沙特高校突破地下水循环技术 实现二氧化碳矿化封存

在应对全球气候变化的技术竞赛中，碳捕集、利用与封存（CCUS）技术正迎来关键性突破。沙特阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）研究团队近日宣布，他们成功验证了一种创新的地下碳封存方案：通过循环利用深层地下水，将二氧化碳转化为稳定的岩石矿物。这一成果不仅解决了干旱地区水资源匮乏对碳封存项目的制约，更证明了在古老地质构造中实现高效矿化的可行性。

突破水资源瓶颈的创新闭环

长期以来，碳矿化技术（Mineral Carbonation）被视为Zui安全的二氧化碳封存方式，但其大规模应用一直受制于高昂的水资源消耗。传统估算显示，该过程可能需要消耗封存二氧化碳体积20至50倍的大量淡水，这使得该技术难以在沙特等水资源稀缺的中东地区推广。

此次由KAUST主导、并与沙特阿美公司（Saudi Aramco）及冰岛大学（University of Iceland）合作的实地试验，彻底改变了这一局面。研究团队在沙特吉赞省（Jazan）西部部署了一套闭环系统，不再依赖地表淡水，而是抽取并循环利用地下深处的咸水或地层水。当注入的二氧化碳流经玄武岩层时，与岩石中的钙、镁等矿物质发生反应，逐渐转化为稳定的碳酸盐矿物。

这种“以石固碳”的方式，相较于传统将二氧化碳压缩成流体储存在地下空隙中的方法，具有本质上的安全性优势。固化后的矿物不会因地质变动或容器泄漏而重新释放到大气中，实现了真正的封存。

古老岩层中的高效转化奇迹

在为期十个月的监测期内，研究团队向地下深处注入了131吨二氧化碳。令人瞩目的是，监测数据显示，其中约70%的二氧化碳已成功转化为固体矿物。这一转化率远超预期，且实验所用的玄武岩地层形成于2100万至3000万年前，远比此前类似实验中使用的年轻岩层更为古老。

KAUST能源资源与石油工程教授侯赛因·哈提特（Hussein Hoteit）指出：“过去我们认为碳矿化受限于水资源和特定地质条件。但这次试验证明，通过利用地下含水层的特性，我们完全可以在缺水环境中实施该技术。”这一发现极大地扩展了适用地理范围，因为富含玄武岩的地区广泛分布于中东、非洲、亚洲及北美等地。

为高排放工业区提供新解法

此次合作不仅是一次技术验证，更是产学研深度融合的。沙特阿美提供了现场运营支持及监测数据，KAUST负责核心技术研发与地下过程分析，而冰岛大学则贡献了其在的碳矿化领域经验。这种跨国界、跨机构的协作模式，加速了从实验室理论到工业级应用的转化进程。

随着全球工业重心向水资源紧张但能源丰富的地区转移，这一技术具有极高的商业潜力。它特别适用于那些排放密集且缺乏淡水资源的工业园区，为钢铁、水泥和化工等高碳排放行业提供了切实可行的脱碳路径。

对于中国而言，中东地区在大型CCUS项目上的工程化探索具有重要借鉴意义。中国在碳捕集设备制造与工程建设方面拥有的产业链优势，而沙特等国的地质条件与中国西北部分干旱工业区相似。中国企业可借此机会，将成熟的碳捕集装备与这种“地下水循环矿化”理念相结合，输出整体解决方案，不仅规避了当地的水资源限制，还能在“一带一路”沿线国家抢占绿色能源技术高地，实现从单一设备出口向技术标准输出的转型。