Wodór naturalny w Polsce

• Autorzy: Wójcik Krystian

Identyfikatory

DOI

10.7306/2024.37

Warianty tytułu

EN

Natural hydrogen in Poland

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

EN

Natural hydrogen occurs as admixtures in Polish gas fields, reaching max. 10.4% vol. As a free gas, gas dissolved in waters/brines, gas from mud degassing or desorbed gas, it has been found in numerous wells in Cambrian, Devonian, Carboniferous, Rotliegend, Zechstein Limestone, Main Dolomite, and Triassic rocks, as well as in the Paleozoic-Mesozoic basement of the Carpathian units, Miocene of the Carpathian Foredeep and in the Outer Carpathians. In a similar form, hydrogen has also been found in copper and salt mines. So far, the content and distribution of the natural hydrogen in individual stratigraphic units, as well as hydrogen resources and poten¬tial for exploration, have not been determined. The origin of the accumulations is also unknown, although several possibilities of hydrogen generation should be considered on the territory of Poland: migration from deeper parts of the crust or Earth ’s mantle/core along deep faults, serpentinization of mafic/ultramafic rocks, radiolysis of water, hydrolysis in iron-rich formations, Variscan magmatism and volcanism, metamorphism of coal beds, and biogenic decomposition of organic matter. These issues will be the subject of the Polish Geological Survey investigations planned beginning from 2025. The article describes the research plan for natural hydrogen exploration in Poland. This work is therefore a review of ideas and questions, which will hopefully find an answer or will be at least considered in later publications of various authors.

Słowa kluczowe

PL

wodór naturalny; występowanie wodoru; pochodzenie wodoru; strategia badawcza

EN

natural hydrogen; hydrogen occurrences; hydrogen origin; research strategy

• Wydawca: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Przegląd Geologiczny
• Rocznik: 2024
• Tom: Vol. 72, nr 11
• Strony: 584--596
• Opis fizyczny: Bibliogr. 73 poz., map., rys., wykr.

Twórcy

autor

Wójcik Krystian

• Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy, ul. Rakowiecka 4, 00-975 Warszawa

