การดักจับและการจัดเก็บคาร์บอน

การดักจับและการจัดเก็บคาร์บอน หรือ (อังกฤษ: Carbon Capture and Storage (CCS)) (หรือ การดักจับและการแยกเก็บคาร์บอน (อังกฤษ: carbon capture and sequestration)) เป็นกระบวนการของการดักจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) ที่เป็นของเสียจากแหล่งกำเนิดขนาดใหญ่เช่นโรงไฟฟ้าพลังงานฟอสซิล จากนั้นทำการขนส่งไปยังสถานที่จัดเก็บและเก็บกักมันไว้ในสถานที่ที่มันจะไม่สามารถกลับเข้าสู่บรรยากาศได้ สถานที่ดังกล่าวปกติมักจะเป็นโพรงทางธรณีวิทยา (อังกฤษ: geological formation) ที่อยู่ใต้ดิน จุดมุ่งหมายคือการป้องกันไม่ให้มีการปล่อย CO₂ ในปริมาณมากเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ (จากการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลในการผลิตไฟฟ้าและอุตสาหกรรมอื่น ๆ ) มันเป็นมาตรการที่มีศักยภาพเพื่อการบรรเทาการมีส่วนร่วมของการปล่อยก๊าซจากเชื้อเพลิงฟอสซิลที่ทำให้เกิดภาวะโลกร้อน และการเป็นกรดของมหาสมุทร แม้ว่า CO₂ ได้ถูกฉีดเข้าไปในโพรงทางธรณีวิทยาเป็นเวลาหลายทศวรรษมาแล้วก็ตามเพื่อวัตถุประสงค์หลายอย่าง รวมทั้งเพื่อการสูบน้ำมันดิบอย่างก้าวหน้า (อังกฤษ: enhanced oil recovery (EOR)), การจัดเก็บ CO₂ ระยะยาวก็ยังเป็นแนวคิดที่ค่อนข้างใหม่ ตัวอย่างในเชิงพาณิชย์ครั้งแรกเป็นของโครงการ Weyburn ในปี 2000 ตัวอย่างอื่น ๆ ได้แก่ โรงไฟฟ้า SaskPower ในโครงการ Boundary Dam และโรงไฟฟ้ามิสซิสซิปปี ในโครงการ Kemper นอกจากนี้ 'CCS' ยังสามารถนำมาใช้เพื่อฟอก (อังกฤษ: scrubbing) ก๊าซ CO₂ จากอากาศโดยรอบในฐานะที่เป็นเทคนิควิศวกรรมสภาพภูมิอากาศ (อังกฤษ: climate engineering technique)

โรงไฟฟ้​​าที่มี CCS ขนาดนำร่องแบบบูรณาการจะเริ่มดำเนินงานในเดือนกันยายน 2008 ในโรงไฟฟ้า Schwarze Pumpe ของเยอรมันตะวันออกที่ดำเนินการโดยบริษัทสาธารณูปโภค Vattenfall ในความหวังเพื่อตอบคำถามเกี่ยวกับความเป็นไปได้ทางเทคโนโลยีและประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจของ CCS ที่จะนำไปใช้กับโรงไฟฟ้​​าแบบทั่วไปสมัยใหม่ มัน​​สามารถลดการปล่อย CO₂ เข้าสู่ชั้นบรรยากาศลงประมาณ 80-90% เมื่อเทียบกับโรงงานที่ไม่มี CCS IPCC ประเมินว่าศักยภาพทางเศรษฐกิจของ CCS จะอยู่ระหว่าง 10% ถึง 55% ของความพยายามบรรเทาผลกระทบคาร์บอนทั้งหมดจนถึงปี 2100

การดักจับและการบีบอัด CO₂ อาจเพิ่มการใช้เชื้อเพลิงสำหรับโรงไฟฟ้าถ่านหินที่ติดตั้ง CCS ประมาณ 25-40% ค่าใช้จ่ายของความต้ององการเหล่านี้และของระบบอื่น ๆ คาดว่าจะไปเพิ่มค่ากระแสไฟฟ้าประมาณ 21-91% สำหรับโรงไฟฟ้าที่สร้างตามวัตถุประสงค์นี้ การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีนี้กับโรงงานที่มีอยู่จะมีราคาแพงมากขึ้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าพวกมันอยู่ห่างไกลจากสถานที่จัดเก็บ รายงานอุตสาหกรรมล่าสุดแนะนำว่าด้วยการวิจัย การพัฒนาและการวางระบบใช้งาน (อังกฤษ: research, development and deployment (RD&D)) ที่ประสบความสำเร็จ, การผลิตไฟฟ้าจากถ่านหินที่มีการแยกเก็บ CO₂ ในปี 2025 อาจมีค่าใช้จ่ายน้อยกว่าการผลิตไฟฟ้าจากถ่านหินที่ไม่มีการแยกเก็บในวันนี้

การจัดเก็บ CO₂ เป็นได้ทั้งในโพรงลึกทางธรณีวิทยาหรือในรูปแบบของแร่คาร์บอเนต การจัดเก็บในทะเลลึกจะพิจารณาว่าเป็นไปไม่ได้อีกต่อไปเพราะมันเป็นการเพิ่มปัญหาขึ้นอย่างมากด้วยการเป็นกรดของมหาสมุทร โพรงทางธรณีวิทยาได้รับการพิจารณาในขณะนี้ว่าเป็นสถานที่แยกเก็บก๊าซที่ให้ความหวังมากที่สุด ห้องปฏิบัติการทางเทคโนโลยีพลังงานแห่งชาติ (NETL) รายงานว่าทวีปอเมริกาเหนือมีความจุของการจัดเก็บมากพอสำหรับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่มีมูลค่าการผลิตตามอัตราในปัจจุบันถึงกว่า 900 ปี ปัญหาทั่วไปก็คือการคาดการณ์ในระยะยาวเกี่ยวกับการรักษาความปลอดภัยของการจัดเก็บใต้ทะเลลึกหรือใต้ดินเป็นเรื่องยากมากและมีความไม่แน่นอน และยังคงมีความเสี่ยงที่ CO₂ อาจจะรั่วไหลออกสู่ชั้นบรรยากาศ

การดักจับ

บทความหลัก: ตัวฟอกคาร์บอนไดออกไซด์, การดักจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศและถ่านหินสะอาด

การดักจับ CO₂ น่าจะมีประสิทธิภาพมากที่สุดในจุดที่เป็นแหล่งกำเนิด เช่นโรงไฟฟ้าพลังงานฟอสซิลขนาดใหญ่หรือโรงไฟฟ้าพลังงานชีวมวล หรือโรงงานอุตสาหกรรมที่มีการปล่อย CO₂ เป็นหลัก หรือในกระบวนการแปรรูปก๊าซธรรมชาติ หรือโรงงานผลิตเชื้อเพลิงสังเคราะห์ ((อังกฤษ: Synthetic fuel (synfuel)) หมายถึงเชื้อเพลิงเหลว หรือบางครั้งเป็นก๊าซ ที่ได้มาจากก๊าซสังเคราะห์ กับส่วนผสมของคาร์บอนมอน็อกไซด์และไฮโดรเจน ก๊าซสังเคราะห์จะได้มาจากกระบวนการเปลี่ยนของแข็งเช่นถ่านหินหรือชีวมวลให้เป็นก๊าซ หรือจากการแปรรูปก๊าซธรรมชาติ)และโรงงานผลิตไฮโดรเจนจากเชื้อเพลิงฟอสซิล การสกัด(หรือการกู้คืน) CO₂ จากอากาศก็เป็นไปได้ แต่ไม่ได้ในทางปฏิบัติอย่างมาก ความเข้มข้นของ CO₂ จะลดลงอย่างรวดเร็วถ้าไกลออกไปจากแหล่งกำเนิด ความเข้มข้นที่ต่ำลงจะไปเพิ่มปริมาณการไหลของมวลอากาศที่จะต้องทำการดักจับ (ต่อตันของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่สกัดได้)

