麻省理工学院的一些科学家认为，就碳封存而言，找到将碳转化为岩石的最快途径是最好的方法。

将全球气温控制在政府间气候变化专门委员会（IPCC）认为的安全范围内，意味着要做的不仅是减少碳排放，而是完全改变它们。

“如果想要接近限制的范围(1.5℃或2℃)，那么必须在2050年达到碳中和，然后在那之后达到碳负增长”，麻省理工学院的地球科学家，地球、大气和行星科学系（EAPS）教授Matěj Peč说。

要想减少碳排放，就需要找到从根本上提高全球从大气中捕集碳的能力，并将碳封存到一个不会泄漏出来的地方。碳捕集和封存项目每年已经减少了数千万公吨的碳，但要减少排放，就意味着要多捕集数十亿公吨的碳。现在全球碳排放量约400亿吨/年，主要是通过化石燃料燃烧排放。

由于在碳封存方面需要新的想法，Peč为麻省理工学院气候大挑战竞赛提出了一项大胆的提案——由学院支持颠覆性的研究和创新，以应对气候危机。他的团队被称为“高级碳矿化计划”，旨在将地质学家、化学家和生物学家聚集在一起，使碳在不同的地质条件下永久封存在地下，意味着要想办法加快将碳注入地下后转化为岩石或矿化的过程。

Peč是这个项目的领导者，与他一起的还有McGovern大脑研究所和Howard Hughes医学研究所的Ed Boyden教授，Paul M Cook职业发展化学副教授Yogesh Surendranath。Peč说：“这就是地质学所提供的，你要寻找可以永久安全封存大量CO₂的地方。”

Peč的提案是27个最终入围项目中的一个。这些入围者来自近100个气候大挑战提案，每个进入决赛的团队会获得10万美元，以进一步发展他们的研究计划。入选团体将于4月公布，组成一个长时间“旗舰”项目组合，获得额外的资金和支持。

具有负碳能力的建筑行业在技术、经济、环境和政治方面都面临巨大挑战。首先，利用现有技术从空气中捕集碳是昂贵和能源密集型的，而这些技术“极其复杂”。目前正在进行的碳捕集大多集中在燃煤或燃气发电厂这些更集中的资源上。

在地质上也很难找到合适的封存地点，为了在碳被捕集后将其留在地下，碳必须被封存在密封的储层中或变成岩石。

冰岛是碳捕集和封存(CCS)的最佳地点之一，有许多CCS项目正在启动运行。地下泵入的碳与高温下的玄武岩相互作用，岛上的火山地质环境有助于加速矿化过程。在理想的环境中，注入地下95%的碳在两年后就会矿化——这是一种地质突发事件。

不同于冰岛，其他地方需要更深入的钻探，以在合适的温度下找到合适的岩石，这给本已昂贵的项目增加了成本。此外，对不同因素如何影响矿化速度尚未研究透彻。

Peč的“气候大挑战”计划将研究碳在不同条件下如何矿化，以及探索如何在注入地下之前，通过将二氧化碳与不同的流体混合，使矿化发生得更快。另一个想法——也是为什么团队中有生物学家的原因——是向各种擅长将碳转化为方解石壳的生物学习，方解石壳是组成石灰岩的相同物质。

由EAPS Cecil和Ida Green教授领导的另外两项碳管理提案也被选为气候大挑战决赛选手。他们既关注捕集和封存数十亿吨碳所需的技术，也关注如此巨大的工程所涉及的后续挑战。

这涉及到从选择合适的封存地点到监管和环境问题，以及如何将不同的技术结合在一起以改善整个管道的方方面面。该提案强调CCS系统可以由可再生资源供电，并可以动态响应不同难以脱碳行业的需求，如混凝土和钢铁生产等。

Peč教授说:“我们需要一个像目前石油行业那样规模的行业，仅仅做将二氧化碳注入封存库这一件事。”

对于一个涉及从大气中捕集大量气体并将其封存在地下的问题，EAPS的研究人员如此投入并不奇怪。Peč教授说：“地球科学提供了‘一切’，包括一个好消息，即地球有足够多的空间可以封存碳。”