프랑스 북동부 지하에서 대량의 천연 수소 발견(2023.10.29)

2023.10.29

 

수소는 3가지 원인으로 자연적으로지하에서 생성되며 이를 천연수소 또는 화이트 수소라고 부른다.

 

하나: 지하수와 암석의 상호작용

둘: 방사선의 물 분해

셋: 유기물 분해

 

They went hunting for fossil fuels. What they found could help save the world | CNN

When two scientists went looking for fossil fuels beneath the ground of northeastern France, they did not expect to discover something which could supercharge the effort to tackle the climate crisis.

 

두 명의 과학자가 프랑스 북동부 지하에서 화석 연료를 찾던 중, 기후 위기 대응을 강화할 수 있는 무언가를 발견할

것으로는 예상치 못했습니다.

 

Jacques Pironon and Phillipe De Donato, both directors of research at France’s National Centre of Scientific Research, were assessing the amount of methane in the subsoils of the Lorraine mining basin using a “world first” specialized probe, able to analyze gases dissolved in the water of rock formations deep underground.

 

프랑스 국립과학연구센터의 연구 책임자인 자크 피로노와 필리프 드도나토는 로렌 광업 분지의 지하 지층에서 메탄의 양을 평가하기 위해 "세계 최초"의 특수 탐사 기구를 사용했습니다. 이 장비는 지하 굴뚝의 암석의 물에 용해된 가스를 분석할 수 있는 능력을 갖췄습니다.

 

 

A couple of hundred meters down, the probe found low concentrations of hydrogen. “This was not a real surprise for us,” Pironon told CNN; it’s common to find small amounts near the surface of a borehole. But as the probe went deeper, the concentration ticked up. At 1,100 meters down it was 14%, at 1,250 meters it was 20%.

 

지면 밑 몇백 미터 아래에서, 탐사기는  낮은 농도의 수소를 발견했습니다. "이것은 우리에게 큰 놀람이 아니었습니다," 라고 Pironon은 CNN에 말했습니다. 구멍의 표면 근처에서는 소량의 수소가 발견되는 것이 일반적입니다. 그러나 탐사기가 더 깊이 들어갈수록 농도가 증가했습니다. 1,100미터 깊이에서는 14%였고, 1,250미터 깊이에서는 20%였습니다.

 

This was surprising, Pironon said. It indicated the presence of a large reservoir of hydrogen beneath. They ran calculations and estimated the deposit could contain between 6 million and 250 million metric tons of hydrogen.

 

피로노는 이것은 놀라운 일이라고 말했습니다. 이는 지하에 대규모의 수소 저장고가 존재한다는 것을 나타냈습니다.

그들은 계산을 돌려보고, 이 예상치가 600만 톤에서 2억 5천만 톤의 수소를 포함할 수 있다고 추정했습니다.

 

That could make it one of the largest deposits of “white hydrogen” ever discovered, Pironon said.

The find has helped fuel an already feverish interest in the gas. White hydrogen – also referred to as “natural,” “gold” or “geologic” hydrogen – is naturally produced or present in the Earth’s crust and has become something of a climate holy grail.

 

피로논은 이것이 지금껏 발견된 "화이트 수소" 중에서 가장 큰 매장지 중 하나가 될 수 있다고 말했습니다.

이 발견은 이미 강한 관심을 불러일으키고 있습니다.

"화이트 수소"는 자연적으로 생산되거나 지구의 지각에 존재하는 수소로, "천연", "골드" 또는 "지질학적" 수소로 불리기도 하며, 일종의 기후적인 성배로 여겨지고 있습니다.

 

Hydrogen produces only water when burned, making it very attractive as a potential clean energy source for industries like aviation, shipping and steel-making that need so much energy it’s almost impossible to meet through renewables such as solar and wind.

 

수소는 연소될 때 물만 생성하기 때문에, 항공, 해운 및 철강 생산과 같은 산업에 대한 잠재적인 깨끗한 에너지원으로

매우 매력적입니다. 이러한 산업들은 태양 및 풍력과 같은 재생 가능 에너지로는 거의 불가능한 수준의 많은 에너지를

필요로 합니다.

 

But while hydrogen is the most abundant element in the universe, it generally exists combined with other molecules. Currently, commercial hydrogen is produced in an energy-intensive process almost entirely powered

by fossil fuels.

 

그러나 수소는 우주에서 가장 풍부한 원소이지만, 일반적으로 다른 분자와 결합되어 존재합니다. 현재 상업적으로

사용되는 수소는 에너지 집약적인 과정을 통해 생산되며, 이 과정은 거의 완전히 화석 연료에 의해 생산됩니다.

