万亿级“白氢”热潮席卷全球：天然氢能否开启能源革命新纪元？

2月7日，法国初创公司Mantle8宣布完成340万欧元（约合353万美元）的种子轮融资，投资方包括由比尔盖茨领导的Brea kthrough Energy Ventures、气候科技风投公司Kiko Ventures等知名机构。Mantle8凭借其专有技术，声称能够以“世界首创的精度”探测地下天然氢矿点，并计划到2030年找到1000万吨天然氢。这一事件再次使天然氢成为能源界关注的焦点之一。

早在2023年，《科学》杂志就将“寻找天然氢源的热潮”列为年度十大科学突破之一，这一消息如同一颗深水炸弹，在全球能源界激起千层浪。从西非马里的村庄供电奇迹，到法国东北部发现的亿吨级“白氢”矿藏，再到澳大利亚、西班牙等国的勘探突破，天然氢——这种自然生成的无碳氢源，正在悄然改写人类对能源的认知。科学家预言，它可能成为比石油更持久的“地下金矿”，甚至颠覆传统氢能产业的游戏规则。

一、天然氢：地球深藏的“绿色宝藏”

从“科学冷门”到能源新宠

长期以来，氢能被视为21世纪的“终极能源”，但传统制氢方式却面临高成本与高碳排放的困境。目前全球96%的氢来自化石燃料（灰氢），绿氢虽环保但成本高昂，仅占不到1%。而天然氢（又称白氢或金氢）的发现，为这一困局提供了全新解法——它无需人工生产，自然存在于地壳中，开采成本可低至每公斤0.5美元，仅为绿氢的十分之一。

1987年，加拿大Hydroma公司在非洲马里钻井时意外发现纯度98%的氢气，并成功用于发电。这一案例首次证明天然氢的工业化潜力。此后，全球掀起寻氢热潮：法国洛林盆地发现储量高达2.5亿吨的巨型矿藏，澳大利亚南部的探井检测到73.3%的高浓度氢，西班牙比利牛斯山脉的储层预计2028年投产……科学家保守估计，地球可能蕴藏超1万亿吨天然氢，足以满足人类数千年能源需求。

成因之谜：地球的“自产氢工厂”

天然氢的形成机制复杂多样，主要归结为三大途径：

水岩反应：以蛇纹石化作用为代表，地下水与富铁岩石（如橄榄石）发生化学反应，释放氢气。这一过程被认为是地表浅层氢的主要来源。

地壳辐射裂解：地壳中的铀、钍等放射性元素衰变释放能量，将水分子分解为氢和氧。

深源释放：来自地幔或地核的氢气，通过断层和板块边界向上运移。

这些机制使天然氢具备“可再生”特性——只要地质活动持续，氢气就能不断生成。例如，马里的一口井连续喷涌氢气超过十年，浓度未见下降。

二、全球勘探竞赛：谁将抢占先机？

欧美领跑，初创企业成主力军

法国、美国和澳大利亚是当前天然氢勘探的三大热点地区：

法国：洛林盆地发现浓度随深度递增的氢气（3000米处达98%），政府计划投入巨资支持研究，并已批准首个勘探许可证。

美国：内布拉斯加州钻探全球首口天然氢专探井，初创公司Koloma获比尔·盖茨旗下基金投资，融资超2.4亿美元。

澳大利亚：Gold Hydrogen公司在南澳探井中发现73%高浓度氢，计划2024年启动试点项目。

此外，西班牙Helios公司在比利牛斯山脉发现百万吨级储层，韩国、俄罗斯等国也加紧布局。

技术突破：从“仙女圈”到AI勘探

天然氢在地表的标志性特征——“仙女圈”（圆形洼地），成为早期勘探的重要线索。如今，技术手段已升级至遥感卫星、AI成像和地震数据分析。例如，美国Koloma公司利用激光成像技术定位潜在矿藏，而澳大利亚则通过重力异常和电磁数据绘制地下流体通道。

三、商业化之路：机遇与挑战并存

成本优势vs技术瓶颈

天然氢的开采成本极具竞争力：马里项目成本约0.5美元/公斤，西班牙预估可降至0.75美元/公斤，远低于绿氢（6美元/公斤）。但技术难题仍待攻克：

检测与提纯：氢气无色无味，且常伴生甲烷、硫化物等杂质，需开发高灵敏度传感器和高效分离技术。

完井技术：氢分子极小，传统密封岩层难以长期封存，需研发新型材料防止泄漏。

政策与市场的双重考验

天然氢的法律地位尚不明确。例如，西班牙因政策限制导致项目停滞，法国虽开放勘探许可但审批周期长达18个月。此外，氢能市场尚未成熟，大规模开采需配套储运设施和终端应用场景（如化工、交通）。

四、中国：如何抓住“白氢”机遇？

资源潜力与科研短板

中国地质条件优越，已发现多个富氢区域：

松辽盆地钻井检测到85.54%的氢气，柴达木盆地岩屑气中氢浓度高达99%。

郯庐断裂带、阿尔金断裂带等区域被列为天然氢勘探潜力区。

然而，国内研究仍停留在实验室阶段，缺乏系统性勘探和商业化尝试。

破局之道：政策先行，技术突围

加快立法：明确天然氢的矿产属性，建立勘探许可制度。

产学研联动：借鉴油气勘探经验，推动地球物理、化学等多学科交叉研究。

国际合作：引入海外技术，参与全球氢能标准制定。

五、未来展望：氢能独立品类的崛起

天然氢的崛起可能彻底改变氢能的“能源载体”身份，使其成为与石油、天然气并列的一次能源。若其持续性得到验证，全球氢能产业链成本有望从源头降低，加速钢铁、航空等难脱碳领域的绿色转型。

尽管挑战重重，但正如19世纪的石油革命一样，天然氢正开启一场静默的能源革命。正如美国地质调查局专家所言：“即使仅开发地球1%的氢资源，也足以支撑人类200年的清洁能源需求。”

来源：中国产业发展促进会氢能分会