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地球已經產氫幾十億年了，只是太慢

2023 年之後，能源界出現了一個新詞：白氫。

前情提要：氫按製造方式分顏色。天然氣重整來的叫灰氫（會排碳，目前絕大多數是這種）；加了碳捕捉的叫藍氫；用再生能源電解水的叫綠氫。

白氫是第四種：從地底直接開採出來的天然氫。 不用製造，鑽下去，它自己出來。

這件事顛覆了一個長期假設——大家一直以為地球上不會有天然氫氣田，因為氫分子太小、太會跑。結果馬利的一口井意外證明了不是這樣。

然後產業界很快撞到第二個問題：天然的產量太少、太分散。

於是問題從「找氫」變成「造氫」——不是在工廠造，是在地底下造。

這是什麼

先講三個詞

蛇紋石化——水和富含鐵的岩石反應，生成新的礦物，同時放出氫氣。這是地球產生天然氫最主要的機制。

受激地質氫——不是被動去找天然氫氣田，而是主動介入，加速地底的產氫反應。

二氧化碳礦化——把二氧化碳變成穩定的碳酸鹽礦物，永久鎖在岩石裡。

生活場景：一根泡在水裡的鐵釘

把一根鐵釘丟進水裡放幾天，它會生鏽。

生鏽的化學本質是：鐵被氧化，鐵原子失去電子。

但這裡有一個關鍵問題，而它就是整件事的樞紐：那個「氧」是從哪裡來的？

在有空氣的環境裡，氧來自空氣。鐵和氧結合成氧化鐵。沒有氫。
在沒有空氣、只有水的環境裡，氧只能來自水本身。

而水被拆開之後，剩下的是什麼？

氫。

「沒有空氣」不是細節，是整件事成立的前提。你家那根生鏽的鐵釘，一點氫也沒產生——因為它的氧是從空氣來的。

這就是地球產氫的全部機制：地底深處有大量含鐵的岩石，有水，而且沒有空氣。鐵慢慢「生鏽」，水被慢慢拆開，氫被慢慢釋放。

這件事已經進行了幾十億年。

為什麼慢，以及可以從哪裡插手

自然的速率極低，而研究文獻把限制拆成幾項，每一項都是工程上可以介入的點：岩石的孔隙度太低（水進不去，只能在表面反應）、反應的接觸面積太小、溫度不理想、水的化學性質不利、鐵沒有被氧化到底、以及產物累積讓反應停下來。

普林斯頓團隊（Catherine Peters、Satish Myneni、Emily Carter）的切入點是倒數第二項：追求鐵的近乎完全氧化。

這一點值得說清楚。自然的過程中，大部分的鐵並沒有被完全氧化——很多停在中間狀態，沒有貢獻氫。如果能讓氧化走到底，同一塊岩石能產出的氫就會顯著增加。

那個「一石二鳥」的設計

這是這條路線最漂亮的部分。

目前的做法之一，是往地下注入富含二氧化碳的水去加速反應——因為它改變水的酸鹼與離子環境，有利於礦物溶解與反應進行。

但二氧化碳進去之後不會出來。 它會跟岩石裡的鈣、鎂結合，變成碳酸鹽礦物，被永久鎖住。

於是你同時做到兩件事：產出氫，以及把碳埋掉。

理論上，這是一個產能源的同時在除碳的製程。 在能源界這種東西很罕見——多數技術是「少排碳」，這個是「一邊產能源一邊把碳埋了」。

一句話總結

別去找地球恰好留給你的氫，去讓地球現在就產氫給你——而且把你的碳當作催化劑一起埋進去。

為什麼重要

回頭看電解製氫那一篇：綠氫的成本是電價、電解槽、水處理、以及設備開開停停造成的低利用率。

地質氫這四項一項都不需要。 不用電解槽、不用再生能源電力、不用把水做到超純。

它需要的是鑽井、注入、集氣——石油天然氣產業已經做了一百年的事。設備、人才、法規框架都是現成的。這是地質氫最強的論點。

錢也已經進來了。法國的 Mantle8 在 2026 年 5 月完成約 3,400 萬美元的 A 輪，投資人包括 Breakthrough Energy Ventures 與法國國家投資銀行。而產業評論的一則標題寫得很直白：《五億美元埋進地下：地質氫為什麼正在改變做法》。

