Том 337 № 5 (2026)
DOI https://doi.org/10.18799/24131830/2026/5/5519
Технологии поиска природного водорода
Актуальность определяется острой необходимостью изучения технологии поиска природного водорода. Сегодня наступило время, когда учёные и производственники должны получить ответы на вопросы: где и как, с помощью каких технологических методов можно вести работы по поиску месторождений природного водорода. Изучение месторождений природного водорода в Мали, в районе деревни Баракебугу (округ Кати), в Воронежской области и поселке Тикси (Якутия) не могут в полной мере ответить на эти вопросы. Известна история со скважинами в Мали, где концентрация водорода выше 90 % стала триггером водородного бума. Одной из главных задач в современном обществе является полная экологизация промышленной энергетики. Самый доступный способ решения данной проблемы – использование водорода как самого лёгкого, энергоемкого и экологически чистого сырья. Водород является топливом будущего и в ближайшее время станет новым энергоносителем мировой экономики. Цель заключается в разработке инновационной технологии поисковых работ на природный водород. Установлено, что самым перспективным направлением является геохимический метод поиска природного водорода. Диффузионные и химические свойства водорода затрудняют его обнаружение, так как он самый лёгкий из всех газов, с самым малым размером атома, быстро диффундирует в воздухе и в других материалах, включая минералы и металлы. Методы. Для выполнения поисковых работ на природный водород рекомендуется использовать геологические, гидрохимические, геофизические работы, детально изучить почву, воду, пробы воздуха, выполнить электромагнитную съёмку. Результаты и выводы. Правильно сформулированный прогноз поисковых работ позволит перейти к исследованию технологий по разведке и освоению ресурсов природного водорода. Рекомендованные в статье методы поисковых работ на природный водород позволяют построить карту газовых аномалий и, исследуя её, в дальнейшем планировать буровые работы. Месторождение водорода можно открыть, если скважину пробурить вдоль глубинного разлома.
Для цитирования: Третьяк А.А., Ненахов В.М., Крайнов А.В., Сидорова Е.В., Чумаков А.А., Корабельников Н.А. Технологии поиска природного водорода. Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов, 2026, Т. 337, № 5, С. 74-82. https://doi.org/10.18799/24131830/2026/5/5519
Ключевые слова:
природный водород, прогнозирование водорода, поиск водорода, бурение скважин, добыча водорода
Библиографические ссылки:
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ненахов В.М., Полеванов В.П., Жабин А.В., Бондаренко СВ., Золотарёва Г.С. Перспективы Воронежской антеклизы на обнаружение природного водорода. Вестник Воронежского университета. Серия: Геология, 2022, № 2, С. 4–18.
2. Полеванов В.П. Водород признан в России природным ископаемым. ИА Регнум. 6.05.2022 URL: https://regnum.ru/article/3583825 (дата обращения 20.09.2024).
3. Полеванов В.П., Глазьев С.Ю. Поиски месторождений водорода как основа встраивания в новый технологический уклад. Глобальное недропользование, 2020, № 4 (87), С. 12–33.
4. Полеванов В.П. Стремительный водородный прогресс. Газпром, 2020, № 9, С. 12–19.
5. Полеванов В.П. Природный водород. Предварительное руководство для поисков. Бурение и нефть, 2023, № 10, С. 42–45.
6. Белов С.В. Должен ли стать полезным ископаемым водород? Использование и охрана природных ресурсов в России, 2020, № 1, С. 15–21.
7. Пастухов Н.П. Результаты геотермического зондирования поверхностных отложений Братского газоконденсатного месторождения. Геология и полезные ископаемые Восточной Сибири. Тезизы докл. конф. Иркутск, Иркутский ун-т, 1982. С. 80.
8. Ларин В.Н. Строение Земли и водородная энергетика. Окружающая среда и энерговедение, 2021, № 3, С. 43–61.
9. Литвиненко В.С., Цветков П.С., Двойников М.В., Буслаев Г.В. Барьеры реализации водородных инициатив в контексте устойчивого развития глобальной энергетики. Записки горного института, 2020, Т. 244, С. 428–438.
