Carbon mineralization is a process of binding carbon dioxide in rocks as a solid mineral. It is a versatile and thermodynamically downhill process that can be harnessed for capturing, storing, and utilizing CO2 to synthesize products with enhanced properties. Carbon mineralization occurs naturally at a slow rate as certain rocks are exposed to CO2, permanently removing small amounts of CO2 from the atmosphere each year. The central challenge facing scientists and entrepreneurs is finding cost- and energy-effective ways to bring CO2 into contact with reactive minerals at scale without imposing unacceptable social or environmental trade-offs.

There are two primary types of geologic carbon mineralization: injection of CO2 into rock formations deep underground, or exposure to broken pieces of rock at the surface, such as leftovers from mining, called mine tailings. The two primary rock types that have the potential for carbon mineralization through injection are basalt and a broad category of rocks called ultramafic, meaning they have extremely high amounts of magnesium and iron. Laboratory studies have shown that ultramafic rocks have the fastest reaction times, and pilot studies have shown that injection of CO2 into basalt can lead to mineralization in under two years.

Carbon mineralization of crushed rocks at the surface, such as mine tailings or industrial waste, has been estimated to cost around $8 per metric ton of CO2. However, this is only cost-effective at the local scale and for already mined materials. If mining is required, the cost increases significantly. Carbon mineralization in deep underground basaltic formations could be around $30 per metric ton of CO2.

The most effective ways to secure carbon from the atmosphere so that it can be mineralized are as follows:

* Injecting CO2 into wells that go deep underground to igneous or metamorphic rock formations that have the potential for carbon mineralization.
* Exposing CO2 to ultramafic rocks or basalt at the surface. Often these rocks are in the form of crushed mining waste, such as asbestos mine tailings. Carbon mineralization of mine waste can be a much faster process than injecting the CO2 underground for mineralization, since there is more surface area on the crushed rocks for the carbon to form minerals. However, there is not nearly as much rock that can be mineralized on the surface as there is underground, so the overall amount of carbon storage is higher for underground injection than exposing CO2 to crushed rock on the surface.
* Complementing sedimentary brine carbon storage with carbon mineralization.

