미국 웨스트버지니아주 조 맨친(Joe Manchin) 상원의원이 위원장을 맡은 에너지 및 천연자원 위원회가 2024년 3월 28일, 에너지부의 첨단 연구 부서인 미국 지질조사국과 지질학적 수소 분야에서 가장 많은 자금을 지원받는 스타트업인 콜로마(Koloma)의 CEO 피트 존슨(Pete Johnson)의 청문회를 열였다고 포브스가 보도했다. 그들은 가장 풍부하고 유망한 지역을 식별하고 자연 생산 과정을 증폭시키는 기술을 개발하기 위해 더 많은 연구가 필요하다는 데 동의했으며 낙관적인 전망을 피력했다고 한다.

미국 에너지부(DOE)는 지난 2월 8일, 스타트업 콜로마를 포함해 미국 최고의 연구소, 대학 및 민간 기업에 연구 보조금을 지급한다고 발표했었다. 미국 전역의 지하 공간에서 자연적으로 생성된 수소를 사용하기 위한 것이라고 밝혔다. 지하 수소의 생성과 흐름을 촉진하고 원소 연료를 추출하기 위한 엔지니어링 기술을 개선하는 데 도움이 되는 방법을 개발하는 데 중점을 두고 약 2,000만 달러의 보조금을 16개 팀에 분배하고 있다고 덧붙였다.

이번 청문회에서 DOE의 첨단 연구 프로젝트 기관 에너지 담당 이사 에블린 왕은 “지질학적 수소의 잠재력은 수소를 에너지원으로 생각하는 방식의 패러다임 변화를 나타다. 이 새로운 수소 공급원은 에너지 비용을 낮추고 국가의 에너지 안보와 공급망을 향상시킬 수 있다.”고 말했다. 

연방 과학자들은 현재 추정치가 부적절하기 때문에 잠재적으로 큰 수소 주머니를 매핑하고 위치를 찾는 방법을 찾기 위해 대학 및 에너지 회사와 협력하기 시작했다고 한다. 추정되는 전 세계 지질 수소 자원의 범위는 1,000에서 잠재적으로 수십억 메가톤에 이른다고 주장했다. 

다른 지질 자원에 대한 우리의 이해를 고려할 때, 현재 위치에 있는 수소의 대부분은 경제적으로 회수하기에는 너무 멀리 떨어져 있거나 너무 작아서 축적되어 있을 가능성이 높지만 이 금액 중 극히 일부라도 회수할 수 있다면 상당한 자원이 될 것으로 전망했다. 

수소는 이미 정유소, 화학 공장, 비료용 암모니아의 핵심 성분 등 산업계에서 많이 사용되고 있다. 그러나 거의 모든 수소는 다량의 이산화탄소를 배출하는 더러운 공정인 천연가스에서 수소를 추출하여 만들어진다. 물과 전기, 이상적으로는 재생 가능한 전력으로 만들어진 새로운 청정 형태의 원소인 녹색 수소와 마찬가지로 지질학적 다양성은 탄소가 없다. 과학자들은 철이 풍부한 지하 암석 주머니에서 따뜻하고 습한 환경이 매우 흔하게 발생한다고 믿고 있다. 독특하게도 그것은 생성되어야 하는 에너지원이 아니라 그냥 거기에 앉아 있는 에너지원이다.

콜로마측은 “다른 모든 형태의 수소를 생산하려면 수소 자체가 보유하는 것보다 더 많은 에너지가 필요하다. 이것은 믿을 수 없을 정도로 깨끗한 에너지이다. 다수의 제3자 수명주기 분석 및 동료 검토 저널 기사에서 지질학적 수소는 탄소 발자국이 매우 낮은 것으로 밝혀졌다. 또한 지질학적 수소는 다른 어떤 형태의 수소보다 토지 사용과 물 소비를 줄여줄 것이다.”라고 주장했다.

이들은 또한 수소 시추나 채굴이 석유 및 가스 산업에서 사용되는 기술을 활용한다는 점에 주목했다. 또한 국내 암모니아 생산에도 도움이 될 가능성이 높다고 보고있다.

투자자들로부터 3억 달러 이상을 모금한 덴버 소재 콜로마가 언제 상업적인 수소 추출을 시작할 것인지에 대해서는 자세히 밝히지 않았지만 조심스럽게 낙관하고 있다.

“이를 알아내려면 시간과 돈, 노력이 필요할 것이다. 오늘은 누구도 모든 답을 갖고 있지 않다. 초기 데이터는 유망해 보이며 미국 에너지 경제의 탈탄소화에 있어 지질학적 수소가 매우 큰 역할을 할 수 있다고 믿는다.”

수소는 철강, 화학, 정유 및 암모니아 생산, 차량 동력, 저장 또는 전기 생산에서 발생하는 탄소 배출을 줄이는 데 사용할 수 있는 에너지원으로서의 유연성으로 인해 매력적인 청정 연료다. 그러나 물과 다른 비화석 연료 공급원에서 추출하는 것은 여전히 비용이 많이 든다. 지질학적 수소는 가장 저렴한 형태의 연료이며 석유 및 가스 산업에서 오랫동안 숙달된 시추 기술을 활용하기 때문에 특히 매력적이다. 

더럽고 유한한 석유 및 가스 매장지와 달리 지질학적 수소는 지속적으로 생성된다. 그것이 어떻게 생성되는지에 대해서는 여러 가지 이론이 있지만, 지배적인 이론은 열과 물이 산화 상태에서 철과 혼합되는 지속적인 화학 반응의 부산물이라는 것이다. 미국 중부를 가로지르는 중부 대륙 균열과 같은 단층선 근처에서 종종 발견되며 미국 지질 조사국의 초기 추정에 따르면 매우 풍부하다고 한다. 

포브스는 전 세계적으로 지질학적 수소의 양은 수소를 생성하는 데 필요한 조건이 얼마나 흔한지에 따라 천문학적일 수 있다는 ARPA-E(고등 에너지연구 프로젝트국, Advanced Research Projects Agency-Energy) 의 발표를 인용했다. 2023년 기준 1억 5,000만 톤에 달할 것으로 추정했다고 한다.