சுற்றுச்சூழலில் ஹைட்ரஜன் எவ்வாறு இயற்கையாகவே உருவாகிறது? இயற்கை ஹைட்ரஜனை சுரங்கம் வெட்டுவது அல்லது உற்பத்தி செய்வது ஏன் சாத்தியமற்றதாகக் கருதப்பட்டது? வளர்ந்து வரும் உலகளாவிய ஆற்றல் தேவைகளை இயற்கை ஹைட்ரஜன் எரிபொருளாக நிறைவேற்ற முடியுமா? இது இன்னும் ஏன் பயன்படுத்தப்படாத தொழிலாக உள்ளது? இந்தியாவில் இயற்கை ஹைட்ரஜன் இருப்புகள் உள்ளதா?
ஹைட்ரஜன் எதிர்கால எரிபொருளாகக் கருதப்படுகிறது. கார்பன் வெளியேற்றத்தைக் குறைத்து புவி வெப்பமடைதலை எதிர்த்துப் போராட ஹைட்ரஜன் உதவும் என்பதால் அது எதிர்கால எரிபொருளாகக் கருதப்படுகிறது. நிலையான முறையில் உற்பத்தி செய்யப்பட்டால், உலகின் வளர்ந்து வரும் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய இயற்கை ஹைட்ரஜன் ஒரு தூய, மலிவு விலையில் எரிசக்தி ஆதாரமாக இருக்கும். இது இந்தியாவிலும் ஏராளமாக இருப்பதாக நம்பப்படுகிறது.
இயற்கை ஹைட்ரஜன் எவ்வாறு பிரித்தெடுக்கப்படுகிறது?
தற்போது, ஹைட்ரஜன் பெரும்பாலும் இயற்கை எரிவாயுவிலிருந்து அதிக ஆற்றல் தேவைப்படும் மற்றும் மாசுபடுத்தும் முறையில் தயாரிக்கப்படுகிறது. மாறாக, புதுப்பிக்கத்தக்க மின்சாரத்தால் உருவாக்கப்படும் பசுமை ஹைட்ரஜன் மிகவும் அதிக விலை கொண்டதாக உள்ளது. இதை பெரிய அளவில் தயாரிக்க மிக அதிக அளவில் காற்று மற்றும் சூரிய சக்தி தேவைப்படும்.
இயற்கை ஹைட்ரஜன் புவியியலில் தனி வாயுவாக காணப்படுகிறது. இது நீர் மற்றும் இரும்பு கொண்ட பாறைகளின் தொடர்பு (serpentinisation) கதிரியக்க பாறைகளால் நீரின் கதிரியக்கப் பகுப்பு (radiolysis) மற்றும் ஆழத்தில் உள்ள கரிம பொருட்களில் இருந்து உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது.
அதன் பிரித்தெடுப்பின் வரலாறு என்ன?
1987ஆம் ஆண்டு கோடையில், துளைப்பவர்கள் மாலியின் புராகேபூகவு (Bourakébougou) கிராமத்தில் நீருக்காக துளையிட வந்தனர். ஒரு இடத்தில் 108 மீட்டர் துளையிட்ட பிறகு, நீர் கிடைக்காத போது, குழுவில் ஒருவர் சிகரெட்டை பற்றவைத்தார். அப்போது அவர் முகத்தில் தீச்சுடர் பாய்ந்தது. அந்த சுடர் ஒரு பெரிய தீயாக மாறி, பகல் நேரத்தில் அதைச் சுற்றி புகை இல்லாமல் படிக நீல நிறத்தில் ஒளிர்ந்தது. இரவில், அது தங்க நிறத்தில் ஒளிர்ந்து சுற்றுப்புறத்தை ஒளிரச் செய்தது. தீயை அணைத்து கிணற்றை மூட குழுவிற்கு வாரங்கள் ஆனது.