 

A rainbow of colors is used as a shorthand for the different types of hydrogen. “Gray” is made from methane gas and “brown” from coal. “Blue” hydrogen is the same as gray, but the planet-heating pollution produced is captured before it goes into the atmosphere.

 

물리적인 수소의 다양한 유형을 나타내기 위해 무지개의 여러 색상이 사용됩니다. "회색"은 메탄 가스로 만들어지고, "갈색"은 석탄으로 생산됩니다. "청색" 수소는 회색과 동일하지만, 지구를 가열하는 오염물질은 대기로 들어가기 전에 포획됩니다.

 

The most promising from a climate perspective is “green” hydrogen, made using renewable energy to split water. Yet production remains small scale and expensive.

 

기후적인 측면에서 가장 유망한 것은 "녹색" 수소로, 재생 가능 에너지를 사용하여 물을 분해하여 생산됩니다. 그러나 현재 생산량은 소규모이며 비용이 많이 듭니다.

 

That’s why interest in white hydrogen, a potentially abundant, untapped source of clean-burning energy, has ratcheted up over the last few years.

 

그래서 지난 몇 년간 잠재적으로 풍부하고 개발되지 않은 깨끗한 연소 에너지원인 화이트 수소에 대한 관심이 크게 증가했습니다.

‘We haven’t been looking in the right places’

"우리는 제대로 된 곳을 찾지 못했습니다"

 

 

“If you had asked me four years ago what I thought about natural hydrogen, I would have told you ‘oh, it doesn’t exist,’” said Geoffrey Ellis, a geochemist with the US Geological Survey. “Hydrogen’s out there, we know it’s around,” he said, but scientists thought big accumulations weren’t possible.

 

"4년 전에 자연 수소에 대해 물었으면 '오, 그런 건 없어'라고 말했을 겁니다," 미국 지질조사국의 지질화학자인 제프리 엘리스는 말했습니다. "수소는 외부에 존재하고 있고, 우리는 그것이 존재한다는 것을 알고 있습니다," 그는 말했지만,

과학자들은 대규모 축적은 가능하지 않다고 생각했습니다.

 

Then he found out about Mali. Arguably, the catalyst for the current interest in white hydrogen can be traced to this West African country.

 

그러던 중 그는 말리에 대해 알게 되었습니다. 현재 화이트 수소에 대한 관심의 촉매로는 이 서아프리카 국가와

연결될 수 있습니다.

 

In 1987, in the village of Bourakébougou, a driller was left with burns after a water well unexpectedly exploded as he leaned over the edge of it while smoking a cigarette.

1987년, Bourakébougou 마을에서 한 우물을 파던 사람이 담배를 피우다가 갑작스럽게 우물이 폭발하여

화상을 입었습니다.

 

The well was swiftly plugged and abandoned until 2011, when it was unplugged by an oil and gas company and reportedly found to be producing a gas that was 98% hydrogen. The hydrogen was used to power the village, and more than a decade later, it is still producing.

 

해당 우물은 급속하게 막아 버려진 후, 2011년에 석유 및 가스 회사에 의해 다시 개방되었으며,

그 결과 우물에서 98% 수소가 생성되는 것으로 보고되었습니다. 이 수소는 마을의 전력으로 사용되었고,

10년 이상이 지난 지금도 아직 생산되고 있습니다.

 

When a study came out about the well in 2018, it caught the attention of the science community, including Ellis. His initial reaction was that there had to be something wrong with the research, “because we just know that this can’t happen.”

 

2018년에 그 우물에 관한 연구가 발표되자, 이는 엘리스를 포함한 과학계의 주목을 끌었습니다. 그의 초기 반응은 연구에 무언가 잘못되었을 것이라는 것이었습니다. "우리는 이런 일이 일어날 수 없다는 것을 알고 있기 때문에."

 

Then the pandemic hit and he had time on his hands to start digging. The more he read, the more he realized “we just haven’t been looking for it, we haven’t been looking in the right places.”

 

그러나 그에게는 팬데믹(코비드)이 찾아와 시간에 여유가 생기면서 조사를 시작할 시간이 생겼습니다.

그가 우물에 관한 보고서를 더 많이 읽을수록, "우리는 수소를 찾고 있지 않았고, 우리는 제대로 된 곳을 찾고 있지 않았다"는 것을 더 많이 깨달았습니다.

 

The recent discoveries are exciting for Ellis, who has been working as a petroleum geochemist since the 1980s.

He witnessed the rapid growth of the shale gas industry in the US, which revolutionized the energy market. 

“Now,” he said, “here we are in what I think is probably a second revolution.”

 

최근의 발견은 1980년대부터 석유 지질화학자로 일해온 엘리스에게는 흥미로운 것입니다. 그는 미국에서 굵직한 천연 가스 산업의 빠른 성장을 목격했는데, 이것은 에너지 시장을 혁명화했습니다. "지금," 그는 말했습니다, "여기서 우리가 아마도 두 번째 혁명에 진입했다고 생각합니다."