CO₂ เข้มข้นที่ได้จากการเผาไหม้ถ่านหินในออกซิเจนจะค่อนข้างบริสุทธิ์ และสามารถเข้าสู่การแปรรูปได้โดยตรง สิ่งสกปรกในสายธาร CO₂ อาจมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อพฤติกรรมของขั้นตอนของพวกมันและอาจก่อให้เกิดภัยคุกคามที่สำคัญต่อการกัดกร่อนที่เพิ่มขึ้นของท่อและวัสดุที่ทำบ่อ ในกรณีที่สิ่งสกปรกมี CO₂ ปนอยู่และโดยเฉพาะอย่างยิ่งมีการดักจับอากาศ กระบวนการฟอก (อังกฤษ: scrubbing process) จะต้องนำมาใช้

สิ่งมีชีวิตที่ผลิตเอทานอลโดยการหมักจะสร้าง CO₂ ที่เย็นและบริสุทธิ์เป็นหลักจะสามารถถูกสูบไปเก็บไว้ใต้ดินได้ การหมักจะผลิต CO₂ น้อยกว่าเอทานอลโดยน้ำหนักเพียงเล็กน้อย

อย่างกว้างๆ มีเทคโนโลยีสำหรับการฟอกอยู่สามประเภทที่แตกต่างกัน ได้แก่: หลังการเผาไหม้, ก่อนการเผาไหม้และการเผาไหม้แบบ oxyfuel

• ใน'การดักจับแบบหลังการเผาไหม้' CO₂ จะถูกกำจัดออกหลังจากการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงฟอสซิล - การดำเนินการแบบนี้จะนำไปใช้กับโรงไฟฟ้าที่เผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล ในโรงไฟฟ้าดังกล่าวก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จะถูกดักจับจากก๊าซที่ปล่องควัน (อังกฤษ: flue gas) ที่โรงไฟฟ้าหรือจากแหล่งที่มาขนาดใหญ่อื่น ๆ เทคโนโลยีนี้เป็นที่เข้าใจกันดีและขณะนี้ถูกนำมาใช้ในงานอุตสาหกรรมอื่น ๆ แม้ว่าจะไม่ได้อยู่ในระดับเดียวกันกับที่ใช้กับโรงไฟฟ้าในเชิงพาณิชย์
• เทคโนโลยีสำหรับ'ก่อนการเผาไหม้'ได้ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในโรงงานผลิตปุ๋ยเคมี ผลิตก๊าซเชื้อเพลิง (H₂, CH₄) และการผลิตไฟฟ้า ในกรณีเหล่านี้ เชื้อเพลิงฟอสซิลจะถูกออกซิไดซ์บางส่วน เช่นในเครื่องเปลี่ยนเป็นก๊าซ (อังกฤษ: gasifier) ก๊าซสังเคราะห์ (อังกฤษ: syngas) (CO และ H₂) ที่ได้จะถูกเลื่อน (อังกฤษ: Water gas shift reaction (shifted)) ให้เป็น CO₂ และ H₂. CO₂ ที่ได้นี้จะถูกดักจับจากกระแสไอเสียที่ค่อนข้างบริสุทธิ์ ส่วน H₂ ตอนนี้ก็สามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงได้ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จะถูกกำจัดออกก่อนที่การเผาไหม้จะเกิดขึ้น มีหลายข้อดีและข้อเสียเมื่อเทียบกับการดักจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์แบบหลังการเผาใหม้ที่ใช้กันทั่วไป CO₂ สามารถถูกกำจัดออกหลังจากการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงฟอสซิล แต่ก่อนที่ก๊าซจะขยายไปสู่​​ความดันบรรยากาศ วิธีการนี​​้จะนำไปใช้กับโรงไฟฟ้าที่เผาเชื้อเพลิงฟอสซิลสร้างใหม่หรือโรงไฟฟ้าที่มีอยู่เดิมแต่วิธีการจ่ายเชื้อเพลิงยังเป็นตัวเลือก การดักจับก่อนการขยายตัว เช่นจากก๊าซแรงดันสูงเป็นมาตรฐานในเกือบทุกกระบวนการจับ CO₂ ทางอุตสาหกรรมในระดับเดียวกับที่ใช้ในโรงไฟฟ้​​าสาธารณูปโภค

• ใน'การเผาไหม้แบบ oxy-fuel' เชื้อเพลิงจะถูกเผาไหม้ในออกซิเจนแทนที่จะเป็นอากาศ เพื่อจำกัดอุณหภูมิของเปลวไฟที่เกิดขึ้นให้อยู่ในระดับที่พบทั่วไปในระหว่างการเผาไหม้ธรรมดา ก๊าซปล่องควันที่ถูกทำให้เย็นลงจะหมุนเวียนและถูกฉีดเข้าไปในห้องเผาไหม้ ก๊าซปล่องควันจะประกอบด้วยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และไอน้ำเป็นส่วนใหญ่ ไอน้ำจะถูกควบแน่นโดยการทำให้เย็น ผลที่ได้คือกระแสก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกือบจะบริสุทธิ์ที่สามารถเคลื่อนย้ายไปยังสถานที่จัดเก็บและจะถูกเก็บเอาไว้ โรงไฟฟ้​​าที่มีกระบวนการที่ขึ้นอยู่กับการเผาไหม้แบบ oxyfuel บางครั้งจะถูกเรียกว่ามีวัฏจักร "การปล่อยเป็นศูนย์" เพราะ CO₂ ที่เก็บเอาไว้ไม่ได้เป็นส่วนย่อยที่ถูกกำจัดออกจากกระแสก๊าซปล่องควัน (อย่างเช่นในกรณีของการดักจับก่อนและหลังการเผาไหม้) แต่มันเป็นตัวกระแสก๊าซปล่องควันเอง ส่วนย่อยที่แน่นอนของ CO₂ ที่เกิดขึ้นในระหว่างการเผาไหม้จะจบลงอย่างไม่มีทางหลีกเลี่ยงได้ในน้ำที่ควบแน่น ในการที่จะรับประกันป้ายที่แจ้งว่า "การปล่อยเป็นศูนย์" น้ำจะต้องได้รับการบำบัดหรือกำจัดอย่างเหมาะสม เทคนิคมีแนวโน้มที่ดี แต่ขั้นตอนการแยกอากาศในช่วงเริ่มต้นมีความต้องการพลังงานมาก

อีกวิธีหนึ่งที่อยู่ระหว่างการพัฒนาคือการเผาไหม้สารเคมีวนลูป (อังกฤษ: chemical looping combustion (CLC)) การวนลูปทางเคมีจะใช้โลหะออกไซด์เป็นตัวขนส่งออกซิเจนแข็ง อนุภาคโลหะออกไซด์จะทำปฏิกิริยากับเชื้อเพลิงแข็งหรือเหลวหรือก๊าซใน'ห้องเผาไหม้ที่ทำเป็นเตียงของไหล' (อังกฤษ: fluidized bed combustor) เพื่อผลิตอนุภาคโลหะที่เป็นของแข็งและส่วนผสมของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์กับไอน้ำ ไอน้ำจะถูกควบแน่น จนได้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์บริสุทธิ์ซึ่งจากนั้นจะสามารถนำไปแยกเก็บได้ อนุภาคโลหะแข็งจะถูกหมุนเวียนไปยังอีกเตียงของไหลหนึ่งที่พวกมันจะทำปฏิกิริยากับอากาศ, ผลิตความร้อนออกมาและสร้างอนุภาคโลหะออกไซด์ขึ้นใหม่ที่ถูกหมุนเวียนเข้าไปใหม่ที่ห้องเผาไหม้ที่ทำเป็นเตียงของไหล การแปรเปลี่ยนของการวนลูปทางเคมีเป็นการวนลูปแคลเ​​ซียมซึ่งใช้การคาร์บอเนชั่นแบบสลับแล้วทำ calcination กับตัวขนส่งที่ทำจากแคลเซียมออกไซด์ตามวิธีการของการดักจับ CO₂