இந்த எதிர்பாராத நிகழ்வு 2007ஆம் ஆண்டு வரை கிராமவாசிகள் அந்த இடத்தைத் தவிர்க்க வழிவகுத்தது. அப்போது அலியூ டியாலோ (Aliou Diallo), ஒரு வெற்றிகரமான மாலிய தொழிலதிபர், அரசியல்வாதி, எண்ணெய் மற்றும் எரிவாயு நிறுவனமான பெட்ரோமாவின் (Petroma) தலைவர், புராகேபூகவைச் சுற்றியுள்ள பகுதியில் ஆய்வு செய்ய உரிமைகளை வாங்கினார். 2012ஆம் ஆண்டில், அவர் துளையிலிருந்து என்ன வெளிவருகிறது என்பதைக் கண்டறிய சாப்மேன் பெட்ரோலியத்தை (Chapman Petroleum) பணியமர்த்தினார். 50°C சூரியனிலிருந்து பாதுகாக்கப்பட்ட நகரும் ஆய்வகத்தில், பொறியாளர்கள் குழு வாயு 98% ஹைட்ரஜன் என்று கண்டறிந்தது. எண்ணெய் தொழில் செயல்பாடுகளில் ஹைட்ரஜன் மிக அரிதாகவே கிடைக்கிறது. அந்த கண்டுபிடிப்புக்கு முன்பு, பூமியின் மேற்பரப்பில் பெரிய அளவில் ஹைட்ரஜன் இருப்பதாக யாரும் நினைக்கவில்லை.
வாயு கசிவுகள், எரிமலைகள் மற்றும் சுரங்கங்கள் போன்ற இடங்களில் ஹைட்ரஜன் இயற்கையாகவே இருப்பதாக விஞ்ஞானிகள் பல ஆண்டுகளாக அறிந்திருக்கிறார்கள். இருப்பினும், நீண்ட காலமாக, அவர்கள் அதை ஒரு விசித்திரமான இயற்கை நிகழ்வாகவே பார்த்தார்கள். ஹைட்ரஜனின் சிறிய அளவு மற்றும் அதிக வினைத்திறன் பெரிய நிலத்தடி படிவுகளை உருவாக்குவதைத் தடுக்கும் என்று பெரும்பாலான விஞ்ஞானிகள் நம்பினர்.
இப்போது, இயற்கை ஹைட்ரஜன் உற்பத்தி மற்றும் சேகரிப்புக்கு சாதகமான புவியியல் சூழல்கள் உலகளவில் அங்கீகரிக்கப்படுகின்றன. பைரினீஸ் (Pyrenees), ஆல்ப்ஸ் (Alps) மற்றும் இமயமலை (Himalayas) போன்ற டெக்டோனிக் செயல்பாடுகள் கொண்ட உயிரோட்டத்தில் உள்ள மலைத்தொடர்கள் புவியியல் ஹைட்ரஜன் உற்பத்திக்கான பகுதிகளாகக் கருதப்படுகின்றன. சில இருப்புகளில் ஹீலியம் ஹைட்ரஜனுடன் இணைந்து இருப்பது கதிர்வீச்சு (radiolysis) போன்ற சில புவியியல் செயல்முறைகள் அதன் உற்பத்தியில் பங்கு வகிப்பதைக் குறிக்கிறது.
நிலக்கரி சுரங்கங்களில் ஹைட்ரஜன் இருப்பது அடியில் உள்ள கரிமப் பொருட்களிலிருந்து உற்பத்தி செய்வதைக் குறிக்கிறது. முன்பு புவியியல் ஆய்வின் ஒரு சிறப்புத் துறையாக இருந்தது எதிர்கால ஆற்றலுக்கு பெரும் தாக்கங்களைக் கொண்ட வளரும் துறையாக மாறியுள்ளது.
தற்போதைய இருப்புகள் பற்றி என்ன?
உலகில் உள்ள இயற்கை ஹைட்ரஜனின் மொத்த அளவு இன்னும் தெளிவாகத் தெரியவில்லை, ஏனெனில் அதிக கவனம் செலுத்தப்பட்ட ஆய்வு எதுவும் இல்லை. இருப்பினும், சமீபத்திய கண்டுபிடிப்புகள் மற்றும் ஆராய்ச்சிகள் அதில் நிறைய இருக்கலாம் என்று கூறுகின்றன. எண்ணெய் மற்றும் எரிவாயுவைப் போலன்றி, இயற்கை ஹைட்ரஜன் ஆய்வு இன்னும் அதன் சொந்த முறைகள் மற்றும் அமைப்புகளை உருவாக்கி வருகிறது.
