الهيدروجين المُنتَج في المختبرات أو في الصناعة. ^{[ 1 ] [ 16 ]} ويُعرف أيضاً بالهيدروجين الأبيض، ^{[ 17 ]} والهيدروجين الجيولوجي، ^{[ 18 ]} والهيدروجين الجيولوجي، ^{[ 19 ]} والهيدروجين المنشأ، ^{[ 20 ]} أو هيدروجين الذهب. ^{[ 21 ] [ 6 ] [ 22 ]}

من المحتمل أن يكون الهيدروجين الطبيعي شكلاً من أشكال الطاقة المتجددة، إذ قد تنتج الأرض مئات الملايين من الأطنان منه سنوياً؛ ومع ذلك، هناك حاجة إلى مزيد من الدراسات التي توضح معدل التراكم مقابل التسربات. ^{[ 23 ]}

يُنتج الهيدروجين الطبيعي من مصادر متنوعة. قد تشمل مصادر الهيدروجين الطبيعي ما يلي:

• الهيدروجين البدائي H2 _، الموجود عند نشأة النظام الشمسي في وشاح الأرض أو حتى لبها، (وفقًا لـ Larin et al. و Zgonnik، 2020) ^{[ 5 ] [ 24 ]} إطلاق الغازات بمرور الوقت ^{[ 4 ]}
• تفاعل الماء مع الصخور فوق المافية ( التحول إلى سربنتين ) ^{[ 5 ]}
• التحليل الإشعاعي للمياه الطبيعية ^{[ 5 ]}
• النشاط البيولوجي ^{[ 25 ]}
• التجوية – الماء الملامس لأسطح الصخور المكشوفة حديثًا
• تحلل أيونات الهيدروكسيل في بنية المعادن
• تحلل المواد العضوية

تم رصد العديد من انبعاثات الهيدروجين في سلاسل منتصف المحيطات . ^{[ 26 ]} تحدث عملية التمعدن السربنتيني بشكل متكرر في القشرة المحيطية؛ وتشمل العديد من المواقع المستهدفة للاستكشاف أجزاءً من القشرة المحيطية ( الأفيوليت ) التي اندفعت واندمجت في القشرة القارية. كما تُعدّ الصفائح التكتونية، مثل نظام الصدع القاري الأوسط في أمريكا الشمالية، مصادر محتملة للصخور التي قد تخضع لعملية التمعدن السربنتيني. ^{[ 27 ]} وقد طُرحت التفاعلات بين الماء والصخور في قشرة الأرض ، ولا سيما التمعدن السربنتيني والتحلل الإشعاعي، باعتبارها المصادر الأكثر ترجيحًا للهيدروجين الطبيعي، بدلاً من أي أصل بدائي. ^{[ 5 ]}

يجري البحث حاليًا في الهيدروجين الموجود في الوشاح والهيدروجين الناتج عن التحلل الإشعاعي للماء أو النشاط البكتيري . في فرنسا، تُعد جبال الألب والبرانس مناسبة للاستغلال. ^{[ 25 ]} أما كاليدونيا الجديدة، فتضم مصادر شديدة القلوية تُظهر انبعاثات للهيدروجين . ^{[ 28 ]}

يذوب الهيدروجين في الماء العذب، وخاصة على أعماق متوسطة في قشرة الأرض ، حيث تزداد الذوبانية مع الضغط. ومع ذلك، على أعماق أكبر، ودرجات حرارة وضغوط أعلى، كما هو الحال داخل وشاح الأرض ، تنخفض الذوبانية بسبب الطبيعة غير المتماثلة للغاية لمخاليط الهيدروجين والماء. ^{[ 29 ]}

تشير النماذج إلى وجود كميات كافية من الهيدروجين الطبيعي لتلبية احتياجات البشرية لآلاف السنين؛ إلا أن معظمه لا يمكن استخراجه اقتصاديًا. ^{[ 30 ] [ 31 ]} وقد تم تحديد وجود الهيدروجين الطبيعي في العديد من الصخور المصدرية في مناطق تقع خارج الأحواض الرسوبية التي تعمل فيها شركات النفط عادةً. ^{[ 32 ] [ 33 ] [ 34 ]}

في عام 2023، كان هناك 25 بئراً في قرية بوراكيبوجو بمالي ، منها بئر واحد فقط يُستخدم لتوليد الكهرباء. ^{[ 9 ]} ينتج هذا البئر حوالي 1400 متر ^{مكعب من} الغاز يومياً، وهو ما يكفي لتزويد سكان القرية البالغ عددهم 1500 نسمة بالطاقة. ^[ 23 ^{] في عام} 2026  لا يزال بئر الهيدروجين في مالي أول بئر هيدروجين ناجح اقتصاديًا في العالم، والوحيد حتى الآن. ^{[ 6 ] [ 7 ] [ 35 ]} ويبلغ تركيز الهيدروجين _فيه أكثر من 95%. ^{[ 36 ]}

