二氧化碳减排是当前我国面临的重要任务。目前学界普遍认为碳捕集、利用与封存（CCUS）是实现“双碳”目标的重要技术手段。

在二氧化碳的地质封存过程中，微生物活动不可忽视。郭红光介绍，微生物在自然界分布广泛，在深部地层中曾发现丰富的微生物菌群，甚至在近4000米深的地下科学钻探中也发现了微生物。作为深地生物圈的重要组成部分，自养微生物能够依靠自身的化能合成作用以及与其他微生物间的协同作用，通过甲烷化、液化、矿化等多种途径，将被封存的二氧化碳转化为甲烷、有机酸、碳酸钙等，能够暂时或永久地实现固碳效果。

那么，什么是二氧化碳生物甲烷化、液化、矿化？

冯骁介绍，二氧化碳生物甲烷化是指在产甲烷菌等特定微生物的作用下，将二氧化碳转化为甲烷的过程。这一过程通常需要在厌氧条件下进行，并需要氢作为还原剂。产甲烷菌通过一系列的酶促反应，将二氧化碳和氢转化为甲烷和水。这种转化不仅实现了二氧化碳的资源化利用，还产生了清洁能源甲烷，对于缓解能源危机和减少温室气体排放具有重要意义。

除转化为甲烷以外，微生物同样可以利用二氧化碳发酵产酸，把二氧化碳转化为高价值的液相产物，这一过程被称为二氧化碳生物液化，主要由同型产乙酸菌实现。这不仅减少了碳排放，还实现了温室气体的高值转化。

太原理工大学安全与应急管理工程学院副教授李治刚介绍，目前二氧化碳生物液化主要着眼于在地面发酵罐中的应用，在地层原位的相关研究较少。

二氧化碳生物矿化则是指在微生物诱导作用下，二氧化碳溶解并与金属离子形成碳酸盐矿物的过程。微生物活动导致的pH值升高会加速二氧化碳溶解形成CO32-。同时，微生物具有负电官能团的细胞壁以及胞外聚合物能够吸引金属离子富集，从而以细胞作为晶体成核位点，将CO32-进一步转化为碳酸盐矿物。

“微生物诱导的二氧化碳矿化反应条件易达到，生成的碳酸盐类矿物多为理化性质稳定的方解石，有利于持久固定二氧化碳。”李治刚说，二氧化碳生物矿化是二氧化碳地质封存最为稳定的方式，矿化后的二氧化碳相对来说更难被再次释放。