10. Lefeuvre N. Nouvelles méthodes d’exploration des ressources en hydrogène naturel (H2): Le cas d’école du piémont Pyrénéen occidental: dis. Grenoble, 2020. 192 p.
11. Алифирова Е. Франция впервые выдала лицензию на разведку месторождений белого водорода. ИА Neftegaz.ru. 04.12.2023. URL: https://neftegaz.ru/news/Geological-exploration/805632-frantsiya-vpervye-vydala-litsenziyu-na-razvedku-mestorozhdeniy-belogo-vodoroda/?ysclid=moh8ygiqi5567600396 (дата обращения 06.12.2023).
12. Максимов А.Л., Ишков А.Г., Пименов А.А., Романов К.В., Михайлов А.М., Колошкин Е.А. Физико-химические аспекты и углеродный след получения водорода из воды и углеводородов. Записки Горного института, 2024, Т. 265. С. 87–94.
13. Способ поиска ископаемого водорода в осадочной толще: пат. № 2784209, Российская Федерация, С1; заявл. 05.07.2022; опубл. 23.11.2022, Бюл. № 33. 4 с.
14. Красовская Е. Водород в России можно будет разведывать и добывать. Новости о нефти и газе в России и мире – Нефть и капитал. 25.07.2023. URL: https://oilcapital.ru/news/2023-07-25/vodorod-v-rossii-mozhno-budet-razvedyvat-i-dobyvat-2993959?ysclid=moh8orl5gh609338052&utm_source=yandex.ru&utm_medium=organic&utm_campaign=yandex.ru&utm_referrer=yandex.ru (дата обращения 05.09.2023).
15. Tabrizi M.K., Famiglietti J., Bonalumi D., Campanari S. The carbon footprint of hydrogen produced with state-of-the-art photovoltaic electricity using life-cycle assessment methodology. Energies, 2023, Vol. 16, Iss. 13, № 5190. DOI: 10.3390/en16135190.
16. Water consumption from electrolytic hydrogen in a carbon-neutral US energy system. Grubert E. Cleaner Production Letters, 2023, Vol. 4, № 100037. DOI: 10.1016/j.clpl.2023.100037.
17. Syvorotkin V. Hydrogen degassing of the Earth: natural disasters and the biosphere. Man and the Geosphere. New York: Nova Science Publishers, 2010, 385 р.
18. Zhou Y., Li R., Lv Z., Zhou H., Xu K. Green hydrogen: a promising path to a carbon-free society. Chin Ј. Chem. Eng, 2022, vol. 43, pp. 2–13.
19. Sanchez M., Amores E., Abad D., Rodriguez L., Clemente-Jul C. Aspen Plus model of an alkaline electrolysis system for hydrogen production. International Journal of hydrogen energy, 2020, vol. 45, pp. 3916–3929.
20. Ulleberg O. Modeling of advanced alkaline electrolyzes a system simulation approach. International Journal of hydrogen energy, 2003, vol. 28, P. 21–33.
21. Koh J.H., Yoon D.J., Oh C.H. Simple electrolyzer model development for high-temperature electrolysis system analysis using solid oxide electrolysis cell. Journal of Nuclear Science and technology, 2010, vol. 7, no 7, pp. 599–607.
22. Bauer D., Philbrick M., Vallario B. The water-energy nexus: challenges and opportunities. Overview and summary. USA: U.S. Department of Energy, 2014. 12 p.
23. Johson M.J. LCHTM Process for the production of blue hydrogen. Billingham, UK: Matthey Group, 2022, 10 p.
24. Helerea E., Calin M.D., Musuroi C. Water energy nexus and energy transition – a review. Energies, 2023, Vol. 16, Iss. 4, № 1879. DOI: 10.3390/en16041879.
25. Massarweh O., Al-Khuzaei M., Al-Shafi M. et al. Blue hydrogen production from natural gas reservoirs: a review of application and feasibility. Journal of CO2 Utilization, 2023, Vol. 70, № 102438. DOI: 10.1016/j.jcou.2023.102438.
26. Mehmeti A., Angelis-Dimakis A., Arampatzis G. et al. Life cycle assessment and water footprint of hydrogen production methods: from conventional to emerging technologies. Environments, 2018, Vol. 5, Iss. 2, № 24. DOI: 10.3390/environments5020024.