بحسب صحيفة فايننشال تايمز ، يوجد في العالم 5 تريليونات طن من موارد الهيدروجين الطبيعية. ^{[ 18 ]} وقد تم تحديد هذه الموارد في 10 إلى 15 دولة، من بينها فرنسا والولايات المتحدة وكندا وشرق أوروبا وروسيا وأستراليا وعُمان ومالي. ^{[ 37 ] [ 6 ] [ 38 ]} وفي فرنسا، صرّحت شركة النفط الفرنسية "فرانسيز دو لينرجي" أنها تهدف إلى بدء استخراج الهيدروجين بحلول عام 2027 أو 2028. ^{[ 11 ]}

أُفيد في عام 2018 بإمكانية العثور على الهيدروجين الجيولوجي أو إنتاجه بكميات كبيرة في نظام الصدع القاري الأوسط الممتد عبر وسط أمريكا الشمالية. ويمكن ضخ المياه إلى الصخور الساخنة الغنية بالحديد الثنائي لإنتاج الهيدروجين واستخراجه. ^{[ 27 ]} كما أن إذابة ثاني أكسيد الكربون في هذه السوائل قد تسمح بعزل الكربون في الوقت نفسه من خلال كربنة الصخور. ويُنتج الهيدروجين الناتج عبر مسار كربوني سلبي، ويُشار إليه باسم الهيدروجين "البرتقالي". ^{[ 39 ]} وفي عام 2023، أعلن بيرونون ودي دوناتو ( جامعة لورين ، نانسي، فرنسا ) عن اكتشاف رواسب في لورين (شرق فرنسا)، وقدّرا حجمها بما يتراوح بين 46 و260 مليون طن متري (ما يعادل إنتاج عدة سنوات من العقد الحالي). ^{[ 40 ]}

في عام 2024، تم اكتشاف رواسب طبيعية من الهيليوم والهيدروجين في روكوا ، تنزانيا ، ^{[ 41 ]} وكذلك في بولقيزي ، ألبانيا . ^{[ 42 ]} أما أطول سجل لانبعاثات الهيدروجين الطبيعية، والذي استمر لمدة تصل إلى عشر سنوات، وبتركيزات هيدروجين تصل إلى 17% حجميًا، فقد تم اكتشافه في تيمينز ، أونتاريو، كندا، من منجم نشط. ^{[ 43 ] [ 44 ] [ 45 ]} ويشير انتشار المناجم في الصخور ذات الإمكانات الإنتاجية للهيدروجين حول العالم إلى أن هذه البيئات في الصخور القارية ما قبل الكمبري قد تكون مصدرًا جديدًا للهيدروجين ذي جدوى اقتصادية . ^{[ 46 ]}

تجري عمليات استكشاف في جبال عُمان ، حيث يتولد هذا المعدن بشكل طبيعي تحت الأرض. ^{[ 21 ] [ 47 ]}

في جنوب أستراليا، حصلت عدة شركات على تراخيص استكشاف، بما في ذلك في حوض أوتواي جنوب شرق الولاية. وقد عثرت شركة غولد هيدروجين على الهيدروجين بنسبة نقاء 97% في شبه جزيرة يورك ، لكن جدوى هذا المشروع لم تثبت بعد. ^{[ 6 ]}

• الهيليوم النقي
• الوقود الكهربائي
• اقتصاد الهيدروجين
• إنتاج الهيدروجين
• محطة توليد الطاقة بالهيدروجين ذات الدورة المركبة
• محطة توليد الطاقة بخلايا وقود الهيدروجين
• قائمة المجلات الجيولوجية