The benefits of carbon mineralization are that the carbon cannot escape back to the atmosphere and that it permanently stores captured carbon. The potential for carbon storage through mineralization is spread throughout the United States, though in markedly different locations. The climate change benefits of enhancing carbon mineralization processes could be enormous, and the report recommends that policy makers and businesses devote considerably more attention to carbon mineralization in their climate change strategies.
การทำให้เป็นแร่คาร์บอนเป็นกระบวนการจับคาร์บอนไดออกไซด์ในหินในฐานะแร่แข็ง เป็นกระบวนการทางลงเขาที่มีความอเนกประสงค์และทางเทอร์โมไดนามิกส์ ซึ่งสามารถนำมาใช้ในการดักจับ จัดเก็บ และใช้ CO2 เพื่อสังเคราะห์ผลิตภัณฑ์ที่มีคุณสมบัติขั้นสูง การทำให้เป็นแร่คาร์บอนเกิดขึ้นตามธรรมชาติในอัตราที่ช้าเนื่องจากหินบางชนิดสัมผัสกับคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งจะกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์จำนวนเล็กน้อยออกจากชั้นบรรยากาศอย่างถาวรในแต่ละปี ความท้าทายหลักที่นักวิทยาศาสตร์และผู้ประกอบการต้องเผชิญคือการหาวิธีที่ประหยัดต้นทุนและพลังงานในการนำคาร์บอนไดออกไซด์มาสัมผัสกับแร่ธาตุที่เกิดปฏิกิริยาในวงกว้าง โดยไม่กระทบต่อการแลกเปลี่ยนทางสังคมหรือสิ่งแวดล้อมที่ยอมรับไม่ได้ การทำให้แร่คาร์บอนทางธรณีวิทยามีสองประเภทหลัก: การฉีดคาร์บอนไดออกไซด์เข้าไปในชั้นหินที่อยู่ลึกลงไปใต้ดิน หรือการสัมผัสกับเศษหินที่แตกออกที่พื้นผิว เช่น ของเหลือจากการขุด เรียกว่าหางแร่ หินหลักสองประเภทที่มีศักยภาพในการสร้างแร่คาร์บอนผ่านการฉีด ได้แก่ หินบะซอลต์ และหินประเภทกว้าง ๆ ที่เรียกว่าอุลตร้ามาฟิก ซึ่งหมายความว่าหินเหล่านี้มีแมกนีเซียมและเหล็กในปริมาณที่สูงมาก การศึกษาในห้องปฏิบัติการแสดงให้เห็นว่าหินอัลตรามาฟิคมีเวลาปฏิกิริยาเร็วที่สุด และการศึกษานำร่องแสดงให้เห็นว่าการฉีดคาร์บอนไดออกไซด์เข้าไปในหินบะซอลต์สามารถนำไปสู่การเกิดแร่ได้ภายในเวลาไม่ถึงสองปี การทำให้แร่คาร์บอนของหินบดที่พื้นผิว เช่น กากแร่จากเหมืองหรือขยะอุตสาหกรรม คาดว่าจะมีราคาประมาณ 8 ดอลลาร์ต่อเมตริกตันของคาร์บอนไดออกไซด์ อย่างไรก็ตาม นี่เป็นความคุ้มค่าในระดับท้องถิ่นและสำหรับวัสดุที่ขุดแล้วเท่านั้น หากจำเป็นต้องมีการขุด ต้นทุนจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก การทำให้เป็นแร่คาร์บอนในชั้นหินบะซอลต์ใต้ดินที่อยู่ลึกลงไปอาจอยู่ที่ประมาณ 30 เหรียญสหรัฐต่อเมตริกตันของคาร์บอนไดออกไซด์ วิธีที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในการกักเก็บคาร์บอนจากชั้นบรรยากาศเพื่อให้เกิดเป็นแร่มีดังนี้: * การฉีด CO2 ลงในหลุมที่ลึกลงไปใต้ดินจนกลายเป็นหินอัคนีหรือหินแปรที่มีศักยภาพในการเกิดแร่คาร์บอน * การเปิดเผย CO2 กับหินอัลตรามาฟิคหรือหินบะซอลต์ที่พื้นผิว บ่อยครั้งที่หินเหล่านี้อยู่ในรูปแบบของของเสียจากการขุดที่ถูกบด เช่น หางแร่จากเหมืองแร่ใยหิน การทำให้เป็นแร่คาร์บอนของของเสียจากเหมืองอาจเป็นกระบวนการที่เร็วกว่าการฉีด CO2 ใต้ดินเพื่อสร้างแร่ เนื่องจากมีพื้นที่ผิวบนหินบดมากกว่าเพื่อให้คาร์บอนเกิดเป็นแร่ธาตุ อย่างไรก็ตาม มีหินไม่มากที่สามารถทำให้เกิดแร่บนพื้นผิวได้เกือบเท่ากับที่มีอยู่ใต้ดิน ดังนั้นปริมาณการกักเก็บคาร์บอนโดยรวมสำหรับการฉีดใต้ดินจึงสูงกว่าการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ให้กับหินบดบนพื้นผิว * เสริมการกักเก็บคาร์บอนน้ำเกลือตะกอนด้วยแร่ธาตุคาร์บอน ประโยชน์ของการทำให้เป็นแร่คาร์บอนคือคาร์บอนไม่สามารถหนีกลับไปสู่ชั้นบรรยากาศได้และกักเก็บคาร์บอนที่ดักจับไว้อย่างถาวร ศักยภาพในการกักเก็บคาร์บอนผ่านการทำให้เป็นแร่นั้นกระจายไปทั่วสหรัฐอเมริกา แม้ว่าจะอยู่ในสถานที่ที่แตกต่างกันอย่างเห็นได้ชัดก็ตาม ประโยชน์ของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศจากการปรับปรุงกระบวนการสร้างแร่คาร์บอนอาจมีมหาศาล และรายงานแนะนำว่าผู้กำหนดนโยบายและธุรกิจต่างๆ ให้ความสำคัญกับการแปรสภาพเป็นแร่คาร์บอนมากขึ้นในกลยุทธ์การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ
spam fails_task lang_mismatch pii not_appropriate hate_speech sexual_content quality toxicity humor helpfulness creativity violence