在全球能源转型持续推进的背景下，氢能正成为低碳能源技术竞争的重要方向。与目前主要依赖天然气、煤炭或电力制取的工业氢不同，科学家正在把目光投向一种直接存在于地下和海底的能源资源——天然氢。
中国海洋地质学家李三忠认为，水与橄榄石发生反应，是地球内部生成天然氢的重要机制。“人类利用的必然是水跟橄榄石反应产生的天然氢气。全球96%的水是海水，这个量是巨大的。”他说。海洋之下广泛分布着富含橄榄石的深部岩体，海水沿断裂向地下渗透后，与这些岩石发生反应，有可能持续生成氢气。
天然氢真正走向能源开发，还要跨过从“产氢”到“形成可开发资源”的关键门槛。氢气能否运移、聚集并保存下来，最终形成可以通过钻井验证和生产的气藏，是天然氢勘探首先需要回答的问题。
围绕这一目标，全球天然氢开发正在形成两条不同的技术路线。
第一条路线，是寻找已经在自然条件下生成、聚集并保存下来的天然氢气藏。这条路线与传统油气勘探具有一定相似性：先确定最有可能形成资源的地区，再通过钻井验证储量和产能。其中最关键的一步，是寻找天然氢勘探的“甜点”。
所谓“甜点”，就是最值得优先打井验证的位置。这里不仅要具备天然氢生成条件，还要有利于氢气运移、聚集和保存，资源规模和生产能力也需要达到进一步开发的要求。
李三忠长期研究微板块、微洋块和微幔块。在天然氢研究中，这套更加精细的海底构造认识开始被用于缩小天然氢富集区域的搜索范围。他表示：“微板块边界往往是这个海水顺着这个下渗到深部跟橄榄石接触的地方，所以微板块构造可以用来指导这个氢气富集地区的，我们叫甜点的寻找。”
在他看来，下一步真正关键的工作，是把理论上的产氢条件转化为实际勘探目标。“所以我们要寻找天然的氢气，这是一个必然的出路。”
与此同时，另一条更具工程色彩的天然氢开发路线正在出现。
美国能源部能源高级研究计划署正在支持多项工程增强式地质氢研究。这类技术试图把页岩油气开发和增强型地热开发中积累的部分工程能力转移到天然氢领域。其基本思路，是钻入富铁等可发生反应的岩体，通过压裂、造缝、循环注水等方式增加岩石与水的接触面积，加快地下产氢反应，再通过生产井将生成的氢带回地面。
如果这种技术能够实现规模化应用，天然氢开发的对象就可能进一步扩大。一些地下并不存在大量现成氢气、但拥有大规模可反应岩体的地区，也有可能进入能源资源评价和开发范围。
不过，工程增强也意味着更高的技术复杂度。钻井、压裂、注水、地下循环和长期监测都会增加成本。工程增强带来的资源规模和产量提升，能否覆盖新增成本，最终决定这条路线能否形成稳定的商业模式。目前相关研究仍主要处在实验、数值模拟和早期现场验证阶段，距离成熟商业开发仍有较长距离。
未来，两条天然氢开发路线也可能逐渐汇合：先依靠地质研究找到最有利的天然氢“甜点”，再根据地下条件进行尽量少而有效的工程增强。而李三忠则把“保存”视为天然氢资源化过程中不可绕开的关键问题。“这个天然氢气形成之后，它能不能保存住，这就是一个关键的问题。下一步就是真实地去勘探这个天然氢气。”
从寻找天然形成的氢气藏，到利用工程技术扩大可开发岩体范围，天然氢正在从一个地球化学现象逐步进入能源勘探和工程开发问题。未来竞争的关键，将取决于谁能够找到更多真正具有开发价值的资源，并以更低的成本，把天然氢稳定地生产出来。
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