มีข้อเสนอทางวิศวกรรมไม่มากในการดักจับ CO2 โดยตรงจากอากาศ ซึ่งยากมากขึ้น แต่งานในลักษณะนี้ยังอยู่ในวัยเยาว์ ค่าใช้จ่ายในการดักจับนั้นคาดว่าจะสูงกว่าดักจับจากแหล่งกำเนิด แต่อาจจะเป็นไปได้ในการจัดการกับก๊าซที่ปล่อยจากแหล่งผลิตเช่นรถยนต์และอากาศยาน ในทางทฤษฎีแล้วพลังงานที่จำเป็นสำหรับการดักจับทางอากาศมีมากกว่าการดักจับจากแหล่งกำเนิดเพียงเล็กน้อย ค่าใช้จ่ายที่เพิ่มขึ้นจะมาจากอุปกรณ์ที่ใช้การไหลของอากาศตามธรรมชาติ เทคโนโลยีการวิจัยทั่วโลกแสดงให้เห็นถึงต้นแบบขั้นต้นของเทคโนโลยีการดักจับทางอากาศในปี 2007

การกำจัด CO₂ จากบรรยากาศเป็นรูปแบบของวิศวกรรมสภาพภูมิอากาศโดยการฟื้นฟูก๊าซเรือนกระจก บางรายงานของสื่อ ได้แนะนำว่าเทคนิคประเภทนี้ ถ้าใช้คู่กับเทคโนโลยีการกักเก็บคาร์บอนที่มีประสิทธิภาพ อาจจะนำเสนอโซลูชั่นที่ครบวงจรให้กับภาวะโลกร้อน

มันเป็นเรื่องปกติท​​ี่จะเห็นเทคนิคดังกล่าวที่นำเสนอสำหรับการดักจับอากาศมากกว่าสำหรับการบำบัดก๊าซปล่องควัน การดักจับและการเก็บรักษาก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้มีการนำเสนอมากกว่าปกติให้กับโรงไฟฟ้าที่เผาไหม้ถ่านหินในออกซิเจนที่สกัดได้จากอากาศ ซึ่งหมายความว่า CO₂ มีความเข้มข้นสูงและขั้นตอนการฟอกไม่จำเป็นต้องใช้ อ้างถึงศูนย์ทรัพยากรพลังงาน Wallula ในรัฐวอชิงตัน โดยการเปลี่ยนถ่านหินให้เป็นก๊าซ มันก็เป็นไปได้ที่จะดักจับประมาณ 65% ของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ฝังอยู่ในถ่านหินนั้นและเก็บกักมันไว้ในรูปของแข็ง

การขนส่ง

หลังจากที่ดักจับได้แล้ว CO₂ จะต้องมีการเคลื่อนย้ายไปยังสถานที่จัดเก็บที่เหมาะสม การขนส่งนี้จะกระทำโดยใช้ท่อ ซึ่งโดยทั่วไปรูปแบบของการขนส่งที่ถูกที่สุด ในปี 2008 มีประมาณ 5,800 กม. ของท่อขนส่ง CO₂ ในสหรัฐอเมริกาที่ใช้ในการขนส่งก๊าซ CO₂ ไปยังเขตการผลิตน้ำมันในที่ซึ่งมันจะถูกฉีดเข้าไปในทุ่งน้ำมันเก่าเพื่อสกัดน้ำมัน การฉีด CO₂ เพื่อผลิตน้ำมันโดยทั่วไปจะถูกเรียกว่าการสูบน้ำมันอย่างก้าวหน้าหรือ (อังกฤษ: Enhanced Oil Recovery (EOR)) นอกจากนี้ยังมีหลายโครงการนำร่องในขั้นตอนต่างๆเพื่อทดสอบการจัดเก็บในระยะยาวของ CO₂ ในโพรงใต้ดินที่ไม่ใช่สำหรับการผลิตน้ำมัน

อ้างถึงสำนักบริการงานวิจัยของสภาสูง "มีคำถามสำคัญที่ยังไม่มีคำตอบเกี่ยวกับกฏระเบียบของเครือข่ายและการควบคุมทางเศรษฐกิจของระบบท่อขนส่ง, การชดเชยค่าใช้จ่ายด้านสาธารณูปโภค, การจำแนกกฎระเบียบของตัว CO₂ เองและความปลอดภัยของระบบท่อ นอกจากนี้ เนื่องจากท่อขนส่ง CO₂ สำหรับใช้ในการสูบน้ำมันอย่างก้าวหน้าได้อยู่ในการใช้งานแล้วในวันนี้ การตัดสินใจด้านนโยบายที่มีผลกระทบต่อระบบท่อขนส่ง CO₂ จะกระทำการกับสิ่งเร่งด่วนที่ไม่เป็นที่รู้จักโดยส่วนมาก การจัดหมวดหมู่ของรัฐบาลกลางของ CO₂ ที่เป็นทั้งสินค้าโภคภัณฑ์ (โดยสำนักการจัดการที่ดิน) และเป็นสารมลพิษ (โดยหน่วยงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อม) อาจสร้างความขัดแย้งทันที ซึ่งอาจจำเป็นต้องได้รับการแก้ไขไม่แต่เพียงเพื่อประโยชน์ในการติดตั้งระบบ CCS ในอนาคต แต่ยังเพื่อให้มั่นใจว่า CCS ในอนาคตจะมีความสอดคล้องกับการดำเนินงานระบบท่อส่งก๊าซ CO₂ ในวันนี้"

เรือยังสามารถนำมาใช้สำหรับการขนส่งในกรณีที่การขนส่งทางท่อไม่สามารถทำได้ วิธีการเหล่านี้ถูกนำมาใช้ในขณะนี้สำหรับการขนส่งก๊าซ CO₂ สำหรับการใช้ในแอปฯอื่น ๆ

การกักเก็บ

บทความหลัก: การกักเก็บคาร์บอน

มีความคิดในรูปแบบต่าง ๆ สำหรับการจัดเก็บ CO₂ อย่างถาวร รูปแบบเหล่านี้รวมถึงการจัดเก็บก๊าซในโพรงใต้ดินที่ก่อตัวทางธรณีวิทยาต่างๆในระดับลึก (รวมถึงโพรงบ่อเกลือและแหล่งเก็บก๊าซที่ก๊าซหมดแล้ว) และการจัดเก็บที่เป็นของแข็งโดยการนำ CO₂ ไปทำปฏิกิริยากับออกไซด์ของโลหะเพื่อผลิตคาร์บอเนตที่มีเสถียรภาพ

การจัดเก็บทางธรณีวิทยา

ยังเป็นที่รู้จักว่าเป็นการจัดเก็บทางภูมิศาสตร์ (อังกฤษ: geo-sequestration) วิธีการนี​​้เกี่ยวข้องกับการฉีดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์โดยทั่วไปในรูปแบบของของเหลวสุดยอดวิกฤต (อังกฤษ: supercritical fluid) โดยตรงเข้าในโพรงที่ก่อตัวทางธรณีวิทยาใต้ดิน เช่นทุ่งน้ำมัน, ทุ่งก๊าซ, โพรงบ่อเกลือ, แนวชั้นหินถ่านหินที่ทำเป็นเหมืองไม่ได้ และโพรงบะซอลที่เต็มไปด้วยน้ำเกลือ กลไกกับดักทางกายภาพ (เช่นหินแข็งที่มีความซึมผ่านได้ต่ำ) และทางธรณีเคมีต่างๆจะป้องกันไม่ให้ก๊าซ CO₂ จากการหลบหนีไปยังพื้นผิวด้านบน