இந்தியாவில், இயற்கை ஹைட்ரஜன் ஆற்றல் பெரும்பாலும் பயன்படுத்தப்படாதது. ஆனால், இவை நம்பிக்கைக்குரியதாகத் தெரிகிறது. ultramafic/mafic மற்றும் பாசால்டிக் வகைகள் உள்ளிட்ட கடினமான பாறை வடிவங்கள் போன்ற நல்ல புவியியல் அம்சங்கள் இருப்பதால் இது ஏற்படுகிறது. அந்தமான் மற்றும் இமயமலை ஓபியோலைட் வளாகங்கள், கிராட்டான்களில் உள்ள பச்சைக்கல் எரிமலை-வண்டல் அடுக்குகள் (தார்வார் மற்றும் சிங்பும் போன்றவை), வண்டல் படுகைகள் (விந்தியன், கடப்பா, கோண்ட்வானா மற்றும் சத்தீஸ்கர் போன்றவை), உடைந்த அடித்தள பாறைகள் மற்றும் வெப்ப நீரூற்றுகள் போன்ற செயலில் உள்ள நீர் வெப்ப அமைப்புகளைக் கொண்ட இடங்கள் போன்ற பகுதிகளில் இவற்றைக் காணலாம்.
உலகின் பிற பகுதிகளில் சமீபத்திய கண்டுபிடிப்புகள் இந்த வளங்களின் அளவைக் குறிக்கின்றன. நூற்றுக்கணக்கான ஹைட்ரஜன் கசிவுகள் ஆஸ்திரேலியா ஏர் பென்னின்சுலா மற்றும் கங்காரு தீவு, அமெரிக்கா (கான்சாஸ், நெப்ராஸ்கா), ஸ்பெயின், பிரான்ஸ், அல்பேனியா, கொலம்பியா, தென் கொரியா மற்றும் கனடா உள்ளிட்ட பல்வேறு நாடுகளில் உலகளவில் பட்டியலிடப்பட்டுள்ளன. அமெரிக்க புவியியல் ஆய்வு (U.S. Geological Survey (USGS)) 2022ஆம் ஆண்டு அக்டோபரில் அமெரிக்க புவியியல் சங்கக் கூட்டத்தில் வெளியிடப்பட்ட ஒரு மாதிரியின் அடிப்படையில், உலகின் வளர்ந்து வரும் தேவையை ஆயிரக்கணக்கான ஆண்டுகளுக்கு வழங்க போதுமான இயற்கை ஹைட்ரஜன் இருக்கலாம்.
USGS மாதிரியின் தொடர்ச்சியாக, அறிவியலாளர்கள், பிரான்சின் லொரைன் (Lorraine) பகுதியில் உள்ள கைவிடப்பட்ட சுரங்கங்களுக்குச் சென்று 2023ஆம் ஆண்டு மே மாதத்தில் இயற்கையாக நிகழும் ஹைட்ரஜனைக் கண்டறிந்தனர். 2025 மார்ச் மாதத்தில் அருகிலுள்ள மோசெல் (Moselle) பகுதியில் மேலும் அகழ்வாராய்ச்சியில் அதிக இருப்புகள் கிடைத்தன. ஒட்டுமொத்தமாக, இந்த வைப்புகள் சுமார் 92 மில்லியன் டன்கள் என மதிப்பிடப்பட்டுள்ளன. அவை சுமார் $92 பில்லியன் மதிப்புள்ளவை மற்றும் தற்போதைய உலக ஹைட்ரஜன் உற்பத்தியில் பாதியாக இருந்தது.
புவியியல் சேமிப்புகளில் எவ்வளவு ஹைட்ரஜன் கிடைக்கும் என்பதைத் திட்டவட்டமாகக் கூற கடினமாக இருந்தாலும், சிறந்த மதிப்பீடு பத்தாயிரம் கோடி மெட்ரிக் டன்களாகும். இந்த இருப்புகளில் வெறும் 2% வணிக ரீதியாக பயன்படுத்தக்கூடியதாக இருந்தால் கூட, அவை பூமியின் அனைத்து நிரூபிக்கப்பட்ட இயற்கை எரிவாயு இருப்புகளை விட இரண்டு மடங்கு அதிக ஆற்றலை வழங்கக்கூடும். இது கணிக்கப்பட்ட ஹைட்ரஜன் தேவையை (ஆண்டுக்கு 500 மில்லியன் டன்கள்) இருநூறு ஆண்டுகளுக்கு பூர்த்தி செய்யப் போதுமானது. இருப்பினும், அந்த ஆற்றலில் எந்தளவு பொருளாதார ரீதியாகப் பயன்படுத்த முடியும் என்பது இன்னும் தெளிவாகத் தெரியவில்லை என்று நிபுணர்கள் குறிப்பிடுகின்றனர்.
