V ropných ložiscích často zůstává velké množství ropy, kterou není jednoduché dostat ven. Problémy s těžbou se týkají i velmi husté asfaltovité frakce, kterou těžaři většinou oželí. Postupem času ale začali vymýšlet nejrůznější triky, jak tyhle „nedobytné zbytky“ přeci jen dostat na zemský povrch.
Jednou z účinných metod je vhánění vzduchu nebo kyslíku do ložiska a jeho následné vznícení. Vzniká přitom velké množství plynů a jejich narůstající tlak vyhání zbytky ropy ven. Hustá asfaltovitá frakce teplem ztratí na viskozitě a daří se ji čerpat.
S postupem, pro který se ujalo označení „fire flooding“, se experimentovalo už v 80. letech minulého století. Na ropném poli Marguerite Lake přitom z vrtů unikalo velké množství vodíku. Ten tehdy nikoho nezajímal. Dnes je ale všechno jinak a vodík představuje jedno z vyhledávaných ekologicky čistých paliv. A tak se těžaři vracejí ke starým ložiskům s cílem dostat z nich právě tento plyn.
Podzemní oheň pomáhá
Princip získávání vodíku pomocí „fire floodingu“ byl publikován v časopise Fuel už před devíti lety. Ropné ložisko se nejprve vháněním horké páry prohřeje na teploty kolem 250°C. Pak se do něj vpraví vzduch nebo kyslík a tím se vyvolá vznícení. Vysoká teplota naruší dlouhé řetězce uhlovodíků z ropy a přitom se uvolní malé množství vodíku.
Hořením se ložisko dále ohřívá, a když teplota stoupne nad 500°C, reaguje voda z vháněné páry nebo voda z ložiska s uhlovodíky ropy za vzniku vodíku a oxidu uhelnatého. Další přídavek vody pak vede k reakcím, při kterých vzniká z oxidu uhelnatého oxid uhličitý a z vody se uvolňuje další vodík.
Na celém postupu je nejsložitější zajistit v ložisku vzestup teploty nad 500°C. Při nižších teplotách sice všechny reakce běží, ale produkce vodíku je výrazně snížená. Další výzvu představuje oddělení vodíku od současně vznikajícího oxidu uhličitého. Zatímco vodík je cenné palivo, pro oxid uhličitý dnes nemáme využití. Pokud by při těžbě vodíku unikal do ovzduší, jen by to posílilo skleníkový efekt a přínos spalování vodíku pro boj s globálním oteplením by vzal zasvé.
Třídění plynů palladiovou membránou
Kanadská firma Proton Technologies nabízí řešení. Disponuje speciální membránou z palladiové slitiny, v které se molekuly vodíku rozkládají na atomy. Atomární vodík prochází krystalovou mřížkou kovů a proniká přes membránu, která se ostatním plynům staví do cesty jako neprostupná překážka.
Pokud se plyny unikající z hořícího podzemního ložiska čerpají přes tuto membránu, získává se čistý vodík a oxid uhličitý zůstává spolu s ostatními zplodinami hoření v podzemí. Vědci přitom musí být velice opatrní, protože palladiové membrány jsou křehké a snadno se poškodí. Mezi plyny vznikajícími při hoření se kromě oxidu uhličitého vyskytuje například i prudce jedovatý sirovodík.
Proton Technologies zatím celý postup testuje v Kanadě na naftovém poli Superb. Sedm set metrů pod povrchem se tu nachází v písčitých usazeninách na 200 milionů tun asfaltovité hmoty, kterou nelze stávajícími technologiemi vytěžit. Pokusná těžba vodíku vyjde na tři miliony dolarů. Pokud vše dopadne dobře, bude firma připravená na druhý test ve větším měřítku. Na něj počítá s výdaji ve výši 50 milionů dolarů.
Do podzemí se už nebude vhánět vzduch, ale čistý kyslík. Odlučovací membrány nebudou na povrchu v ústí vrtů, ale v jejich spodní části, aby zplodiny zůstávaly v hloubi země. Náklady na získání jednoho kilogramu vodíku by se měly pohybovat mezi 10 a 50 centy, což je výrazně nižší cena než u vodíku z jiných zdrojů. Na výrobu 1 kg vodíku elektrolýzou vody padne 35 kWh elektrické energie. Její cena přitom zdaleka nepředstavuje všechny výrobní náklady.