CO₂ บางครั้งจะถูกฉีดเข้าไปในแหล่งน้ำมันที่ปริมาณลดลงเพื่อเพิ่มปริมาณการผลิตน้ำมันในเทคนิคที่เรียกว่าการสูบน้ำมันแบบก้าวหน้า ประมาณ 30-50 ล้านเมตริกตันของ CO₂ จะถูกฉีดเป็นประจำทุกปีในประเทศสหรัฐอเมริกาเข้าไปในแหล่งน้ำมันที่ลดลง ตัวเลือกนี้เป็นที่น่าสนใจเพราะธรณีวิทยาของแหล่งไฮโดรคาร์บอนมีความเข้าใจกันโดยทั่วไปเป็นอย่างดีและค่าใช้จ่ายในการจัดเก็บอาจมีการชดเชยบางส่วนได้จากการขายที่เพิ่มขึ้นของน้ำมันที่มีการสูบขึ้นมา ​​ข้อเสียของแหล่งน้ำมันเก่าก็เนื่องมาจากกระจายตัวทางภูมิศาสตร์ของพวกมันและปริมาณความจุที่จำกัดของพวกมัน เช่นเดียวกับความจริงที่ว่าการเผาไหม้ของน้ำมันที่กู้คืนมาได้จะชดเชยการลดลงในการปล่อย CO₂ ได้อย่างมากหรือทั้งหมด

แนวชั้นหินถ่านหินที่ทำเป็นเหมืองไม่ได้สามารถนำมาใช้ในการจัดเก็บ CO₂ เพราะโมเลกุลของ CO₂ จะติดไปกับพื้นผิวของถ่านหิน อย่างไรก็ตาม ความเป็นไปได้ทางเทคนิคจะขึ้นอยู่กับความซึมผ่านของแปลงถ่านหิน ในขั้นตอนของการดูดซึม ถ่านหินจะปล่อยก๊าซมีเทนที่ถูกดูดซึมไว้ก่อนหน้านี้และก๊าซมีเทนสามารถถูกกู้คืนได้ (ขบวนการกู้คืนมีเทนจากแปลงถ่านหินแบบก้าวหน้า) การขายก๊าซมีเทนสามารถใช้ในการชดเชยส่วนของค่าใช้จ่ายในการจัดเก็บ CO₂ อย่างไรก็ตาม การเผาไหม้ก๊าซมีเทนที่ได้จะลบล้างบางส่วนของประโยชน์ของการจัดเก็บ CO₂ เดิม

โพรงน้ำเกลือจะมีน้ำเกลือแร่ธาตุสูง และมีการพิจารณาว่าไม่มีประโยชน์ต่อมนุษย์ ชั้นหินอุ้มน้ำเกลือจะนำมาใช้สำหรับการจัดเก็บของเสียสารเคมีในบางกรณี ข้อดีหลักของชั้นหินอุ้มน้ำเกลือเป็นปริมาณการจัดเก็บที่มีศักยภาพของพวกเขามีขนาดใหญ่และมันเกิดขึ้นทั่วไปของพวกมัน ข้อเสียที่สำคัญของชั้นหินอุ้มน้ำเกลือคือไม่ค่อยเป็นที่รู้จักกันโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเทียบกับแหล่งน้ำมัน เพื่อให้ค่าใช้จ่ายในการจัดเก็บที่ยอมรับ การสำรวจธรณีฟิสิกส์อาจถูกจำกัด ส่งผลให้เกิดความไม่แน่นอนเกี่ยวกับโครงสร้างชั้นหิน ซึ่งแตกต่างจากการจัดเก็บในแหล่งน้ำมันหรือแปลงถ่านหิน ไม่มีผลิตภัณฑ์ด้านข้างที่จะชดเชยค่าใช้จ่ายการจัดเก็บ การรั่วไหลของก๊าซ CO₂ กลับเข้ามาในบรรยากาศอาจจะมีปัญหาในการจัดเก็บในชั้นหินอุ้มน้ำเกลือ อย่างไรก็ตาม การวิจัยในปัจจุบันแสดงให้เห็นว่า 'กลไกการวางกับดัก' เช่นการวางกับดักแบบโครงสร้าง, การวางกับดักแบบส่วนย่อย, การวางกับดักแบบละลายได้และการวางกับดักแบบแร่จะสามารถทำให้ CO₂ ที่อยู่ใต้ดินหมดความสามารถในการเคลื่อนที่และลดความเสี่ยงของการรั่วไหล

การสูบน้ำมันแบบก้าวหน้า

การสูบน้ำมันแบบก้าวหน้า (อังกฤษ: Enhanced oil recovery (EOR)) เป็นคำทั่วไปสำหรับเทคนิคที่ใช้เพื่อเพิ่มปริมาณน้ำมันดิบที่สามารถสกัดได้จากทุ่งน้ำมัน ในการดักจับและกักเก็บคาร์บอนสำหรับกระบวนการสูบน้ำมันแบบก้าวหน้า (CCS EOR) นี้ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จะถูกฉีดเข้าไปในทุ่งน้ำมันที่จะทำการสูบน้ำมันที่มักจะไม่เคยถูกสูบขึนมาโดยใช้วิธีการแบบดั้งเดิมที่ดีกว่า

การพัฒนาและการผลิตน้ำมันดิบในแหล่งเก็บน้ำมันของสหรัฐอเมริกามีสามขั้นตอนที่แตกต่างกัน ได้แก่การสูบ (อังกฤษ: recover) ขั้นประถม ขั้นที่สองและขั้นที่สาม (หรือขั้นก้าวหน้า) ในระหว่างการสูบขั้นต้น เพียงประมาณร้อยละ 10 เท่านั้นของน้ำมันในแหล่งเก็บที่สามารถผลิตได้โดยทั่วไป เทคนิคการสูบขั้นที่สองสามารถยืดอายุการผลิตของแหล่งเก็บโดยทั่วไปโดยการฉีดน้ำหรือก๊าซเพื่อแทนที่น้ำมันและผลักมันไปยังหลุมเจาะการผลิต (อังกฤษ: production wellbore) ส่งผลให้ทำการสูบขึ้นมาได้ร้อยละ 20 ถึง 40 ของน้ำมันที่มีอยู่เดิมในแหล่งเก็บ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากน้ำมันที่ง่ายต่อการผลิตจากทุ่งน้ำมันสหรัฐมีอยู่มาก ผู้ผลิตได้พยายามกู้คืนหลายระดับที่ก้าวหน้าหรือใช้เทคนิคการสูบน้ำมันแบบก้าวหน้า (EOR) เพื่อเพิ่มโอกาสการผลิตให้ทำได้ถึงร้อยละ 30 ถึง 60 หรือมากกว่าของน้ำมันที่มีอยู่เดิมในแหล่งเก็บ

ตัวอย่างหนึ่งของโครงการที่จะใช้ CCS EOR ก็คือโครงการ Kemper ในรัฐมิสซิสซิปปี้ เนื่องจากโครงการ Kemper อยู่ใกล้เคียงกับทุ่งน้ำมัน, ผลพลอยได้ที่เป็นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากการผลิตกระแสไฟฟ้าจะถูกส่งไปยังแหล่งน้ำมันที่อยู่ใกล้เคียงเพื่อใช้ทำ EOR

การจัดเก็บในมหาสมุทร

ในอดีต มีการแนะนำว่า CO₂ สามารถกักเก็บไว้ในมหาสมุทรได้ แต่วิธีนี้มีแต่จะทำให้ความเป็นก​​รดของมหาสมุทรเลวร้ายมากขึ้น และเป็นการกระทำที่ผิดกฎหมายภายใต้กฎระเบียบเฉพาะ การจัดเก็บในมหาสมุทรถือเป็นสิ่งทีเป็นไปไม่ได้อีกต่อไป