• https://orcid.org/0000-0002-4856-0619

Bibliografia

• 1. AIMAR L., FRERY E., STRAND J., HEATH C., KHAN S., MORETTI I., ONG C. 2023 - Natural hydrogen seeps or salt lakes: how to make a difference? Grass Patch example, Western Australia. Front Earth Sci., 11 (1236673): 1-14.
• 2. ATKINSON C., MATCHETTE-DOWNES C., GARCIA-CURIEL S. 2022 - Natural hydrogen in the Monzon-1 well, Ebro basin, northern Spain. Géologues, 213: 96-102.
• 3. BALL P., CZADO K. 2022 - Natural hydrogen: the new frontier. GEOscientist. The magazine of the Geological Society of London; https://geoscientist.online/sections/unearthed/natural-hydrogen-the-new-frontier/ (dostęp 7.09.2024 r.).
• 4. BALL P., CZADO K. 2024 - Natural hydrogen: the race to discovery and concept demonstration. GEOscientist. The magazine of the Geological Society of London; https://geoscientist.online/sections/unearthed/natural-hydrogen-the-race-to-discovery-and-concept-demonstration/ (dostęp 7.09.2024 r.).
• 5. BALL P., CZADO K., TWARÓG A. 2022 - Poland: Aresearch on geologic hydrogen. Keele University. H-NAT Summit, 21-22 czerwca 2022 r; https://vimeo.com/725587243?embedded=true&source=vimeo)logo&owner= 127802004 (dostęp 2.08.2024 r.).
• 6. BILANS zasobów złóż kopalin w Polsce wg stanu na 31.12.2023 r. Państw. Inst. Geol., Warszawa, 2024.
• 7. CBDG, 2024 - Centralna Baza Danych Geologicznych; https://baza.pgi.gov.pl/ (dostęp 8.09.2024 r.).
• 8. DEPOWSKI S. 1966 - Wodór w gazach ziemnych Niżu Polskiego w świetle ogólnych warunków występowania wolnego wodoru. Kwart. Geol., 10(1): 194-202.
• 9. DONZÉ F.V., TRUCHE L., SHEKARI NAMIN P., LEFEUVRE N., BAZARKINA E.F. 2020 - Migration of natural hydrogen from deep-seated sources in the Sao Francisco Basin, Brazil. Geosciences, 10 (346): 1-16.
• 10. EHO, 2024 - European Hydrogen Observatory. https://observatory.clean-hydrogen.europa.eu/ (dostęp 8.10.2024 r.).
• 11. ELLIS G.S. 2024 - Understanding the potential for geologic hydrogen resources. https://www.hydrogen.energy.gov/docs/hydrogenprogramlibraries/pdfs/review23/arpae005_ellis_2023_o-pdf.pdf?Status=Master (dostęp 7.09.2024 r.).
• 12. FDE, 2023 - https://www.francaisedelenergie.fr/en/blog/2023/05/15/fdeannounces-the-discovery-of-natural-hydrogen-in-the-lorraine-mining-basin/ (dostęp 2.08.2024 r.).
• 13. FRERY E., LANGHI L., MASION M., MORETTI I. 2021 - Natural hydrogen seeps identified in the North Perth Basin, Western Australia. Int. J. Hydrogen Energ., 46 (61): 31158-31173.
• 14. GEYMOND U., RAMANAIDOU E., LÉVY D., OUAYA A., MORETTI I. 2022 - Can Weathering of Banded Iron Formations Generate Natural Hydrogen? Evidence from Australia, Brazil and South Africa. Minerals, 12(163): 1-28.
• 15. HAND E. 2023a - Hidden Hydrogen. Does Earth hold vast stores of a renewable carbon-free fuel? Science, 379 (6633): 630-636.
• 16. HAND E. 2023b - Geological hydrogen wins first major founding. Science, 381 (6662): 1036-1037.
• 17. HALAS P., DUPUY A., FRANCESCHI M., BORDMANN V., FLEURY J.-M., DUCLERC D. 2021 - Hydrogen gas in circular depressions in South Gironde, France: Flux, stock, or artefact? Appl. Geochem., 127 (104928): 1-9.
• 18. HASSANPOURYOUZBAND A., WILKINSON M., HASZELDINE S. 2024 - Hydrogen energy futures - foraging or farming? Chem. Soc. Rev., 53: 2258-2263.
• 19. IEA, 2024 - Global Hydrogen Review 2024. International Energy Agency; https://iea.blob.core.windows.net/assets/89c1e382-dc59-46ca-aa47- 9f7d41531ab5/GlobalHydrogenReview2024.pdf (dostęp 08.10.2024 r.).
• 20. JASIELSKI J., LIS W., WOJTULEK P. 2024 - Ocena potencjału występowania geologicznego wodoru na terenie bloku dolnośląskiego. Prz. Geol., 72 (9): 427-438.