「改變做法」四個字值得停一下。 它暗示的是：純粹「探勘天然氫」的路線遇到了挫折，產業正在轉向「主動製造」。

換句話說，這個領域已經經歷過一次「假設被打臉」——而普林斯頓做的，正是轉向之後的那條路。

比喻到此為止

鐵釘的比喻在兩個地方失效，第一個是本篇最需要防的誤解：

一、★ 鐵釘在空氣中生鏽，不會產氫。

如果你把日常經驗直接套上來，會得到完全錯誤的結論。「沒有空氣」不是一個細節，是整件事成立的前提——只有當氧沒有別的來源時，水才會被拆開，氫才會出現。你家那根生鏽的鐵釘，一點氫也沒產生。

二、鐵釘是純鐵，而且你看得到它。

岩石是複雜的礦物集合，反應涉及矽、鎂、鐵的重新排列，產物不只是「鏽」。更重要的是後半句：鐵釘泡在杯子裡，你隨時可以撈起來看；地下不行。

你無法直接觀察、無法均勻施作、無法確認注進去的東西去了哪裡。這是所有地下工程共通的根本問題，而它正好是下一節的第一條。

還沒定案的事

這是我們追蹤清單裡不確定性最高的主題之一，該講的都要講。

一、目前沒有任何一個專案證明它能以有競爭力的成本、穩定地產出氫。 實驗室數據與實地條件的差距極大，「能加速多少倍」也沒有公認的數字。

二、地下是不可控的。 你無法直接觀察、無法均勻施作、無法確認注入的東西去了哪裡。壓裂產業花了二十年才學會控制它，而且爭議至今未止。高壓注入與地下應力改變還牽涉到誘發地震的風險。

三、產出的不是純氫。 地質氫通常混有甲烷、氮氣、硫化氫，純化成本必須算進去——而多數樂觀估算沒有充分計入。

四、★ 「一石二鳥」有一個沒人在問的問題。 產氫和碳礦化是兩個不同的反應，而它們的最佳操作條件不一定相同。加速產氫的溫度、酸鹼與注入策略，未必是加速礦化的那一組。如果兩者不相容，就得二選一，整個「產能源同時除碳」的敘事要重寫。我們找不到公開討論在處理這件事，所以把它列出來。

五、時間尺度很長。 這是一個 2035 年之後的主題，不是一個今年會有答案的主題。

延伸閱讀

這篇講的是機制，以及為什麼「無氧」是整件事的前提。

如果你想知道受激地質氫的五條技術路線各自走到哪、為什麼這個主題最大的得利者可能是既有的油氣服務業者、以及我們寫下了哪六條「到期就回來對帳」的判定條件——其中一條正是上面那個「兩個反應相不相容」的問題——那些在研究筆記〈地球已經產氫幾十億年了，只是太慢〉裡。

來源

Oxford Institute for Energy Studies（2025-09），Stimulated Geologic Hydrogen Production: State of Play — PDF
Energy & Fuels（ACS），Stimulated Serpentinization for Geologic Hydrogen: A Review of Experimental, Modeling, and Field Studies — 連結
Energy & Environmental Science（2026，RSC），Stimulated geologic hydrogen: from mechanistic control to engineered rock transformation — 連結
Princeton University（2025-12-18），Four innovative projects selected for 2025 Schmidt Transformative Technology Fund awards（Peters／Myneni／Carter 專案）— 連結
Cleantech Group，Half a Billion Dollars into the Ground: Why Geologic Hydrogen Is Changing Its Approach — 連結

本文為科學技術之教育性資訊，不構成任何投資建議。