การจัดเก็บในรูปแร่

ในขั้นตอนนี้ CO₂ จะมีปฏิกิริยาแบบ exothermic กับออกไซด์ของโลหะที่มีอยู่ ซึ่งจะผลิตสารคาร์บอเนตที่มีเสถียรภาพ (เช่นแคลเซียมคาร์บอเนต และ magnesite) กระบวนการนี​​้จะเกิดขึ้นตามธรรมชาติเป็นเวลาหลายปีและเป็นผู้รับผิดชอบต่อปริมาณจำนวนมากของหินปูนบนพื้นผิวของโลก ความคิดของการใช้ Olivine ได้รับการส่งเสริมจากนักธรณีเคมี ศาสตาจารย์ Schuiling อัตราการเกิดปฏิกิริยาสามารถทำให้เร็วขึ้นได้ ตัวอย่างเช่น กับตัวเร่งปฏิกิริยา หรือโดยการทำปฏิกิริยาที่อุณหภูมิและ/หรือแรงกดดันที่สูงหรือโดยการบำบัดแร่ธาตุล่วงหน้า แม้ว่าวิธีการนี้ต้องใช้พลังงานเพิ่มเติม IPCC ประมาณการว่าโรงไฟฟ้าหนึ่งโรงที่ติดตั้ง CCS แบบการจัดเก็บในรูปแร่จะต้องการพลังงานมากกว่าโรงไฟฟ้​​าที่ไม่ได้ติดตั้ง CCS ถึง 60-180%

เศรษฐศาสตร์ของการทำให้เป็นแร่คาร์บอเนทในตอนนี้กำลังถูกทดสอบในโครงการโรงไฟฟ้านำร่องครั้งแรกของโลกที่มีฐานอยู่ในนิวคาสเซิล, ออสเตรเลีย เทคนิคใหม่สำหรับการเปิดใช้งานและปฏิกิริยาของแร่ได้รับการพัฒนาโดยกลุ่ม GreenMag และมหาวิทยาลัยแห่งนิวคาสเซิลและได้รับการสนับสนุนทางการเงินโดยรัฐบาลแห่งนิวเซาธ์เวลส์และรัฐบาลออสเตรเลียที่จะเปิดดำเนินการในปี 2013

ในปี 2009 มีรายงานว่านักวิทยาศาสตร์ได้กำหนดพื้นที่ 6,000 ตารางไมล์ (16,000 กิโลเมตร²) ของโพรงหินในสหรัฐอเมริกาที่สามารถนำมาใช้ในการเก็บก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้ถึง 500 เท่าของปริมาณที่สหรัฐปล่อยต่อปี การศึกษาหนึ่งเกี่ยวกับการเก็บกักแร่ในสหรัฐอเมริกาชี้ว่า :

การกักเก็บคาร์บอนโดยให้ทำปฏิกิริยากับ Ca และ Mg ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติที่ประกอบด้วยแร่ธาตุที่มี CO₂ เพื่อก่อตัวเป็นสารคาร์บอเนตมีข้อได้เปรียบที่ไม่ซ้ำใครจำนวนมาก ที่ชัดเจนที่สุดได้แก่ความจริงที่ว่าสารคาร์บอเนตมีสภาวะพลังงานต่ำกว่า CO₂ ซึ่งเป็นเหตุผลที่ว่าทำไมการทำให้เป็นแร่คาร์บอเนตเป็นที่น่าพอใจแบบอุณหพลศาสตร์และเกิดขึ้นได้ตามธรรมชาติ (เช่นทำให้หินผ่านสภาพดินฟ้าอากาศตลอดหลายช่วงเวลาทางธรณีวิทยา) ประการที่สองวัตถุดิบเช่นแร่ธาตุที่มีแมกนีเซียมมีความอุดมสมบูรณ์ ประการสุดท้ายคาร์บอเนตที่ผลิตได้มีความมั่นคงอย่างไม่สามารถถกเถียงได้และดังนั้นการปล่อย CO₂ ซ้ำอีกครั้งสู่ชั้นบรรยากาศจึงไม่เป็นประเด็น อย่างไรก็ตาม เส้นทางของการทำให้เป็นคาร์บอเนตแบบธรรมดาจะเป็นไปได้ช้าภายใต้อุณหภูมิและความดันโดยรอบ ความท้าทายที่สำคัญที่มีการพูดถึงจากความพยายามแบบนี้ก็คือการระบุเส้นทางการทำให้เป็นคาร์บอเนตที่เป็นไปได้ด้านอุตสาหกรรมและสิ่งแวดล้อมที่จะช่วยให้การเก็บกักในรูปของแร่ที่จะมีการดำเนินการที่มีความประหยัดที่ยอมรับได้

ตารางต่อไปนี้แสดงออกไซด์ของโลหะหลักของเปลือกโลก ในทางทฤษฎีแล้ว มวลแร่ธาตุนี้สามารถที่จะสร้างเป็นคาร์บอเนตได้สูงสุดถึง 22%

อ๊อกไซด์ในโลก	เปอร์เซ็นต์ของเปลือกโลก	คาร์บอเนต	การเปลี่ยนเอนทาลปี (kJ/mol)
SiO2	59.71
Al2O3	15.41
CaO	4.90	Calcium carbonate (CaCO3)	-179
MgO	4.36	Magnesium carbonate (MgCO3)	-118
Sodium oxide (Na2O)	3.55	Sodium carbonate (Na2CO3)	-322
FeO	3.52	Iron carbonate (FeCO3)	-85
Potassium oxide (K2O)	2.80	Potassium carbonate (K2CO3)	-393.5
Fe2O3	2.63	FeCO3	112
	21.76	คาร์บอเนตทั้งหมด

หางแร่ของเหมืองอัลตราเมฟิก (อังกฤษ: ultramafic mine tailings) เป็นแหล่งพร้อมใช้งานของออกไซด์ของโลหะละเอียดที่สามารถทำหน้าที่เป็นที่ฝังคาร์บอนเทียมเพื่อลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสุทธิในอุตสาหกรรมเหมืองแร่ การเร่งให้ทำการจัดเก็บ CO₂ เฉื่อยโดยการทำแร่ให้เป็นคาร์บอเนตอาจจะประสบความสำเร็จผ่านกระบวนการจุลินทรีย์ที่ช่วยเพิ่มการสลายแร่ธาตุและการตกตะกอนคาร์บอเนต

ความต้องการพลังงาน

ความต้องการพลังงานของกระบวนการจัดเก็บอาจมีนัยสำคัญ หนึ่งในเอกสารชี้ว่าการจัดเก็บจะบริโภคพลังงานถึงร้อยละ 25 ของกำลังการผลิตของโรงไฟฟ้าขนาด 600 เมกะวัตต์

หลังจากที่เพิ่มการดักจับและการบีบอัด CO₂ ความจุของโรงไฟฟ้​​าถ่านหินจะลดลงอยู่ที่ 457 เมกะวัตต์

การรั่วไหล

ความกังวลที่สำคัญกับ CCS คือว่าการรั่วไหลของ CO₂ ที่ถูกเก็บไว้จะลดค่าของ CCS ในการเป็นตัวเลือกของการบรรเทาผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงทางภูมิอากาศหรือไม่ สำหรับสถานที่จัดเก็บทางธรณีวิทยาที่ถูกเลือก, ได้รับการออกแบบและบริหารมาแล้วอย่างดี IPCC คาดการณ์ว่าความเสี่ยงทั้งหลายจะเปรียบเทียบได้เท่าเทียมกับพวกที่เกี่ยวข้องกับกิจกรรมไฮโดรคาร์บอนในปัจจุบัน แม้ว่าบางคนอาจตั้งคำถามถึงสมมติฐานนี้ว่าเป็นการอ้างอิงที่ไม่มีหลักเกณฑ์ที่ขาดประสบการณ์ในการจัดเก็บระยะยาวเช่นนั้น CO₂ จะถูกขังอยู่เป็นล้าน ๆ ปีและถึงแม้ว่าจะมีการรั่วไหลเกิดขึ้นบ้างผ่านชั้นดินขึ้นไป สถานที่จัดเก็บที่ถูกเลือกไว้อย่างดีมีแนวโน้มที่จะเก็บกักได้มากกว่า 99% ของ CO₂ ที่ฉีดลงไปได้มากกว่า 1000 ปี การรั่วไหลผ่านท่อฉีดเป็นความเสี่ยงมากกว่าเสียอีก

