碳捕獲
碳捕獲與封存（Carbon Capture andStorage，簡稱CCS）是指將大型發電廠、鋼鐵廠、化工廠等排放源產生的二氧化碳收集起來，并用各種方法儲存以避免其排放到大氣中的一種技術。CCS技術包括二氧化碳捕集、運輸以及封存三個環節，它可以使單位發電碳排放
減少85%-90%。 碳捕獲是世界發達國家在環保方面的一項新技術,主要是指將二氧化碳捕獲后,存放在地下或海底里.如英國2009年能源和氣候變化部提出了一個新計劃,在全球范圍內大力推廣碳捕獲技術.據專家估計,如果全面應用,可以使人類減排成本降低30%.英國在國內建設四座規模宏大的碳捕獲和儲存示范工程,并規定新建煤電廠至少須有25%的產能安裝捕獲設施,凡不具備碳捕獲能力的煤電廠都應關閉.美國也研制了降二氧化碳封存在水泥中的新技術.我國目前正在積極研發和推廣這方面的技術.
兩則新聞報道
第一則
2006年7月4—5日，中國科學技術部和英國環境部在北京組織召開“碳捕獲與碳封存實現燃煤發電近零排放國際研討會”。科技部劉燕華副部長出席會議并做重要講話。來自中國有關部委的官員、有關高校、院所和企業的研究人員以及來自歐盟國家、美國、加拿大、澳大利亞等國和有關國際組織的官員和研究人員等共約200人參加了會議。這是第一次由中國政府部門牽頭組織的關于碳捕獲與封存的國際會議，表明了中國政府重視減緩溫室氣體排放和保護全球氣候，并愿意為此做出力所能及的努力。
第二則
2006年10月31日，美國能源部助理部長杰弗里·D·杰瑞特在“亞太清潔發展和氣候伙伴關系”會議上宣布，美國將提供4.5億美元用于支持美國碳封存技術的研發。并就未來10年里在美國境內進行7項碳封存測試事宜，同與會者進行了討論。“亞太清潔發展和氣候伙伴關系”會員國包括澳大利亞、中國、印度、日本、韓國和美國。這六個國家的人口約占全球人口的50%，它們的經濟和能源消耗占全球經濟和能源消耗的50%以上。合作方已經初步確認了在美國實施碳封存的時機，預計有潛力存儲6000億砘二氧化碳，這相當于美國能源部門200多年的二氧化碳排放量。目前正在實施一系列小規模實地測試。布什政府的目標是：
到2012年，將美國“溫室氣體”排放量減少18%，并確保碳封存技術在不久的將來得到廣泛應用。
包括的內容
設想
這一設想包括：（1）將人類活動產生的碳排放物捕獲、收集并存儲到安全的碳庫中；（2）直接從大氣中分離出CO2并安全存儲。由此，人們將不再是通過CO2減排，而是通過碳封存的方法，同時結合提高能源生產和使用的效率以及增加低碳或非碳燃料的生產和利用等手段來達到減緩大氣CO2濃度增長的目標。
陸地生態系統對CO2的吸收是一種自然碳封存過程。陸地植物在其生長過程中，需要利用CO2合成有機物，它們能夠在一定的濃度范圍內吸收CO2，從而節省了將其分離、提純等技術的花費。因此以森林再造、限制森林砍伐等方式來實現的碳封存被認為是最具經濟效益的方式。而保護和優化陸地生態系統則有利于碳封存的維持和擴增。
需求原因
針對定點源的人類排放，如油井、化學工廠、火力發電廠等，碳封存技術的開發著重點是捕獲和分離CO2，然后將其注入到海洋或是深地質結構層中。由于某種需要，工業生產中也伴隨有一些碳封存過程。例如在石油開采時，CO2常會跟天然氣一起由地底下噴射出來，通常CO2在從油井沖出來后便釋放到空氣中。但是，在同時開采石油及天然氣的過程中，CO2常會被重新注入到油井內，以便能保持所需壓力而抽取更多的石油，而這項所用的花費可以由所增加的石油產量來補償。在美國，每年能因此封存3200萬噸CO2。而位于距挪威海岸240 km的北海中部的Sleipner海上鉆井平臺從1996年起就將油井生產中的CO2收集并注入到1000m以下的富含鹽水的砂巖層。這個海上鉆井平臺之所以這樣做，是因為從1996年以來挪威對工業排放CO2征收50美元/ 噸的排放稅，而將CO2注回到巖石層中與之相比則要便宜得多。在存儲方面，則采用了以下一些方法，如向尚未開采的煤層中注入CO2，從而回收甲烷；將CO2制成干冰，投擲到海洋中；利用固定的管道或是輪船拖曳管道將CO2泵入深海等。