 

White hydrogen is “very promising,” agreed Isabelle Moretti, a scientific researcher at the University of Pau et des Pays de l’Adour and the University of Sorbonne and a white hydrogen expert.

“Now the question is no longer about the resource… but where to find large economic reserves,” she told CNN.

 

화이트 수소(천연 수소)는 "매우 유망하다,"고 동의하는 사람은 Isabelle Moretti입니다.

그는 파우와 라도르 지구대학과 소르본 대학의 과학 연구원이자 화이트 수소 전문가입니다.

"이제 질문은 더 이상 자원에 대한 것이 아니라... 대규모 경제적 출연지를 어디서 찾을 것인가입니다," 그녀는 CNN에 말했습니다.

 

A slew of startups

Dozens of processes generate white hydrogen but there is still some uncertainty about how large natural deposits form.

Geologists have tended to focus on “serpentinization,” where water reacts with iron-rich rocks to produce hydrogen, and “radiolysis,” a radiation-driven breakdown of water molecules.

 

다수의 과정들로 화이트 수소가 생성되지만 자연적인 대규모 예치의 형성 방식에 대해 여전히 약간의 불확실성이

남아 있습니다.

지질학자들은 주로 "세르펜티나이제이션(Serpentinization)"과 "라디올리시스(Radiolysis)"에 집중해왔습니다.

세르펜티나이제이션은 물이 철이 풍부한 암석과 반응하여 수소를 생성하는 과정이고, 라디올리시스는 방사선에 의해 물 분자가 분해되는 과정입니다.

 

White hydrogen deposits have been found throughout the world, including in the US, eastern Europe, Russia, Australia, Oman, as well as France and Mali.

화이트 수소 매장은 미국, 동유럽, 러시아, 호주, 오만뿐만 아니라 프랑스와 말리를 포함한 전 세계에서 발견되었습니다.

 

Some have been discovered by accident, others by hunting for clues like features in the landscapes sometimes referred to as “fairy circles” – shallow, elliptical depressions that can leak hydrogen.

 

어떤 수소는 우연히 발견되었고, 다른 것은 종종 "요정의 원형(Fairy Circles)"이라고도 불리는 지형의 특징과 같은 단서를 찾아 발견되었습니다. 이는 수소를 누출시킬 수 있는 얕고 타원형의 우물입니다.

 

Ellis estimates globally there could be tens of billions of tons of white hydrogen. This would be vastly more than the 100 million tons a year of hydrogen that is currently produced and the 500 million tons predicted to be produced annually by 2050, he said.

 

엘리스는 전 세계적으로 화이트 수소가 수백억 톤이 될 수 있다고 추정하고 있습니다. 이는 현재 생산되는 연간 1억 톤의 수소와 2050년까지 연간 생산 예정인 5억 톤의 수소보다 훨씬 많을 것이라고 그는 말했습니다.

 

“Most of this is almost certainly going to be in very small accumulations or very far offshore, or just too deep to actually be economic to produce,” he said. But if just 1% can be found and produced, it would provide 500 million tons of hydrogen for 200 years, he added.

It’s a tantalizing prospect for a slew of startups.

Australia-based Gold Hydrogen is currently drilling in the Yorke Peninsula in South Australia. It targeted that spot after scouring the state’s archives and discovering that back in the 1920s, a number of boreholes had been drilled there which had very high concentrations of hydrogen. The prospectors, only interested in fossil fuels, abandoned them.

 

 

"이 중 대부분은 아마도 매우 작은 축적이거나 매우 해안으로부터 먼 곳이거나 실제로 경제적으로 생산하기에는 너무 깊을 것입니다,"라고 그는 말했습니다. 하지만 만약 1%만 찾아내고 생산할 수 있다면, 그것은 200년 동안 500백만 톤의 수소를 공급할 것입니다, 그는 덧붙였습니다.

이는 많은 스타트업들에게 유혹적인 전망입니다.

호주 기반의 Gold Hydrogen은 현재 남호주의 요크 반도에서 탐사를 진행하고 있습니다. 그들은 주의 기록을 찾아보고 1920년대에 그곳에서 매우 높은 수소 농도를 가진 몇 개의 구멍을 발견했습니다. 화석 연료에만 관심이 있던 탐사자들은 그 구멍을 버렸습니다."

 

“We’re very excited by what we’re seeing,” said managing director Neil McDonald. There is more testing and drilling to do but the company could get into early production possibly in late 2024, he told CNN.