แม้ว่าท่อฉีดมักจะมีการป้องกันด้วยวาล์วที่ไ​​ม่ย้อนกลับเพื่อป้องกันไม่ให้ก๊าซไหลกลับตอนไฟฟ้าดับก็ตาม มันยังคงมีความเสี่ยงที่ท่อสามารถฉีกขาดและรั่วเนื่องจากความดัน เหตุการณ์ที่เกิดขึ้นที่ Berkel en Rodenrijs ในเดือนธันวาคม 2008 เป็นตัวอย่างหนึ่งที่ปล่อย CO₂ ปริมาณปานกลางจากท่อใต้สะพานส่งผลให้เกิดการเสียชีวิตของเป็ดบางตัวที่อาศัยอยู่ใต้นั้น เพื่อที่จะวัดการรั่วไหลของคาร์บอนเนื่องจากอุบัติเหตุอย่างถูกต้องมากขึ้นและเพื่อลดความเสี่ยงจากการเสียชีวิตเนื่องจากการรั่วไหลชนิดนี้ มีการเสนอให้มีการติดตั้งเครื่องมือวัดการแจ้งเตือน CO₂ รอบบริเวณโครงการ ความผิดปกติของระบบดับเพลิงอุตสาหกรรมก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในคลังสินค้าขนาดใหญ่ทำให้มีการรั่วไหล CO₂ ออกมาและประชาชน 14 รายทรุดตัวลงกับพื้นบนถนนสาธารณะใกล้เคียง การรั่วไหลของ CO₂ จากเหมืองเกลือสามารถทำให้ประชาชนเสียชีวิตในรศมี 300 เมตร

ในปี 1986 การรั่วไหลขนาดใหญ่ของ CO₂ ที่ถูกเก็บกักไว้ตามธรรมชาติออกมาจากทะเลสาบ Nyos ในประเทศแคเมอรูน และทำให้ประชาชนหมดสติไป 1,700 คน ในขณะที่คาร์บอนได้รับการจัดเก็บตามธรรมชาติ บางคนชี้ไปที่เหตุการณ์ที่เป็นหลักฐานสำหรับผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นจากภัยพิบัติของการเก็บกับคาร์บอนแบบเทียม ภัยพิบัติที่ทะเลสาบ Nyos เป็นผลมาจากเหตุการณ์ภูเขาไฟที่ปล่อยออกมาทันทีมากถึงหนึ่งลูกบาศก์กิโลเมตรของก๊าซ CO₂ จากบ่อของ CO₂ ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติภายใต้ทะเลสาบในหุบเขาลึกแคบ ๆ สถานที่ตั้งของบ่อ CO₂ นี้ไม่ได้เป็นสถานที่ที่คนจะสามารถฉีดหรือจัเก็บ CO₂ และบ่อนี้ไม่เป็นที่รู้จักหรือไม่ได้มีการตรวจสอบจนกระทั่งหลังการเกิดภัยพิบัติทางธรรมชาติ

สำหรับการจัดเก็บในมหาสมุทร, การจัดเก็บ CO₂ จะขึ้นอยู่กับความลึก IPCC ประมาณว่าจะเหลือเพียง 30-85% ของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ถูกเก็บไว้จะถูกกักขังไว้หลังจาก 500 ปีที่ความลึก 1,000-3,000 เมตร การจัดเก็บแร่ไม่ได้พิจารณาถึงความเสี่ยงใด ๆ ที่เกิดจากการรั่วไหล IPCC แนะนำว่าข้อจำกัดควรกำหนดปริมาณการรั่วไหลที่สามารถเกิดขึ้นได้ ซึ่งการกำหนดเช่นนี้อาจตัดทิ้งการจัดเก็บในมหาสมุทรในการเป็นตัวเลือก

ในกรณีของมหาสมุทรลึก (ประมาณ 400 บาร์หรือ 40 เมกะปาสคาล, 280 K) การผสมระหว่างน้ำกับ CO₂ (ลิตร) อยู่ในระดับต่ำ'มาก' (ในจุดที่การก่อเกิดคาร์บอเนต/การเปลี่ยนเป็นกรด เป็นอัตราที่มีขั้นตอนจำกัด) แต่การก่อตัวของไฮเดรตของน้ำกับ CO₂ ซึ่งเป็นกลุ่มน้ำของแข็งที่ล้อมรอบ CO₂ ขนิดหนึ่ง เกิดขึ้นได้ง่าย

เพื่อตรวจสอบให้มากขึ้นด้านความปลอดภัยของการเก็บกัก CO₂, สามารถศึกษาได้จากแหล่งก๊าซธรรมชาติ Sleipner ของนอร์เวย์ เนื่องจากมันเป็นโรงไฟฟ้าที่เก่าแก่ที่สุดที่เก็บ CO₂ ในระดับอุตสาหกรรม ตามการประเมินด้านสิ่งแวดล้อมของแหล่งก๊าซธรรมชาติซึ่งได้ทำการประเมินหลังจากสิบปีของการดำเนินงาน ผู้เขียนยืนยันว่า การเก็บกักใต้ดิน (อังกฤษ: geosequestration) ของ CO₂ เป็นรูปแบบที่ชัดเจนที่สุดของการจัดเก็บ'ทางธรณีวิทยา'อย่างถาวรของ CO₂:

ข้อมูลทางธรณีวิทยาที่มีจะแสดงการหายไปของเหตุการณ์เปลือกโลกที่สำคัญ (อังกฤษ: major tectonic events) หลังจากการสะสมทับถมของการก่อตัวที่ Utsira นอร์เวย์ [อ่างเก็บน้ำเกลือ] นี่ก็หมายความเป็นนัยว่าสภาพแวดล้อมทางธรณีวิทยามีความมั่นคงแบบธรณีวิทยาแปรสัณฐาน (อังกฤษ: tectonically stable) และเป็นสถานที่ที่เหมาะสมสำหรับการจัดเก็บก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ การเป็นกับดักแบบสารละลายเป็นรูปแบบที่ถาวรและมีความปลอดภัยมากที่สุดในการจัดเก็บใต้พื้นธรณี

ในเดือนมีนาคม 2009 บริษัท StatoilHydro เผยแพร่ผลการศึกษาที่แสดงให้เห็นถึงการแพร่กระจายอย่างช้า ๆ ของ CO₂ ในโพรงกักเก็บหลังจากการดำเนินการมากว่า 10 ปี

เฟสที่ 1 ของโครงการก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ Weyburn-Midale ใน Weyburn, Saskatchewan แคนาดาได้กำหนดว่าโอกาสของการรั่วไหล CO₂ ที่ถูกเก็บไว้จะไม่เกินร้อยละหนึ่งใน 5,000 ปี อย่างไรก็ตาม ในรายงานเดือนมกราคม 2011 อ้างถึงหลักฐานของการรั่วไหลในผิวดินเหนือโครงการนั้น รายงานนี้ถูกโต้แย้งอย่างมากโดยโครงการจัดเก็บและการตรวจสอบ CO₂ ของ IEAGHG Weyburn-Midale ที่ได้เผยแพร่บทวิเคราะห์แปดหน้าของการศึกษาที่อ้างว่ามันไม่ได้แสดงให้เห็นถึงหลักฐานของการรั่วไหลจากแหล่งเก็บ

ความรับผิดของการรั่วไหลที่อาจเกิดขึ้นเป็นหนึ่งในอุปสรรคที่ใหญ่ที่สุดกับ CCS ขนาดใหญ่ เพื่อที่จะประเมินและลดภาระดังกล่าว การรั่วไหลของก๊าซที่เก็บไว้โดยเฉพาะอย่างยิ่งก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เข้าสู่ชั้นบรรยากาศอาจถูกตรวจพบโดยการตรวจวัดก๊าซในชั้นบรรยากาศและสามารถวัดปริมาณได้โดยตรงโดยการวัดฟลักซ์แปรปรวน (อังกฤษ: eddy covariance flux)

การรีไซเคิลคาร์บอนไดออกไซด์-การดักจับคาร์บอนและการใช้ประโยชน์ (CCU)