• لوبيز-لازارو، كريستينا؛ باشود، بيير؛ موريتي، إيزابيل؛ فيراندو، نيكولاس (2019). "التنبؤ بسلوك طور الهيدروجين في محاليل كلوريد الصوديوم الملحية باستخدام المحاكاة الجزيئية للتطبيقات الجيولوجية" . نشرة علوم الأرض BSGF . 190 : 7. doi : 10.1051/bsgf/2019008 . S2CID 197609243 . 
• غوشيه، إريك سي. (فبراير 2020). "آفاق جديدة في التنقيب الصناعي عن الهيدروجين الطبيعي" . العناصر . 16 (1): 8-9 . Bibcode : 2020Eleme..16....8G . doi : 10.2138/gselements.16.1.8 .
• غوشيه، إريك سي .؛ موريتي، آي.؛ غونتييه، إن.؛ بيليسيه، إن.؛ بوريدج، جي. (يونيو 2023). "مكانة الهيدروجين الطبيعي في التحول الطاقي: ورقة موقف" . مجلة الجيولوجي الأوروبي (55). doi : 10.5281/zenodo.8108239 . تاريخ الاطلاع: 17 أغسطس 2023 .
• _{ديفيل ،} إريك؛ برينزهوفر، آلان (نوفمبر 2016). "أصل تسربات الغاز الطبيعي الغني _{بالنيتروجين والهيدروجين} والميثان في سياق الأفيوليت: دراسة للغازات الرئيسية والنبيلة في تسربات السوائل في كاليدونيا الجديدة". الجيولوجيا الكيميائية . 440 : 139-147 . Bibcode : 2016ChGeo.440..139D . doi : 10.1016/j.chemgeo.2016.06.011 .
• موريتي آي، بيير إتش. بور لا ساينس ، عدد خاص عن الهيدروجين الطبيعي، بالشراكة مع إنجي ، المجلد 485؛ مارس 2018.
• برينزهوفر، آلان؛ موريتي، إيزابيل؛ فرانكولين، جواو؛ باتشيكو، كليتون؛ داغوستينو، أنجليك؛ ويرلي، جوليان؛ روبين، فابيان (مارس 2019). "انبعاث الهيدروجين الطبيعي المستمر من الأحواض الرسوبية: مثال على بنية برازيلية باعثة _{للهيدروجين} " (ملف PDF) . المجلة الدولية لطاقة الهيدروجين . 44 (12): 5676-5685 . doi : 10.1016/j.ijhydene.2019.01.119 . S2CID 104328822 . 
• لارين، نيكولاي؛ زغونيك، فياتشيسلاف؛ رودينا، سفيتلانا؛ ديفيل، إريك؛ برينزهوفر، آلان؛ لارين، فلاديمير ن. (سبتمبر 2015). "تسرب الهيدروجين الجزيئي الطبيعي المرتبط بالمنخفضات السطحية المستديرة على الدرع الأوروبي في روسيا". بحوث الموارد الطبيعية . 24 (3): 369-383 . Bibcode : 2015NRR....24..369L . doi : 10.1007/s11053-014-9257-5 . S2CID 128762620 . 
• زغونيك، فياتشيسلاف؛ بومونت، فاليري؛ ديفيل، إريك؛ لارين، نيكولاي؛ بيلو، دانيال؛ فاريل، كاثلين م. (ديسمبر 2015). "أدلة على تسرب الهيدروجين الجزيئي الطبيعي المرتبط بخلجان كارولينا (منخفضات سطحية بيضاوية الشكل على السهل الساحلي الأطلسي، مقاطعة الولايات المتحدة الأمريكية)" . التقدم في علوم الأرض والكواكب . 2 (1): 31. Bibcode : 2015PEPS....2...31Z . doi : 10.1186/s40645-015-0062-5 . S2CID 55277065 . 
• برينزهوفر، آلان؛ طهارة سيسيه، شيخ سيدي؛ ديالو، عليو بوبكر (أكتوبر 2018). "اكتشاف تراكم كبير للهيدروجين الطبيعي في بوراكيبوغو (مالي)". المجلة الدولية لطاقة الهيدروجين . 43 (42): 19315-19326 . Bibcode : 2018IJHE...4319315P . doi : 10.1016/j.ijhydene.2018.08.193 . S2CID 105839304 . 
• زغونيك، فياتشيسلاف (1 أبريل 2020). "وجود الهيدروجين الطبيعي وجيولوجيته: مراجعة شاملة". مراجعات علوم الأرض . 203 103140. Bibcode : 2020ESRv..20303140Z . doi : 10.1016/j.earscirev.2020.103140 . S2CID 213202508 . 
• برينزهوفر، آلان؛ ديفيل، إريك (2015). الهيدروجين الطبيعي، الثورة القادمة للطاقة . هومينسيس. رقم ISBN 978-2-410-00335-2. OCLC 1158938704 . 
• موريتي ، إيزابيل (22 مايو 2020). "الهيدروجين الطبيعي: فضول جيولوجي أم مصدر طاقة قاهرة في المستقبل  ؟" . معرفة الطاقات (بالفرنسية).
• تريجويت ، رينيه (17 يوليو 2020). "الهيدروجين الطبيعي يمكنه الحصول على مصدر حقيقي للطاقة الخاصة وغير القابلة للتنفيذ..." RT Flash (بالفرنسية).
• ريغوليه، كريستوف؛ برينزهوفر، آلان (2022). "الهيدروجين الطبيعي: مصدر جديد للطاقة المتجددة والخالية من الكربون، قادر على منافسة الهيدروكربونات". فيرست بريك . 40 (10): 78-84 . Bibcode : 2022FirBr..40j..78R . doi : 10.3997/1365-2397.fb2022087 . S2CID 252679963 . 
• أوسيلين، ف.، سولين، س.، فوجيرول، س.، غوشيه، إي سي، سكاييه، ب.، وبيشفان، م.، 2022، الهيدروجين البرتقالي هو الأخضر الجديد: نيتشر جيوساينس.
• إيرلاخ، بيريت؛ بورجمان، ميريام. أشتزيغر-زوبانتشيتش، بيتر؛ فيشيديك، مانفريد؛ كليتزكي، بيتر؛ بيتيل، كارين. رين، يورغن. زوان ، فرانك (أبريل 2026). الهيدروجين الجيولوجي – مصدر طاقة مهمل؟ (بي دي إف) . ألمانيا: أكاتيك، ليوبولدينا، أكاديميينونيون. دوى : 10.48669/esys_2026-1 . تم الاسترجاع 19 أبريل 2026 .