தொழில் எவ்வாறு எதிர்வினையாற்றியுள்ளது?
நிலத்தடியில் அதிக அளவு இயற்கை ஹைட்ரஜன் கண்டுபிடிக்கப்பட்டிருப்பது, நவீன கால தங்க வேட்டையைப் போல, உலகளாவிய அவசரத்தைத் தொடங்கியுள்ளது. 2023ஆம் ஆண்டின் இறுதியில், புத்தொழில் நிறுவனங்கள் (start-ups) உட்பட 40 நிறுவனங்கள் உலகம் முழுவதும் இயற்கை ஹைட்ரஜன் வைப்புகளைத் தேடி வந்தன. இது 2020ஆம் ஆண்டில் வெறும் 10 ஆக இருந்தது என்று ஆராய்ச்சி நிறுவனமான ரைஸ்டாட் எனர்ஜி தெரிவித்துள்ளது.
இந்த நிறுவனங்கள் ஆஸ்திரேலியா, அமெரிக்கா, ஸ்பெயின், பிரான்ஸ், அல்பேனியா, கொலம்பியா, தென் கொரியா மற்றும் கனடா போன்ற நாடுகளில் ஆய்வு செய்து வருகின்றன. உற்பத்தியாளர்கள் எரிபொருளை சுமார் $1/கிலோ அல்லது அதற்கும் குறைவாக பிரித்தெடுக்க முடியும் என்று கூறுகின்றனர். இது பசுமை அல்லது இயற்கை எரிவாயு அடிப்படையிலான ஹைட்ரஜனுக்கான உற்பத்தி செலவை விட மிகக் குறைவானது.
அமெரிக்க பெட்ரோலிய புவியியலாளர்கள் சங்கம் தனது முதல் இயற்கை ஹைட்ரஜன் குழுவை (natural hydrogen committee) உருவாக்கியுள்ளது. மேலும், USGS அமெரிக்காவில் நம்பிக்கைக்குரிய ஹைட்ரஜன் உற்பத்தி மண்டலங்களை அடையாளம் காண தனது முதல் முயற்சியைத் தொடங்கியது.
அமெரிக்காவில், கொலோமா என்ற புத்தொழில் நிறுவனம் புவியியல் ரீதியாக ஹைட்ரஜனைத் தேடி பிரித்தெடுக்க கடந்த ஆண்டு $245 மில்லியன் நிதியைத் திரட்டியது. மேலும், அது அமேசானின் காலநிலை நிதி மற்றும் பில் கேட்ஸின் பிரேக்த்ரூ எனர்ஜி வெஞ்சர்ஸ் போன்ற முதலீட்டாளர்களை ஈர்த்தது. இது ஐரோப்பாவில் உள்ள மாண்டில் 8 (Mantle 8) போன்ற மற்ற இயற்கை ஹைட்ரஜன் நிறுவனங்களிலும் முதலீடு செய்கிறது. பாரம்பரிய ஆற்றல் மற்றும் சுரங்க நிறுவனங்கள் கூட இந்த செயல்பாட்டில் உள்ளன. BP மற்றும் ரியோ டிண்டோ இரண்டும் சமீபத்தில் யுகேவை தளமாகக் கொண்ட புத்தொழில் நிறுவனமான Snowfox Discovery முதலீடு செய்துள்ளன.
கல்யாண் மங்கலப்பள்ளி எரிசக்தி மற்றும் வளர்ந்து வரும் தொழில்நுட்பங்களில் நிபுணர் மற்றும் விசாகப்பட்டினத்தில் உள்ள இந்திய பெட்ரோலிய எரிசக்தி நிறுவனத்தின் சர்வதேச ஆலோசனைக் குழுவின் உறுப்பினராகப் பணியாற்றுகிறார்.