บทความหลัก: เชื้อเพลิงไม่ปล่อยคาร์บอน

การรีไซเคิล CO₂ อาจตอบสนองต่อความท้าทายระดับโลกของการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่สำคัญยิ่งจากตัวปล่อย (ด้านอุตสาหกรรม) ที่อยู่กับที่ในระยะใกล้และระยะกลาง แต่มักจะถือว่าเป็นหมวดหมู่เทคโนโลยีที่แตกต่างไปจาก CCS เทคโนโลยีที่อยู่ระหว่างการพัฒนาเช่นการสังเคราะห์สาหร่ายเพื่อใช้เป็น CCS แบบชึวภาพ (อังกฤษ: Bio CCS Algal Synthesis) ซึ่งจะใช้ CO₂ ก่อนเข้าปล่องควัน (เช่นจากโรงไฟฟ้าถ่านหิน) เป็นวัตถุดิบที่เป็นประโยชน์ต่อการผลิตสาหร่ายที่อุดมไปด้วยน้ำมันในเยื่อหุ้มเซลล์แสงอาทิตย์ในการผลิตน้ำมันสำหรับพลาสติกและเชื้อเพลิงเพื่อการขนส่ง (รวมทั้งเชื้อเพลิงเครื่องบิน) และวัตถุดิบที่มีคุณค่าทางโภชนาการสำหรับการผลิตสัตว์ในฟาร์ม CO₂ และก๊าซเรือนกระจกอื่น ๆ ที่ถูกจับได้จะถูกฉีดเข้าไปในเนื้อเยื่อที่ประกอบด้วยน้ำเสียและสายพันธุ์ของสาหร่ายร่วมกับแสงแดดหรือแสงยูวีทำให้เกิดชีวมวลที่อุดมไปด้วยน้ำมันที่จะขยายตัวเป็นสองเท่าทุก 24 ชั่วโมง

กระบวนการสังเคราะห์สาหร่ายเพื่อใช้เป็น CCS แบบชึวภาพจะขึ้นอยู่กับกระบวนการสังเคราะห์แสงทางวิทยาศาสตร์ของโลก เทคโนโลยีนี้สามารถปรับปรุงภายหลังได้ทั้งหมดและเกิดขึ้นพร้อมกับตัวปล่อยก๊าซและเงินทุนอาจให้ผลตอบแทนการลงทุนเนื่องจากสินค้าโภคภัณฑ์ที่ผลิตได้มีมูลค่าสูง (น้ำมันสำหรับพลาสติก, เชื้อเพลิงและอาหารสัตว์)

สิ่งอำนวยความสะดวกในการทดสอบการสังเคราะห์สาหร่ายเพื่อใช้เป็น CCS แบบชีวภาพกำลังดำเนินการทดสอบที่สามโรงไฟฟ้​​าถ่านหินที่ใหญ่ที่สุดของออสเตรเลีย (Tarong ใน ควีนส์แลนด์; Eraring ใน NSW; Loy Yang ในวิคตอเรีย) โดยใช้ CO₂ ที่ปล่อยออกมาในท่อก่อท ยมพนเข้าปล่องควัน (และก๊าซเรือนกระจกอื่น ๆ ) เป็นวัตถุดิบที่จะปลูกชีวมวลสาหร่ายที่อุดมไปด้วยน้ำมันในเยื่อหุ้มที่ล้อมรอบมันอยู่สำหรับการผลิตพลาสติก, เชื้อเพลิงการขนส่งและอาหารสัตว์ที่มีคุณค่าทางโภชนาการ

อีกวิธีหนึ่งที่อาจเป็นประโยชน์ในการจัดการกับแหล่งอุตสาหกรรมของ CO₂ คือการแปลงเป็นสารไฮโดรคาร์บอนที่จะสามารถเก็บไว้หรือนำกลับมาใช้ใหม่เป็นเชื้อเพลิงหรือเพื่อทำพลาสติก มีหลายโครงการที่กำลังตรวจสอบความเป็นไปได้นี้

การฟอกคาร์บอนไดออกไซด์มีหลากหลายที่ทำจากโพแทสเซียมคาร์บอเนตซึ่งสามารถใช้ในการผลิตเชื้อเพลิงเหลว แม้ว่าขั้นตอนนี้ต้องใช้พลังงานจำนวนมาก ถึงแม้ว่าการผลิตเชื้อเพลิงจากก๊าซ CO₂ ในชั้นบรรยากาศจะไม่ได้เป็น'เทคนิควิศวกรรมสภาพภูมิอากาศ'หรือไม่ได้เป็น'การแก้ปัญหาก๊าซเรือนกระจก'ที่ทำงานได้จริงก็ตาม อย่างน้อยมันก็อาจเป็นประโยชน์ในการสร้างเศรษฐกิจคาร์บอนต่ำ

การใช้งานอื่น ๆ ได้แก่การผลิตคาร์บอเนตที่มีเสถียรภาพจากซิลิเกต (เช่นแร่โอลิวีนใช้ผลิตแมกนีเซียมคาร์บอเนต) ขั้นตอนนี้ยังอยู่ในระยะค้นคว้าและวิจัย

วิธีการขั้นตอนเดียว: เมทานอล

ขั้นตอนที่ผ่านการพิสูจน์แล้วในการผลิตสารไฮโดรคาร์บอนจะใช้ผลิตเมทานอล เมทานอลถูกสังเคราะห์ได้ค่อนข้างง่ายจาก CO₂ และ H₂ (ดูการสังเคราะห์เมทานอลสีเขียว) บนพื้นฐานของความเป็นจริงนี้ ความคิดของเศรษฐกิจเมทานอลจึงเกิด

วิธีการขั้นตอนเดียว: ไฮโดรคาร์บอน

ที่ภาควิชาเคมีอุตสาหกรรมและวิศวกรรมวัสดุที่มหาวิทยาลัยเมสซินาประเทศอิตาลี มีโครงการหนึ่งที่จะพัฒนาระบบที่ทำงานเหมือนกับเซลล์เชื้อเพลิงที่ทำในสิ่งที่ตรงกันข้าม โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อช่วยให้แสงแดดแยกน้ำออกเป็นไฮโดรเจนไอออนและก๊าซอ๊อกซิเจน ไอออนจะข้ามเมมเบรนในที่ซึ่งพวกมันจะทำปฏิกิริยากับก๊าซ CO₂ เพื่อสร้างสารไฮโดรคาร์บอน

วิธีการสองขั้นตอน

ถ้า CO₂ ถูกทำให้ร้อนถึง 2400 องศาเซลเซียส มันจะแตกตัวออกเป็นก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) และออกซิเจน จากนั้นกระบวนการ Fischer-Tropsch จะสามารถนำมาใช้ในการแปลง CO ให้เป็นสารไฮโดรคาร์บอน อุณหภูมิที่ต้องการสามารถทำได้โดยการใช้ห้องที่มีกระจกเพื่อปรับแสงแดดไปที่ก๊าซ มีหลายทีมกำลังพัฒนาห้องดังกล่าวที่ Solarec และที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติซานเดียที่อยู่ในรัฐนิวเม็กซิโก อ้างอิงจากซานเดีย ห้องเหล่านี้สามารถผลิตน้ำมันเชื้อเพลิงเพียงพอที่จะขับเคลื่อน 100% ของยานพาหนะท​​ี่ใช้ในท้องถิ่นในระยะทาง 5,800 ตารางกิโลเมตร ซึ่งแตกต่างจากเชื้อเพลิงชีวภาพ กระบวนการนี้จะไม่ใช้ที่ดินอุดมสมบูรณ์ที่ห่างไกลจากพืช แต่จะเป็นดินแดนที่ไม่ได้ถูกใช้สำหรับสิ่งอื่น เจมส์ เมย์ พรีเซนเตอร์ของทีวีอังกฤษ ได้เข้าเยี่ยมชมโรงงานสาธิตในโปรแกรมหนึ่งของเขาในซีรีส์ 'บิ๊กไอเดีย'

