CO2-lagring i underjorden som mineral genom samtidig injektion med återcirkulerat vatten

Att göra ett klimatproblem till berg i marken

Förbränning av fossila bränslen frigör stora mängder koldioxid (CO2) till atmosfären och driver klimatförändringarna. Ett lovande sätt att tackla detta är att låsa in CO2 säkert under jord under tusentals år. Denna studie visar hur ingenjörer i torra västra Saudiarabien förvandlade en lokal vulkanisk bergart till en jättelik naturlig svamp för CO2, med nästan ingen användning av ytligt färskvatten. Deras metod pekar på en praktisk väg för att minska utsläpp i torra regioner som hyser några av världens största industriella förorenare.

Att lagra kol som sten, inte gas

Många nuvarande koldioxidlagringsprojekt injicerar komprimerad CO2 ner i djupa underjordiska skikt som fångas under ogenomträngliga berglager. Men på vissa platser saknas dessa naturliga “lock”, vilket gör att CO2 kan läcka tillbaka till ytan. Ett alternativ är att omvandla CO2 till fasta mineraler i reaktiva bergarter som basalt, en mörk vulkanisk sten rik på metaller som kalcium, magnesium och järn. När CO2 löses i vatten och forsar genom basalt kan det reagera och bilda stabila karbonatmineral—i praktiken konstgjord kalksten och närbesläktade bergarter. Hittills har denna strategi dock begränsats av dess stora vattenbehov, vilket är ett allvarligt hinder i ökenområden.

Använda grundvattnet självt som arbetsfluid

Pilotprojektet, beläget nära Jizan Economic Complex vid Saudiarabiens Röda havskust, borrade en klunga med brunnar i ett tjockt lager av 21–30 miljoner år gammal basalt. Två brunnar, ungefär 130 meter från varandra, användes som ett par: en för att pumpa upp grundvatten och den andra för att skicka tillbaka det efter tillsats av CO2. Inne i injektionsbrunnen bubblades ren CO2 in i strömmande vatten på djupet så att den löstes helt, vilket skapade ett svalt, tätt och lätt surt CO2-rikt vatten som inte skulle stiga uppåt buoyant mot ytan. Samma grundvatten återcirkulerades kontinuerligt mellan de två brunnarna, vilket eliminerade behovet av att transportera in externt vatten och minskade tryckuppbyggnad i berggrunden.

Följa vattnet och observera nya mineraler bildas

När kontinuerlig CO2-injektion inleddes följde teamet noggrant hur det cirkulerande vattnet förändrades när det flödade genom den spruckna basalten. De övervakade dess surhetsgrad, kolinnehåll och lösta element som kalcium, magnesium, kisel och järn, och tillsatte två ofarliga kemiska spårämnen för att följa fluidens vägar. När det CO2-mättade vattnet spred sig under jord blev det berikat med dessa bergartsbaserade element, vilket visade att basalten löstes upp och frigjorde byggstenarna för nya mineral. Med tiden steg det lösta kolinnehållet i det producerade vattnet först och föll sedan stadigt, samtidigt som kemin visade att karbonatmineral som kalcit, ankerit och siderit nådde mättnad och började fällas ut i bergsprickorna.

Mäta hur mycket kol som blev till sten

För att gå utöver indirekta slutsatser använde forskarna spårämnena för att uppskatta vilka nivåer av löst kol som hade funnits om inga reaktioner hade inträffat. Jämförelse av denna "ingen-reaktion"-baslinje med de faktiska mätningarna visade ett växande underskott av kol i vattnet, vilket betyder att det låstes upp som nya fasta ämnen. Två oberoende spårämnen, natriumfluorescein och svavelhexafluorid, gav sammanfallande resultat: inom ungefär tio månader efter att injektionen startade hade cirka 70 procent av de 131 ton CO2 som pumpats in i formationen omvandlats till fasta mineral. Fysiska bevis från en upphämtad nedsänkningspump, täckt och igensatt av färska karbonatkristaller, bekräftade ytterligare att den injicerade CO2 faktiskt hade förvandlats till sten.

Vad detta betyder för framtida klimatlösningar

Genom att visa att återanvänt grundvatten kan bära och mineralisera stora mängder CO2 i sprucken basalt erbjuder detta projekt en modell för koldioxidlagring i torra regioner som saknar konventionella underjordiska fällor. Metoden använder mindre energi än traditionell högtrycksinjektion av CO2, eftersom det lösta CO2 i huvudsak förflyttas av gravitation snarare än kraftfulla pumpar, och den undviker hård konkurrens om knappa ytvattentillgångar. Även om frågor kvarstår om långsiktig kapacitet och utrymmesbegränsningar i bergarten visar Jizan-piloten att omvandling av CO2 till sten under jord inte bara är en laboratoriecuriositet—det kan fungera i industriskala, även i öknar nära den fossila bränsleeconomin.

Citering: Oelkers, E.H., Arkadakskiy, S., Ahmed, Z. et al. CO₂ subsurface mineral storage by its co-injection with recirculating water. Nature 651, 954–958 (2026). https://doi.org/10.1038/s41586-026-10130-5

Nyckelord: koldioxidmineralisering, basaltlagring, koldioxidavskiljning och -lagring, Saudiarabien, återcirkulation av grundvatten med CO2