Bloomberg于11月16日刊文,美国堪萨斯州一片宁静的大草原上正在形成一股新的淘金热。在那里,一群由比尔盖茨等人支持的初创公司正在地下寻找天然存在的氢气,这种燃料可以在不加剧气候变化的情况下发电。
此前的大量勘探发现,天然氢(又称地质氢、白氢),可能将对能源转型起重大影响。但一些评论家认为,这种对清洁能源的搜寻是盲目的,有失败的可能,而且在世界需要经过验证的减排技术的时候,还存在转移有限的气候风险资本的风险。
50家地质氢公司在勘探,背后是比尔盖茨等风投和传统油气企业巨头
堪萨斯州位于地质怪圈之上:中大陆裂谷是十亿年前形成的地下疤痕,形成于北美大陆开始从中间分裂然后停止的时候。裂谷内富含铁的岩石在暴露于水、压力和热量时会产生氢气。几十年前该地区几口旧石油勘探井留下的记录显示,这种天然氢气存在——或者至少曾经存在过。
世界各地的其他一些地方也给淘金客提供了诱人的线索,暗示氢这类宇宙中最轻的元素可能大量存在,而搜寻工作也开始吸引资金。一家名为Koloma的公司已经筹集了3亿多美元,其中包括比尔盖茨的突破能源风险投资公司。
矿业巨头Fortescue Ltd.最近斥资2200万美元收购了澳大利亚HyTerra 40%的股份,HyTerra是正在堪萨斯州寻找这种气体的初创企业之一。
据彭博新财经BNEF称,目前大约有50家地质氢公司在运营,包括勘探公司、设备制造商以及在背后资助研究的石油和天然气集团。
天然氢具有Wood Mackenzie分析师Richard Hood所说的"斯宾德尔托普时刻"的潜力,指的是1901年德克萨斯州的石油喷涌,某种意义上,它帮助创造了现代世界。如果天然氢的开采能以商业规模存在,那么从地下抽取氢气将比用电从水中提炼氢气更便宜,也比用天然气提炼氢气更清洁,后者是现在最常见的方法。
天然氢充满不确定,"淘金"有风险
"毫无疑问,存在风险。"PureWave Hydrogen的联合创始人Bruce Nurse表示,该公司已在堪萨斯州的三个县租赁场地进行勘探。他也表示,"这是美国需要追求的能源,因为人造氢气无法满足需求。"
最近,科学家们已经开始认真尝试回答地球表面下有多少氢气。
Geoffrey Ellis是这项工作的先驱。埃利斯是美国地质调查局(USGS)的一名研究地质学家,他花了20年时间研究石油地球化学。大约五年前,当埃利斯了解到马里有天然氢气时,他毅然转向了氢能研究。
马里的氢气发现,是天然氢探索的一个里程碑,业界称其为"白氢",有时也称其为"黄金氢"。20世纪80年代末,这个西非国家的一个村庄的居民在钻井取水时偶然发现了一个气田。由于不知道那是什么,他们把它堵住了。几十年后,工人们听说了这一发现,钻了一口新井,希望找到他们原本希望是天然气的东西,结果却发现了几乎纯净的氢气。
埃利斯的团队一直在全球模拟地下储量,借鉴石油和天然气行业的工具和方法。
他对地质氢储量的估计范围很广:最保守估计有数十亿吨,但最乐观甚至到数万亿吨。埃利斯说,即使开采估计的一小部分氢气也能满足数百年的需求。
他将这差距达几个数量级的不确定性,归因于他和他的团队建立的模型的性质,该模型基于对氢的了解以及石油等更易于理解的资源。
对他——以及投资者和公司来说——问题不在于地质氢是否存在,而在于有多少是可以获取的,并且以大量纯净的数量积累起来的。唯一能确定的方法就是开始钻探。
"你必须在不确定的情况下运作。"Koloma的首席商务官Paul Harraka说。
为了最大限度地提高成功的机会,勘探者依赖于尘封档案中的纸质记录以及提到意外发现氢的石油和天然气文件。但他们也在使用复杂的机器学习等技术来识别卫星图像中所谓的"仙女圈"。地球表面的这些圆形凹陷有时会释放氢气,可能指向地下储层。
淘金热来临时,卖镐和铲子的先把钱挣了
Viacheslav Zgonnik是总部位于丹佛的Natural Hydrogen Energy的联合创始人兼前首席执行官,该公司于2023年在内布拉斯加州日内瓦附近进行勘探。他们在地下钻探了11000多英尺,发现了氢气,尽管Zgonnik拒绝透露具体储量。但他今年离开了公司,创建了一家初创公司,为寻找氢矿的公司提供软件。