方法思路
通過對海洋的增肥也是利用生態系統來達到碳封存目標的方法。這方法思路是，向海洋投
放微量營養素（如鐵）和常量營養素（如氮和磷），由此加速海"生物泵"過程，增加海洋對大氣CO2的吸收和存儲。這主要是通過增長浮游植物的光合作用增加其產量，然后借助生物鏈擴增CO2向有機碳的轉化，再通過有機碳的重力沉降、礦化等機理來實現碳封存。大范圍的海洋增肥能夠增加漁業產量，從而帶來商機，這也引起了一些商業團體的關注。
另外，還可利用化學和生物技術對CO2進行回收和再利用。例如，利用CO2來生產碳酸鎂或是CO2包合物（CO2 clathrate）的前景很被看好。若是將1990年全球排放的CO2制作成碳酸鎂，它可包含于空間尺度為10km×10km×150m的固態物中，這樣是有利于儲存或是再利用的。同樣的情形也適用于CO2包合物。而在生物技術上，主要是利用非光合作用微生物過程將CO2轉化成有用的原料，如甲烷和醋酸鹽。這一技術像陸地生態系統的情況一樣，不需要提純CO2，從而可節省分離、捕獲、壓縮CO2氣體的成本。
優點
碳封存技術看起來有著光明的前景，它不僅對發起者美國有利，而且也對各主要化石燃料消費國，特別是對煤炭消費國有利。同時它還具有平息有關減排分攤爭吵的潛在能力。美國能源部的相關計劃的目標是將碳封存的所需費用從目前的100～300美元/噸減少到2015
年的10美元/噸以下。據稱，這種碳封存方法將成為解決氣候變化問題的最佳選擇之一。
缺點
但是要實現與現階段的CO2排放量相當的碳封存，勢必將改變全球碳循環的格局，這不僅僅是需要低廉的技術手段，而且還需要進行正確、嚴謹的科學研究和評估。往深地質結構層中注入CO2并封存，能否確保它們能夠在長時期內穩定存儲，且不會因為地殼活動而噴發以至導致災難？而對海洋的增肥以及向深海注入CO2，更需要有模式模擬和研究以提供相關的技術參數作為科學支持；同時，向深層海洋注入CO2或是通過海洋增肥的方式引發更多的碳沉降也就會增加海洋中碳由上至下的傳輸，這勢必引起海洋碳循環的變動。利用海洋環流模式、碳循環模式等并結合生物化學過程可模擬碳沉降、液態CO2濃度在洋底的分布、隨洋流的擴散等特征，進而分析海洋生態的反饋，分析整個氣候系統的反饋等。另外，氣候評估模式也能夠評價海洋增肥的生態效應。必要的科學實驗結合相應的模式模擬和評估，也有利于碳阱(Carbon Trap)的選擇以及確保正面的環境影響。
二氧化碳埋存能力
從全球主要類型的二氧化碳埋存能力來看，地質埋存要比森林和土地捕獲二氧化碳的潛力大，而且后者需要緊缺資源的支撐。2007 年APEC 峰會發表的《亞太經合組織領導人關于氣候變化、能源安全和清潔發展》的宣言強調了可持續的森林管理和土地利用的重要性，并制定了到2020 年在亞太地區各種森林面積至少增加2000 萬公頃的意向性目標。然而，我國為確保守住十一五期間18 億畝耕地的“紅線”，國務院最近剛剛發布了關于完善退耕還林政策的通知，暫停了1600 萬畝的退耕還林計劃（《新京報》，2007年9月11日），這更加劇了擴大林地面積的難度。一些發達國家為實現東京議定書的承諾目標，已經考慮將二氧化碳的地質埋存作為減少二氧化碳排放的主要手段之一，并就此開展了一系列的調查、試驗和試點研究工作，取得了不少成功的經驗。因此，借鑒國際經驗，在我國大力倡導二氧化碳的地質埋存更具有重要性和緊迫性。