• 21. KORCHAGIN I., YAKYMCHUK M. 2023 - About prospectives of natural hydrogen accumulations detecting by direct-prospecting method on Uruguay territory. EAGE XVII International Scientific Conference "Monitoring of Geological Processes and Ecological Condition of the Environment, 7-10 listopada 2023 r., Kijów, Ukraina.
• 22. KOTAŃSKI Z. 1997 - Atlas geologiczny Polski. Mapy geologiczne ścięcia poziomego w skali 1 : 750 000. Państw. Inst. Geol., Warszawa.
• 23. KOTARBA M., BILKIEWICZ E., MANECKI M., PAWLIK W., CIESIELCZYK A., SELEROWICZ T. 2017 - Pochodzenie i zagrożenia siarkowodorem i wysokociśnieniowym gazem ziemnym w złożu kopalń rud miedzi Polkowice-Sieroszowice i Rudna - wstępne badania izotopowe i mineralogiczne. Biul. Państw. Inst. Geol., 469: 9-34.
• 24. KRZEMIŃSKA E., KRZEMIŃSKI L., PETECKI Z., WISZNIEWSKA J. 2017 - Mapa geologiczna podłoża krystalicznego polskiej części platformy wschodnioeuropejskiej. Państw. Inst. Geol., Warszawa.
• 25. LARIN N.V., ZGONNIK V., RODINA S., DEVILLE E., PRINZHOFER A., LARIN V.N. 2015 - Natural molecular hydrogen seepage associated with surficial, rounded depressions on the European craton in Russia. Nat. Resour. Res., 24: 369-383.
• 26. LEILA M., LOISEAU K., MORETTI I. 2022 - Controls on generation and accumulation of blended gases (CH4/H2/He) in the Neoproterozoic Amadeus Basin, Australia. Marine and Petrol. Geol., 140 (105643).
• 27. LÉVY D., CALLOT J-P., MORETTI I., DUTTINE M., DUBREUIL B., DE PARSEVAL P., BOUDOUMA O. 2022 - Successive phases of serpentinization and carbonation recorded in the Sivas ophiolite (Turkey), from oceanic crust accretion to post-obduction alteration. Bull. Soc. Géol. Fr., 193/1 (12): 1-21.
• 28. LÉVY D., BOKA-MENE M., MESHI A., FEJZA I., GUERMONT T., HAUVILLE B., PELISSIER N. 2023a - Looking for natural hydrogen in Albania and Kosova. Front. Earth Sci., 11 (1167634): 1-13.
• 29. LÉVY D., ROCHE V., PASQUET G., COMBAUDON V., GEYMOND U., LOISEAU K., MORETTI I. 2023b - Natural H2 exploration: tools and workflows to characterize a play. Sci. Technol. Energy Transit., 78 (27): 1-34.
• 30. LINK 1. Natural hydrogen in eternal flames in Chimaera. https://www.bing.com/videos/riverview/relatedvideo?q=chimera+hydrogen+seepage+zgonnik+youtube&mid= 1AFE53CB7A1B513C746F1AFE53CB7A1B513C746F&FORM=VIR E. (dostęp 7.09.2024 r.).
• 31. LINK 2. Natural hydrogen seeps in Oman: 82% pure H2; https://www.youtube.com/watch?v=9Qnt_XENDrI. (dostęp 7.09.2024 r.).
• 32. MAIGA O., DEVILLE E., LAVAL J., PRINZHOFER A., DIALLO A. 2023 - Characterization of the spontaneously recharging natural hydrogen reservoirs of Bourakebougou in Mali. Sci. Rep., 13 (11876): 1-13.
• 33. MAŁACHOWSKA A., ŁUKASIK N., MIODUSKA J., GĘBICKI J. 2022 - Hydrogen Storage in Geological Formations - The Potential of Salt Caverns. Energies, 15 (5038): 1-19.
• 34. MAŚLANKA A., SECHMAN H., TWARÓG A., CICHOSTĘPSKI K., WOJAS A., DURLEJ M. 2023 - Integrated surface geochemical and seismic surveys for hydrocarbon exploration - A case study from southern Poland. Marine and Petrol. Geol., 158 (B, 106553): 1-20.
• 35. MCMAHON C.J., ROBERTS J.J., JOHNSON G., EDLMANN K., FLUDE S., SHIPTON Z.K. 2023 - Natural hydrogen seeps as analogues to inform monitoring of engineered geological hydrogen storage. Geol. Soc. Spec. Publ., 528: 461-489.
• 36. MIDA S, 2024 - System Gospodarki i Ochrony Bogactw Mineralnych Polski; https://geoportal.pgi.gov.pl/midas-web (dostęp 15.01.2023 r.).
• 37. MIZIOŁEK M., FILAR B., KWILOSZ T. 2022 - Magazynowanie wodoru w sczerpanych złożach gazu ziemnego. Nafta-Gaz, 2022 (3): 219-239.
• 38. MORETTI I., BABY P., ALVAREZ ZAPATA P., MENDOZA R.V. 2023 - Subductionand Hydrogen Release: The Case of Bolivian Altiplano. Geosciences (Switzerland), 13 (4): 109.