"우리가 보고 있는 것에 대해 매우 흥분하고 있습니다,"라고 매니징 디렉터 닐 맥도날드는 말했습니다. 더 많은 실험과 탐사가 필요하지만 회사는 2024년 말에 조기 생산에 진입할 수도 있다고 CNN에 전했습니다.

 

Some startups are seeing eye-popping investments. Koloma, a Denver-based white hydrogen start-up, has secured

$91 million from investors, including the Bill Gates-founded investment firm Breakthrough Energy Ventures – although the company remains tight-lipped about exactly where in the US it is drilling and when it is aiming for commercialization.

 

일부 스타트업들은 놀라운 투자를 받고 있습니다. 덴버를 기반으로 한 화이트 수소 스타트업인 Koloma는 빌 게이츠가 설립한 투자 회사인 브레이크스루 에너지 벤처스를 포함한 투자자들로부터 9,100만 달러를 확보했습니다. 그러나 회사는 미국에서 정확히 어디에서 탐사를 하고 있는지, 상업화를 언제 목표로 하고 있는지에 대해서는 알려주지 않고 있습니다.

 

Another Denver-based company, Natural Hydrogen Energy, founded by geochemist Viacheslav Zgonnik, has completed an exploratory hydrogen borehole in Nebraska in 2019 and has plans for new wells. 

The world is “very close to the first commercial projects,” Zgonnik told CNN.

“Natural hydrogen is a solution which will allow us to get ge to speed” on climate action, he said.

 

다른 덴버 기반 회사인 지질화학자 Viacheslav Zgonnik이 설립한 Natural Hydrogen Energy는 2019년 네브래스카에서

수소 탐사 구멍을 완료하고 새로운 우물에 대한 계획을 가지고 있습니다.

세계는 "상업 프로젝트에 매우 가까워졌습니다,"라고 Zgonnik은 CNN에 말했습니다.

"천연 수소는 기후 행동에 속도를 내기 위한 해결책이 될 것입니다,"라고 그는 말했습니다.

 

From hype to reality

The challenge for these businesses and for scientists will be translating hypothetical promise into a commercial reality.

 

흥미로운 것에서 현실로
이 기업들과 과학자들에 대한 과제는 가상의 약속을 상업적인 현실로 바꾸는는 것입니다.

 

“There could be a period of decades where there’s a lot of trial and error and false starts,” Ellis said. But speed is vital. “If it’s going to take us 200 years to develop the resource, that’s not really going to be of much use.”

"수십년에 걸쳐 실험이 많이 이루어지고 시작이 되는 시기가 있을 수 있습니다,"라고 엘리스는 말했습니다. 그러나 속도가 중요합니다. "자원을 개발하는 데 200년이 걸린다면, 그것은 실제로 큰 도움이 되지 않을 것입니다."

 

But many of the startups are bullish. Some predict years, not decades, to commercialization. “We have all necessary technology we need, with some slight modifications,” Zgonnik said.

 

하지만 많은 스타트업은 낙관적입니다. 일부는 수십년이 아닌 몇 년 안에 상업화될 것이라 예측합니다. 

"우리는 필요한 모든 기술을 갖추고 있으며, 약간의 수정만으로도 충분합니다,"라고 Zgonnik은 말했습니다.

 

Challenges remain. In some countries, regulations are an obstacle. Costs also need to be worked out. According to calculations based on the Mali well, white hydrogen could cost around $1 a kilogram to produce – compared to around $6 a kilogram for green hydrogen. But white hydrogen could quickly become more expensive if large deposits require deeper drilling.

Back in the Lorraine basin, Pironon and De Donato’s next steps are to drill down to 3,000 meters to get a clearer idea of exactly how much white hydrogen there is.

There’s a long way to go, but it would be ironic if this region – once one of western Europe’s key coal producers – became an epicenter of a new white hydrogen industry.

도전은 남아 있습니다. 일부 국가에서 규제가 장애물이 되고 있습니다. 비용 또한 해결해야 할 문제입니다. 

말리 우물을 기반으로 한 계산에 따르면, 화이트 수소 생산 비용은 1 킬로그램 당 약 1달러로 예상됩니다 - 녹색 수소의 경우 약 1킬로그램 당 6달러 정도입니다. 그러나 대규모 예치가 심층 탐사를 요구하는 경우 화이트 수소는 빠르게 더 비쌀 수 있습니다.

로렌 분지로 돌아와서, 피로노와 드도나토의 다음 단계는 3,000미터로 깊게 들어가 화이트 수소의 정확한 양을 더 명확하게 파악하는 것입니다.

아직 많은 과정이 남아 있지만, 서부 유럽의 주요 석탄 생산지 중 하나였던 이 지역이 새로운 화이트 수소 산업의 중심지가 된다면 놀랍지 않을까요.