澳大利亞的維多利亞省于2008年4月剛剛啟用了全球第一座大規模的碳捕捉和碳封存設施。
進展動態
第三屆“碳封存領導人論壇”部長級會議2009年10月13日在英國倫敦舉行。會議發布的公
報說，在2009年年底舉行的聯合國氣候變化大會上，應考慮將“碳捕捉與儲存(CCS)”技術納入可能達成的新全球協議中。
CCS技術
技術概況
CCS是穩定大氣溫室氣體濃度的減緩行動組合中的一種選擇方案。 CCS具有減少整體減緩成本以及增加實現溫室氣體減排靈活性的潛力。CCS的廣泛應用取決于技術成熟性、成本、整體潛力、在發展中國家的技術普及和轉讓及其應用技術的能力、法規因素、環境問題和公眾反應。CO2的捕獲可用于大點源。CO2將被壓縮、輸送并封存在地質構造、海洋
、碳酸鹽礦石中，或是用于工業流程。CO2大點源包括大型化石燃料或生物能源設施、主要CO2排放型工業、天然氣生產、合成燃料工廠以及基于化石燃料的制氫工廠。潛在的技術封存方式有：地質封存（在地質構造中，例如石油和天然氣田、不可開采的煤田以及深鹽沼池構造），海洋封存（直接釋放到海洋水體中或海底）以及將CO2固化成無機碳酸鹽。
組成
碳捕集
CCS技術由碳捕集和碳封存兩個部分組成。其中，碳捕集技術最早應用于煉油、化工等行業。由于這些行業排放的CO2濃度高、壓力大，捕集成本并不高。而在燃煤電廠排放的CO2則恰好相反，捕集能耗和成本較高。現階段的碳捕集技術尚無法解決這一問題。
碳捕集技術目前大體上分作三種：燃燒前捕集、燃燒后捕集和富氧燃燒捕集。三者各有優勢，卻又各有技術難題尚待解決，目前呈并行發展之勢。哪一種先取得突破，哪一種就會成為未來的主流。
燃燒前捕集技術以IGCC（整體煤氣化聯合循環）技術為基礎：先將煤炭氣化成清潔氣體能源，從而把CO2在燃燒前就分離出來，不進入燃燒過程。而且，CO2的濃度和壓力會因此提高，分離起來較方便，是目前運行成本最廉價的捕集技術，其前景為學界所看好。問題在于，傳統電廠無法應用這項技術，而是需要重新建造專門的IGCC電站，其建造成本是現有傳統發電廠的兩倍以上。
燃燒后捕集可以直接應用于傳統電廠，北京高碑店熱電廠所采用的就是這條技術路線。這一技術路線對傳統電廠煙氣中的CO2進行捕集，投入相對較少。這項技術分支較多，可以分為化學吸收法、物理吸附法、膜分離法、化學鏈分離法等等。其中，化學吸收法被認為市場前景最好，受廠商重視程度也最高，但設備運行的能耗和成本較高。
事實上，由于傳統電廠排放的CO2濃度低、壓力低，無論采用哪種燃燒后捕集技術，能耗和成本都難以降低。如果說，燃燒前捕集技術的建設成本高、運行成本低，那么燃燒后捕集技術則是建設成本低、運行成本高。
碳封存
若把CCS作為一個系統來看，碳捕集的成本要占到2/3，碳封存的成本占1/3。碳封存技術相對于碳捕集技術也更加成熟，主要有三種：海洋封存、油氣層封存和煤氣層封存。與碳捕集技術多路線并行發展不同，碳封存技術路線主次分明，方向明確。
海洋封存有兩種潛在的實施途徑：一種是經固定管道或移動船只將CO2注入并溶解到水體中（以1000米以下最為典型），另一種則是經由固定的管道或者安裝在深度3000米以下的海床上的沿海平臺將其沉淀，此處的CO2比水更為密集，預計將形成一個“湖”，從而延緩CO2分解在周圍環境中。海洋封存及其生態影響尚處于研究階段 。