• 39. MORETTIII., GEYMOND U., PASQUET G., AIMAR L., RABAUTE A. 2022 - Natural hydrogen emanations in Namibia: Field acquisition and vegetation indexes from multispectral satellite image analysis. Int. J. Hydrog. Energy, 47 (84): 35588-35607.
• 40. MORETTI I., PRINZHOFER A., FRANCOLIN J., PACHECO C., ROSANNE M., RUPIN F., MERTENS J. 2021 - Long-term monitoring of natural hydrogen superficial emissions in a brazilian cratonic environment. Sporadic large pulses versus daily periodic emissions. Int. J. Hydrog. Energy, 46: 3615-3628.
• 41. PASQUET G., HASSAN R.H., SISSMANN O., VARET J., MORETTI I. 2022 - An Attempt to Study Natural H2 Resources across an Oceanic Ridge Penetrating a Continent: The Asal-Ghoubbet Rift (Republic of Djibouti). Geosciences, 12/1 (16): 1-31.
• 42. PASQUET G., DUTTINE M., MORETTI I. 2023 - Early onshore basaltic alteration and its natural hydrogen potential in the Asal-Ghoubbet rift, Republic of Djibouti. EGU, Wiedeń, Austria, 23-28 kwietnia 2023 r. https://doi.org/10.5194/egusphere-egu23-2867
• 43. PEACOCK B. 2022 - Natural hydrogen exploration 'boom' snaps up one third of South Australia. PV Magazine. https://www.pv-magazine.com/2022/02/02/natural-hydrogen-exploration-boom-snaps-up-one-t hird-of-south-australia/ (dostęp 2.08.2024 r.).
• 44. PIECH M., SZURLEJ A. 2023- Wykorzystanie kawern solnych do wielkoskalowego magazynowania wodoru w kontekście dalszego rozwoju wykorzystania energii wytwarzanej Z OZE. Rynek Energii, 168: 36-42.
• 45. PIRONON J., de DONATO P. 2023 - World’s largest white hydrogen deposit found in France.Energy Transition, 15.09.2023 https://www.weforum.org/agenda/2023/09/white-hydrogen-deposit-france/ (dostęp 02.08.2024 r.).
• 46. POLAŃSKI A., SMULIKOWSKI K. 1955 - Geochemia. Wydaw. Geol., Warszawa.
• 47. PRINZHOFER A., CACAS-STENTZ M-C. 2023 - Natural hydrogen and blend gas: a dynamic model of accumulation. Int. J. Hydrog. Energy, 48:21610-21623.
• 48. PRINZHOFER A., MORETTI I., FRANÇOLIN J., PACHECO C., D'AGOSTINO A., WERLY J., RUPIN F.2019 - Natural hydrogen continuous emission from sedimentary basins: The example of a Brazilian H2-emitting structure. Int. J. Hydrog. Energy, 44 (12): 5676-5685.
• 49. PRINZHOFER A., RIGOLLET C., LEFEUVRE N., FRANÇOLIN J., DE MIRANDA P.E.V. 2024 - Maricá (Brazil), the new natural hydrogen play which changes the paradigm of hydrogen exploration. Int. J. Hydrog. Energy, 62: 91-98.
• 50. PRINZHOFER A., TAHARA CISSÉ C.S., DIALLO A.B. 2018 - Discovery of a large accumulation of natural hydrogen in Bourakebougou (Mali). Int. J. Hydrog. Energy, 43: 19315-19326.
• 51. PSW, 2021 - Polska StrategiaWodorowa do roku 2030 z perspektywą do roku 2040. Załącznik do uchwały nr149 Rady Ministrów z dnia 2 listopada 2021 r. (poz. 1138). Ministerstwo Klimatu i Środowiska, Warszawa.
• 52. RAMIERZA.C., PENAGOS F.G., RODRIGUEZ G., MORETTI I. 2023 - Natural H2 Emanations in Colombian Ophiolites: Firsts Findings. Geosciences, 13 (358): 1-17.
• 53. ROCHE V., GEYMOND U., BOKA-MENE M., DELCOURT N., PORTIER E., REVILLON S., MORETTI I. 2024 - A new continental hydrogen play in Damara Belt (Namibia). Sci. Rep., 14 (11655): 1-11.
• 54. SECHMAN H., GZUY P., KASZUBA P., WOJAS A., MACHOWSKI G., TWARÓG A., MAŚLANKA A. 2020 - Direct and indirect surface geochemical methods in petroleum exploration: a case study from eastern part of the Polish Outer Carpathians. Int. J. Earth Sci., 109: 1853-1867.
• 55. SECHMAN H., IZYDOR G., GUZY P., DZIENIEWICZ M. 2015 - Surface geochemical exploration for hydrocarbons in the area of prospective structures of the Lublin Trough (Eastern Poland). Mar. Petrol. Geol., 61: 22-38.