27. Simon A.J., Daily W., Whitу R.G. Hydrogen and water: an engineering, economic and environmental analysis. U.S. Department of Energy. Technical Report LLNL-TR-422193, 2010, № 110388, 26 p. DOI: 10.2172/101038.
28. Gleick P.H. Water and energy. Annual Review of Energy and the Environment, 1994, Vol. 19, P. 267–299. DOI: 10.1146/annurev.eg.19.110194.001411.
29. Megía P.J., Vizcaíno A.J., Calles J.A., Carrero A. Hydrogen production technologies: from fossil fuels toward renewable sources. A mini review. Energy & Fuels, 2021, Vol. 35, Iss. 20, P. 16403–16415. DOI: 10.1021/acs.energyfuels.1c02501.
30. Midilli A., Kucuk H., Topal M.E. et al. A com prehensive review on hydrogen production from coal gasification: challenges and Opportunities. International Journal of Hydrogen Energy, 2021, Vol. 46, Iss. 50, P. 25385–25412. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2021.05.088.
REFERENCES
1. Nenakhov V.M., Polevanov V.P., Zhabin A.V., Bondarenko, S.V., Zolotarev, G.S. Prospects for the Voronezh Anteclise to Detect Natural Hydrogen. Voronezh University Bulletin. Series: Geology, 2022, no. 2, pp. 4–18. (In Russ.)
2. Polevanov V.P. Hydrogen is recognized as a natural resource in Russia. Regnum News Agency, May 6, 2022. (In Russ.) Available at: https://regnum.ru/article/3583825 (accessed 20 September 2024).
3. Polevanov V.P., Glazyev S.Yu. Exploring hydrogen deposits as a basis for integrating into the new technological wave. Global Subsoil Use, 2020, no. 4 (87), pp. 12–33. (In Russ.)
4. Polevanov V.P. Rapid hydrogen progress. Gazprom, 2020, no. 9, pp. 12–19. (In Russ.)
5. Polevanov V.P. Natural hydrogen. Preliminary guidelines for exploration. Drilling and Oil, 2023, no. 10, pp. 42–45. (In Russ.)
6. Belov S.V. Should hydrogen become a useful fossil? Use and Protection of Natural Resources in Russia, 2020, no. 1, pp. 15–21. (In Russ.)
7. Pastukhov N.P. Results of geothermal sounding of surface sediments of the Bratskoe gas condensate field. Geology and Useful Fossils of Eastern Siberia. Abstracts of Conference Reports. Irkutsk, Irkutsk University, 1982. P. 80. (In Russ.)
8. Larin V.N. Earth structure and hydrogen energy. Environmental Science and Energy Science, 2021, no. 3, pp. 43–61. (In Russ.)
9. Litvinenko V.S., Tsvetkov P.S., Dvoynikov M.V., Buslaev G.V. Barriers to the implementation of hydrogen initiatives in the context of sustainable development of global energy. Zapiski Gornogo Instituta, 2020, vol. 244, pp. 428–438. (In Russ.)
10. Lefeuvre N. New methods of exploration natural hydrogene (H2). PhD Diss. Grenoble, 2020. 192 p
11. Alifirova E. France issues first license for exploration of “white” hydrogen deposits. Neftegaz.ru, 12.06.2023. (In Russ.) URL: https://neftegaz.ru/news/Geological-exploration/805632-frantsiya-vpervye-vydala-litsenziyu-na-razvedku-mestorozhdeniy-belogo-vodoroda/?ysclid=moh8ygiqi5567600396 (accessed 12 June 2023).
12. Maksimov A.L., Ishkov A.G., Pimenov A.A., Romanov K.V., Mikhailov A.M., Koloshkin E.A. Physical and chemical aspects and carbon footprint of hydrogen production from water and hydrocarbons. Notes of the Mining Institute, 2024, vol. 265, pp. 87–94. (In Russ.)
13. Shilovsky A.P. Method for searching for fossil hydrogen in sedimentary strata. Patent RF, no. 2784209, 2022. (In Russ.)