Zgonnik说,淘金热来临时,你就卖镐和铲子。
美国和澳大利亚支持土地所有者的勘探行为,激发大量勘探活动
如今,大部分勘探活动都在美国和澳大利亚进行,这不仅是因为有证据表明地下可能存在氢,还因为这两个国家拥有支持性的监管环境。在美国,土地所有者而不是州政府拥有勘探许可证的权利,这与其他国家形成鲜明对比,在其他国家,政府控制的许可证可能会导致长时间的延误。
由于上述这些因素,许多私人钻探者集中在堪萨斯州和中大陆裂谷沿线的一些州。
"这很贵,你不能随便在地上挖洞。"投资了Koloma的风险投资公司Piva Capital的管理合伙人Mark Gudiksen说。"所以你必须仔细考虑使用所有的行业技术。"
即使勘探者发现了氢,其商业前景也非常不确定。可再生能源生产的绿色氢气尚未起飞的原因在于其成本高昂。
美国能源部已为氢气生产商和勘探者设定了将成本降至每公斤1美元的目标。这将释放出对发展目前缺乏的氢气行业至关重要的需求浪潮。
氢能应用前景长期看好
据彭博新能源财经称,目前全世界每年用去约9400万吨氢气。据预测,要使全球经济在本世纪中叶实现净零排放,氢气使用量先缓慢上升到2030年的1.18亿吨,然后进入快速增长期。
根据彭博新能源财经的《2024年新能源展望》,全球使用量可能在2040年达到2.34亿吨,到2050年达到3.9亿吨。
制约天然氢开发价值的是纯度和运输,都归咎于成本
"如果单位经济效益好,市场真的、真的、真的很大。"彭博新能源财经技术和创新主管马克·戴利说。但这是一个很大的"如果"。
一个关键的成本因素是纯度。马里的氢井几乎100%纯氢。但在更多地方,氢气通常与其他气体(包括氦气)共存。
例如,澳大利亚公司Gold Hydrogen表示,它在2023年在南澳大利亚约克半岛进行的初步钻探测试中发现了氢气和高浓度的氦气,目前正在钻探其首批新氢井。虽然氦气是一种有价值的产品,但分离这两种气体会增加成本。
降低成本的最大难题之一是运输,这涉及将气体压缩成液体并通过卡车运输或通过地下管道运输。两者都很昂贵,就管道而言,更接近幻想而不是现实。在高压下,氢气容易与钢管发生反应,导致钢管变脆并开裂。
还有氢气泄漏的可能性,这是科学家和天然氢初创公司还未正确面对的问题。
氢气是一种不容易驯服的气体。氢气的逃逸性,很容易扩散到各处。美国能源部高级研究计划署能源项目主任道格拉斯·威克斯(Douglas Wicks)作出上述表示,他负责两个地质氢研究项目。
彭博新能源财经的戴利表示,氢气的运输半径控制在100公里范围内才具有经济意义。他指出,要筹集足够的资金建造管道,需要有证据证明其可开采并运输的资源将能持续20到40年。
许多在堪萨斯州和内布拉斯加州进行勘探的初创公司可以通过在当地销售来解决运输问题。这两个州是农业生产大州,公司将农民视为最大的潜在客户。在该地区发现的氢气可以转化为氨,氨被广泛用于制造肥料。
这是一个豪赌,但这也是我们一生中最重要的事之一
无数的未知数并没有阻止冒险者,同样也没有阻止风险投资家和大型企业投资者进行大的赌注。
该行业最大的推动者之一,也是突破能源风险投资公司(Breakthrough Energy Ventures)最具影响力的气候技术投资者之一。
"地质氢的发现可能是我们一生中最重要的事件之一,甚至可能是我们子孙后代一生中最重要的事件之一。"该公司技术负责人Eric Toone在6月于伦敦举行的突破能源峰会上发表演讲时表示。"它提供了无限的零碳反应化学能的可能性。"
这也是该公司参与Koloma 2.45亿美元B轮融资的部分原因,使其成为氢能领域最大的初创公司之一。不过,投资者承认,该领域仍有许多未解问题,足以让许多人犹豫不决。
如果Koloma成功,"这将改变氢的成本结构。"Gudiksen说。但他也发出警告:"我们绝对有可能失去所有的钱。"《彭博商业周刊》