• 56. SECHMAN H., TWARÓG A. 2024 - Natural hydrogen in soil gas samples of sedimentary basins of Poland - preliminary result. AAPG Europe Regional Conference, Kraków 28-29 czerwca 2024 r.
• 57. ŚLIZOWSKI J., URBAŃCZYK K., ŁACIAK M., LANKOF L., SERBIN K. 2017 - Efektywność magazynowania gazu ziemnego i wodoru w kawernach solnych. Przem. Chem., 96 (5): 994-998.
• 58. SOZAŃSKI J., KUK S., JARACZ C., DZIADZIO P. 2006 - How the modern oil and gas industry was born: Historical remarks. [W]: Golonka J., Picha F.J. (red.), The Carpathians and their foreland: Geology and hydrocarbon resources. AAPG Memoir, 84: 811-834.
• 59. SPECTRA, 2024 - The hydrogen color wheel is expanding. Mitsubishi Heavy Industries Group; https://spectra.mhi.com/the-colors-of-hydrogen-expanding-ways-of-decarbonization (dostęp 31.07.2024 r.).
• 60. TARKOWSKI R., LANKOF L., LUBOŃ K., MICHALSKI J. 2024 - Hydrogen storage capacity of salt caverns and deep aquifers versus demand for hydrogen storage: A case study of Poland. Appl. Energ., 355 (122268): 1-17.
• 61. TIAN Q., YAU S., SHAO M., ZHANG W., WANG H. 2022 - Origin, discovery, exploration and development status and prospect of global natural hydrogen under the background of “carbon neutrality”. China Geology, 5: 722-733.
• 62. TWARÓG A. 2024 - Nieodkryty potencjał naturalnego wodoru. Energia i Recykling, 6: 8-11.
• 63. TWARÓG A., SECHMAN H., KWIATKOWSKI K. 2024a - Distribution of hydrogen and alkane concentrations in the vicinity of fairy circle structure in Poland - preliminary result. AAPG Europe Regional Conference, Kraków, 28-29 czerwca 2024 r.
• 64. TWARÓG A., STARZEC K., SECHMAN H., SCHNABEL W. 2024b - Surface geochemistry as a key to understanding the petroleum system in regions of complex geology - Polish Outer Carpathians. Marine and Petrol. Geol., 170 (107155): 1-19.
• 65. ULIASZ-MISIAK B., LEWANDOWSKA-ŚMIERZCHALSKA J., MATUŁA R. 2024 - Hydrogen Storage Potential in Natural Gas Deposits in the Polish Lowlands. Energies, 17 (374): 1-17.
• 66. ULIASZ-MISIAK B., LEWANDOWSKA-ŚMIERZCHALSKA J., MATUŁA R., TARKOWSKI R. 2022 - Prospects of Underground Hydrogen Storage in the EU. Energies, 15 (9515): 1-17.
• 67. USTAWA, 2011 - Ustawa z dnia 9 czerwca 2011 r. Prawo geologiczne i górnicze. Dz.U. z 2011 r. poz. 981.
• 68. USTAWA, 2023 - Ustawa z dnia 16 czerwca 2023 r. o zmianie ustawy - Prawo geologiczne i górnicze oraz niektórych innych ustaw. Dz.U. z 2023 r. poz. 2029.
• 69. WÓJCIK K. 2024 - Przesłanki poszukiwań złóż białego wodoru w Polsce. [W]: Rotnicka-Dłużewska J., MichalskaD. (red.), IV Polski Kongres Geologiczny, Poznań, 10-14 czerwca 2024 r. Streszczenia referatów i posterów: 181.
• 70. WÓJCIK K., ZACHARSKI J., ŁOJEK M., WRÓBLEWSKA S., KIERSNOWSKI H., WAŚKIEWICZ K., WÓJCICKI A., LASKOWICZ R., SOBIEŃ K., PERYT T., CHYLIŃSKA-MACIOS A., SIENKIEWICZ J. 2022a - Poszukiwanie i rozpoznawanie złóż ropy naftowej i gazu ziemnego w Polsce - szósta runda przetargowa. Prz. Geol., 70 (5): 363-372.
• 71. WÓJCIK K., ZACHARSKI J., ŁOJEK M., WRÓBLEWSKA S., KIERSNOWSKI H., WAŚKIEWICZ K., WÓJCICKI A., LASKOWICZ R., SOBIEŃ K., PERYT T., CHYLIŃSKA-MACIOS A., SIENKIEWICZ J. 2022b - New Opportunities for Oil and Gas Exploration in Poland-A Review. Energies, 15 (5): 1-25.
• 72. ZGONNIK V., BEAUMONT V., DEVILLE E., LARIN N., PILLOT D., FARRELL K.M. 2015 - Evidence for natural molecular hydrogen seepage associated with Carolina bays (surficial, ovoid depressions on the Atlantic Coastal Plain, Province of the USA). Earth Planet. Sci., 2 (31): 1-15.
• 73. ZGONNIK V. 2020 - The occurrence and geoscience of natural hydrogen: A comprehensive review. Earth Sci. Rev., 203 (103140): 1-51.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki (2025).