14. Krasovskaya E. Hydrogen in Russia can be explored and produced. Oil and Capital News Agency, 06.25.2023. (In Russ.) Available at: https://oilcapital.ru/news/2023-07-25/vodorod-v-rossii-mozhno-budet-razvedyvat-i-dobyvat-2993959?ysclid=moh8orl5gh609338052&utm_source=yandex.ru&utm_medium=organic&utm_campaign=yandex.ru&utm_referrer=yandex.ru (accessed 5 September 2023).
15. Tabrizi M.K., Famiglietti J., Bonalumi D., Campanari S. The carbon footprint of hydrogen produced with state-of-the-art photovoltaic electricity using life-cycle assessment methodology. Energies, 2023, vol. 16, Iss. 13, no. 5190. DOI: 10.3390/en16135190.
16. Grubert E. Water consumption from electrolytic hydrogen in a carbon-neutral US energy system. Cleaner Production Letters, 2023, vol. 4, no. 100037. DOI: 10.1016/j.clpl.2023.100037.
17. Syvorotkin V. Hydrogen degassing of the Earth: natural disasters and the biosphere. Man and the Geosphere. New York, Nova Science Publishers, 2010, 385 p.
18. Zhou Y., Li R., Lv Z., Zhou H., Xu K. Chin J. Green hydrogen: a promising path to a carbon-free society. Chem. Eng, 2022, vol. 43, pp. 2–13.
19. Sanchez M., Amores E., Abad D., Rodriguez L., Clemente-Jul C. Aspen Plus model of an alkaline electrolysis system for hydrogen production. International Journal of Hydrogen Energy, 2020, vol. 45, pp. 3916–3929.
20. Ulleberg O. Modeling of advanced alkaline electrolyzes: a system simulation approach. International Journal of Hydrogen Energy, 2003, vol. 28, pp. 21–33.
21. Koh J.H., Yoon D.J., Oh C.H. Simple electrolyzer model development for high-temperature electrolysis system analysis using a solid oxide electrolysis cell. Journal of Nuclear Science and Technology, 2010, vol. 7, no. 7, pp. 599–607.
22. Bauer D., Philbrick M., Vallario B. The water-energy nexus: challenges and opportunities. Overview and summary. USA, U.S. Department of Energy, 2014. 12 p.
23. Johnson M.J. LCHTM Process for the Production of Blue Hydrogen. Billingham, UK, Matthey Group, 2022. 10 p.
24. Helerea E., Calin M.D., Musuroi C. Water energy nexus and energy transition – a review. Energies, 2023, vol. 16, Iss. 4, no. 1879. DOI: 10.3390/en16041879.
25. Massarweh O., Al-Khuzaei M., Al-Shafi M. Blue hydrogen production from natural gas reservoirs: A review of application and feasibility. Journal of CO2 Utilization, 2023, vol. 70, no. 102438. DOI: 10.1016/j.jcou.2023.102438.
26. Mehmeti A., Angelis-Dimakis A., Arampatzis G. et al. Life cycle assessment and water footprint of hydrogen production methods: from conventional to emerging technologies. Environments, 2018, vol. 5, Iss. 2, no. 24. DOI: 10.3390/environments5020024.
27. Simon A.J., Daily W., Whitу R.G. Hydrogen and water: an engineering, economic and environmental analysis. U.S. Department of Energy. Technical Report LLNL-TR-422193, 2010, no. 110388, 26 p. DOI: 10.2172/101038.
28. Gleick P.H. Water and energy. Annual Review of Energy and the Environment, 1994, vol. 19, pp. 267–299. DOI:10.1146/annurev.eg.19.110194.001411.
29. Megía P.J., Vizcaíno A.J., Calles J.A., Carrero A. Hydrogen production technologies: from fossil fuels toward renewable sources. A mini review. Energy & Fuels, 2021, vol. 35, Iss. 20, pp. 16403–16415. DOI: 10.1021/acs.energyfuels.1c02501.
30. Midilli A., Kucuk H., Topal M.E. A com prehensive review on hydrogen production from coal gasification: challenges and opportunities. International Journal of Hydrogen Energy, 2021, vol. 46, Iss. 50, pp. 25385-25412. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2021.05.088.
