向地下注水使其与地层中的岩石反应人工制造氢气的方法正受到关注。若能利用在地层中产生氢气的化学反应，实现氢气的高效回收，将有望成为一种国产能源资源。美国已启动相关研究，日本的国立研发法人新能源与产业技术综合开发机构（NEDO）也将在2025年度内开始向国立研究开发法人产业技术综合研究所（AIST）等机构提供支援。
NEDO设想的“氢气工厂”的材料是地层中的橄榄岩。氢气的生产流程为：在预计可产生氢气的地层制造裂隙，并通过管道等设施注入热水。当橄榄岩中所含的铁等金属与热水发生反应后，橄榄岩会转变为另一种名为蛇纹岩的岩石。在这一反应过程中会产生氢气。
白马地区已确认有氢气产生（供图：东京大学）
“氢气工厂”中生成的氢气可通过另一组管道回收并用于发电。作为参与氢气生成的岩石之一，橄榄岩大量存在于地幔，日本的地层中亦有分布。
地下自然生成的氢气中，存在被称为“天然氢气”的类型。海外已在推进试采等工作。其生成原理被认为与NEDO将要开始提供支援的热水反应相同。在日本，长野县白马村已确认有氢气产生。东京大学的辻健教授正在研究白马村产生的氢气的富集状态及回收方法。
研究地下岩石反应的日本东北大学冈本敦教授指出：“尽管地下会产生氢气的事实本身早已为人所知，但其作为能源资源受到关注却是最近的事情。”
蛇纹岩化学反应在约300摄氏度时产生氢气的反应效率最高。研究金属资源等地下岩石的北海道大学的大竹翼教授，也正在推进对发生在更低温度（接近100～150摄氏度）下蛇纹岩化反应的研究。
当温度降至100摄氏度左右时，与300摄氏度时相比，氢气的生成速度会下降。但制造热水所需的能耗较低是其优势。大竹教授指出，目前仍有必要研究在低温下也能高效制造氢气的良好反应条件。
地层中岩石的成分与比例、地下温度等诸多条件均会影响反应，哪种环境能产生更多氢气还有待验证。
辻教授指出，与天然氢气相比，在地下进行人工氢气制造的优势在于回收量更易预测和不易泄露至地面。然而，向地下注水时，需要像开采页岩气那样在地层中制造裂隙，这可能诱发地震。
无论是利用自然产生的氢气，还是人工制造氢气，要将其作为能源资源加以利用，均还面临诸多课题。首先，适合制造氢气的地点在何处、以及产量有多少等问题，目前尚未明确。
将氢气用作能源资源时，经济性与效率性至关重要。在瑞穗研究与技术株式会社从事能源领域调查与咨询的神矢彩花指出：“尽管已有化石燃料的挖掘技术可在多方面得到应用，但仍需开发专门针对氢气的技术，并进行初期投资以查明其产生地点和产生量等。地下氢气资源的利用未必能立即显现出优势。”
氢分子非常小，容易通过细微裂隙在地层中扩散，未必会在单一地点大量蓄积。因此，需要开发高效回收氢气的技术。若气体中含有其他物质，回收后还需进行提纯等工序，因此也需要对纯度等展开研究。
另有测算表明，地下的氢气开采，无论是人工制造还是利用自然产生的氢气，其成本均低于使用可再生能源制造的绿氢等，但这一结论还存在不确定性。
NEDO将天然氢气等地下尚未被利用的资源的活用列为“前沿领域”之一，并将以地下人工氢气制造为核心，启动提供培育项目支援。相关负责人表示：“我们将支援地下氢气资源研究，目标是在2040年左右实现实际应用。”
原文：《日本经济新闻》、2025/6/3
翻译：JST客观日本编辑部
