作者：张运东 孙乃达 刘帅奇 杨艳
在能源转型的大背景下，氢作为清洁高效、资源丰富的新型能源被寄予厚望。其中被称为“金氢”的天然氢勘探开发已经悄然兴起，引发了全球关注。美国、澳大利亚、加拿大、俄罗斯、欧盟等已经制定了天然氢开发利用计划，大陆天然氢资源开发尚处于研究探索阶段，建议积极关注，开展天然氢资源调查；攻关天然氢成藏机理和勘探、钻采、存储等关键技术；建立天然氢创新联盟，确立氢能产业链源头供应商地位。
大陆天然氢开发尚处于探索阶段
大陆目前针对天然氢仅是一些零星和分散的研究。据文献报道，松辽盆地的个别钻井中发现氢气含量高达85.54%。有专家认为，对照世界各地的天然氢探测标志和特征，中国具备评估、寻找天然氢的地质条件。例如，蛇纹石化作用区域（江苏盘石山橄榄岩），断层区域（依兰—伊通断裂、扶余—肇东、滨州、呼兰河等断裂），煤盆地（沁水盆地），温泉区域（云南腾冲、长白山天池），以及构造活跃区域和大陆裂谷地区具备发育高含量氢气的地质条件，可以把松辽盆地、渤海湾盆地、苏北盆地作为天然氢勘探的突破区，开展以氢气为目标的理论研究和调查工作。
目前，全球天然氢认识整体处于早期阶段，在勘探开发等方面还存在大量的问题亟待解决。首先，天然氢的生成机理、运移机理有待深入研究，资源评价难度大；其次，天然氢样品检测和分析技术还不完善；第三，还没有成熟的天然氢开采分离技术以及安全生产技术。
油气公司具有天然氢开采优势
近年来，随着世界对氢能的关注以及技术不断进步，人们逐步认识到，氢能够在地壳中特定的地质条件下独立成藏。天然氢包括游离氢、包裹体氢和溶解态氢3种类型。游离氢是目前国内外勘探到的主要天然氢来源，一般分布在浅层地表中，可在地下岩石或地层孔隙裂隙中自由扩散运移。包裹体氢一般分布在压力较高的深层地质中，随着地质变动、矿物开采等被发掘出来。溶解氢一般在富含铀、钍等放射性元素地层的周边地下水中存在较多。
20世纪80年代以来，西非马里、俄罗斯、澳大利亚、美国和巴西等国陆续发现了氢气、二氧化碳、碳氢化合物混杂的“混合气体”。全球范围内的一些调查发现，天然氢含量大于10%的地质环境主要有3种：蛇绿岩带、裂谷带、前寒武富铁地层。目前较有共识的形成机理包括蛇纹石化、地幔深部脱气、岩石破裂、水的辐解、生物降解等。
全球天然氢分布广泛，目前尚无机构给出确切的全球天然氢总资源量。美国地质调查局（USGS）正在制作全球天然氢分布图，认为地球可能蕴藏1万亿吨天然氢。据Nature Communications数据，2020年全球氢产量为9400万吨，2050年预计将达到5.3亿吨，在未来能源格局中，天然氢有望成为氢能生产的重要补充。
天然氢藏同样具备“生、储、盖、圈、运、保”等成藏要素，其勘探开采方法与常规油气藏类似。国外天然氢资源勘探采用的技术一般是先利用遥感技术和采样研究地表氢渗漏特征，之后应用地球化学、地球物理和岩石物理学技术，识别基底上部沉积物厚度并估算岩浆岩侵入体的体积；利用钻井资料识别标定出高浓度氢逸出的区域，综合重力异常、磁异常和深部地震资料的分析，绘制构造图，判定生氢和氢存储的有利地层；采出后对氢样品进行取样、保存、分析。油气公司具有成熟的油气勘探开发技术，可统筹常规天然气和天然氢的勘探开发。
未来发展建议
一是战略布局天然氢产业发展，抢占氢能产业源头供应商龙头地位。密切跟踪全球天然氢的发展动向，战略上重视天然氢产业发展，策略上及早布局天然氢的资源调查，将天然氢纳入油气田的常态化气体检测，开展天然氢资源潜力评价，摸清资源家底。在氢含量较高区域部署氢探井，利用好国家矿权政策“应采尽采”，成熟后建立示范性开发利用基地。
二是超前部署天然氢检测、勘探、钻采、储运等关键技术研发，抢占天然氢开发技术制高点。创新开展氢源的生成机理、运移机理、资源分布、开采门限等基础性研究，研发天然氢检测、勘探、钻采、储运等适用技术和装备；及早谋划勘探、开采技术规范和标准，抢占天然氢勘探开发制高点。
三是加强国内外交流与合作，建立天然氢开发利用创新生态。国际上可与美国USGS、法国国家科学研究中心、俄罗斯科学院西伯利亚分院无机化学研究所等科研机构建立交流与合作机制。国内可与中国地质调查局、中国石化、国家能源集团、北京大学等单位建立天然氢创新联盟，开展基础研究，推动相关标准和规范的制定，探索不同场景的天然氢勘探开发产业联动。
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编辑：韩璐妤
校对：孟莹
审核：常斐 卢向前