ตัวอย่างโครงการ CCS

โครงการขนาดอุตสาหกรรม

ณ เดือนกันยายนปี 2012 สถาบัน CCS โลกระบุว่ามีโครงการบูรณาการขนาดใหญ่ 75 โครงการในรายงานสถ​​านะของ CCS ทั่วโลกปี 2012 ซึ่งเป็นการเพิ่มขึ้นสุทธิของหนึ่งโครงการตั้งแต่รายงานสถานะของ CCS ทั่วโลกปี 2011. 16 โครงการของโครงการทั้งหมดเหล่านี้อยู่ในการดำเนินการหรือในระหว่างการก่อสร้างเพื่อดักจับ CO₂ ประมาณ 36 ล้านตันต่อปี สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม โปรดดูที่บูรณาการโครงการ CCS ในเว็บไซต์ของสถาบัน CCS แห่งโลก สำหรับข้อมูลเกี่ยวกับโครงการของสหภาพยุโรป ดูเว็บไซต์แพลตฟอร์มการปล่อยมลพิษเป็นศูนย์ แปดโครงการ CCS แบบบูรณาการขนาดใหญ่ที่อยู่ในระหว่างการดำเนินงานในขณะนี้คือ

1. การฉีด CO₂ ใน In Salah - แอลจีเรีย

In Salah เป็นแหล่งก๊าซธรรมชาติบนบกที่ดำเนินงานอย่างเต็มที่ที่มีการฉีด CO₂. CO₂ จะถูกแยกออกจากก๊าซที่ผลิตได้และจะถูกฉีดกลับเข้าไปในโซนแหล่งผลิตไฮโดรคาร์บอน ตั้งแต่ปี 2004 ประมาณ 1 Mt ต่อปีของ CO₂ ถูกดักจับได้ในระหว่างการสกัดก๊าซธรรมชาติและถูกฉีดเข้าไปในโพรง Krechba ที่ก่อตัวทางธรณีวิทยาที่ระดับความลึก 1,800m คาดว่าโพรง Krechba จะจัดเก็บ CO₂ ปริมาณ 17Mt ได้ตลอดอายุของโครงการ

2. การฉีด CO₂ โครงการ Sleipner - นอร์เวย์

บทความหลัก: แหล่งก๊าซ Sleipner

Sleipner เป็นแหล่งก๊าซธรรมชาตินอกชายฝั่งที่ดำเนินการเต็มรูปแบบด้วยการฉีด CO₂ เริ่มต้นในปี 1996 CO₂ จะถูกแยกออกจากก๊าซที่ผลิตได้และถูกฉีดกลับเข้าไปในเหมืองเกลือ Utsira (800-1000 เมตรใต้พื้นมหาสมุทร) เหนือโซนแหล่งเก็บไฮโดรคาร์บอน เหมืองเกลือนี้จะขยายไปทางทิศเหนือที่ไกลมากจากสิ่งอำนวยความสะดวกที่ Sleipner ที่รุนแรงภาคใต้ ขนาดที่ใหญ่ของแหล่งเก็บทำให้เป็นเหตุผลที่ว่าทำไม 6 แสนล้านตันของ CO₂ คาดว่าจะถูกเก็บไว้เป็นเวลานานหลังจากโครงการก๊าซธรรมชาติ Sleipner ได้สิ้นสุดลง

3. การฉีด CO₂ โครงการ Snøhvit - นอร์เวย์

Snøhvit เป็นแหล่งก๊าซธรรมชาตินอกชายฝั่งที่ดำเนินการอย่างเต็มรูปแบบด้วยการฉีด CO₂ โรงงาน LNG จะตั้งอยู่บนบกและ CO₂ จะถูกแยกออกตามความจำเป็นในการผลิตก๊าซธรรมชาติเหลว (LNG) จากนั้น CO₂ จะถูกฉีดในเหมืองเกลือด้านล่างโซนแหล่งเก็บไฮโดรคาร์บอนนอกชายฝั่งในอัตรา 700,000 ตันต่อปีเข้าสู่โพรงหินทราย Tubåen ที่ระดับ 2,600 เมตรใต้ก้นทะเลสำหรับการจัดเก็บ โพรงนี้ถูกปิดเดือนเมษายน 2011 และการฉีดเริ่มต้นในโพรง Stø ที่ก๊าซถูกสูบขึ้นมา CO₂ ถูกผลิตเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ดังนั้นความสามารถในการแยกอาจจะจำกัดการผลิตก๊าซก่อนสิ้นสุดปี 2015 จนกว่าโพรงใหม่จะถูกเจาะเพื่อฉีดเฉพาะ CO₂ เท่านั้น (Teknisk Ukeblad nr. 30, 2013, tu.no)

4. โรงไฟฟ้าเชื้อเพลิงสังเคราะห์ Great Plains และโครงการ Weyburn-Midale - แคนาดา

โครงการ Weyburn-Midale คือการดำเนินการเปลี่ยนถ่านหินเป็นก๊าซ (อังกฤษ: coal gasification) ที่ผลิตก๊าซธรรมชาติสังเคราะห์และปิโตรเคมีต่างๆจากถ่านหิน โครงการนี้ดักจับ CO₂ ประมาณ 2.8 Mt ต่อปีจากโรงงานเปลี่ยนถ่านหินเป็นก๊าซที่ตั้งอยู่ในนอร์ทดาโคตา, สหรัฐ, ขนส่งโดยทางท่อ 320 กิโลเมตรข้ามพรมแดนแคนาดาและอัดฉีดมันลงในทุ่งน้ำมันที่ใกล้หมดแล้วในสาสแคตเชวัน บริเวณที่มันจะถูกนำมาใช้สำหรับการสูบน้ำมันแบบก้าวหน้า (EOR )

5. โรงงานแปรรูปก๊าซ Shute Creek - สหรัฐ

ประมาณ 7 ล้านตันต่อปีของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จะถูกกู้คืนจากโรงงานแปรรูปก๊าซ Shute Creek ของเอ็กซอนโมบิลในอ่าวไวโอมิงและทำการขนส่งผ่านทางท่อน้ำมันไปยังทุ่งน้ำมันทั้งหลายเพื่อการสูบน้ำมันแบบก้าวหน้า โครงการนี​​้มีการดำเนินงานมาตั้งแต่ปี 1986

6. โรงงานปุ๋ยเอนิด - สหรัฐ

โรงงานปุ๋ยเอนิดจะจัดส่ง CO₂ 675,000 ตันเพื่อใช้ทำ EOR. ท่อส่งและบ่อน้ำมันจะดำเนินการแยกต่างหากโดย Anadarko ปิโตรเลียม

7. โรงงานก๊าซธรรมชาติวาลเวอร์ดิ - สหรัฐ

CO₂ จากโรงงานแปรรูปก๊าซมิทเชล, Gray Ranch, Puckett และ Turrell จะถูกขนส่งผ่านทางท่อส่งของ Val Verde และ CRC สำหรับทำ EOR (รวมถึง ทุ่ง EOR ที่ Sharon Ridge)

8. โรงงาน Century - สหรัฐ

Occidental Petroleum พร้อมกับ Sandridge Energy กำลังดำเนินงานที่โรงงานแปรรูปก๊าซไฮโดรคาร์บอนและโครงสร้างพื้นฐานที่เกี่ยวข้องกับท่อของบริษัทเวสต์เท็กซัสที่จัดหา CO₂ สำหรับใช้ใน EOR. ด้วยความจุการดักจับ CO₂ รวม 8.5 Mt ต่อปีที่คาดไว้ในปี 2012 โรงงาน Century จะเป็นแหล่งเดียวในอุตสาหกรรมสิ่งอำนวยความสะดวกในการดักจับ CO₂ ที่ใหญ่ที่สุดในทวีปอเมริกาเหนือ

9. Duke Energy โรงไฟฟ้า East Bend - สหรัฐ

นักวิจัยที่ศูนย์วิจัยพลังงานประยุกต์ของมหาวิทยาลัยเคนตั๊กกี้กำลังพัฒนาการดัดแปลงโดยใช้สาหร่ายเป็นสื่อกลางเพื่อแปลงก๊าซไอเสียจากโรงไฟฟ้าถ่านหินให้เป็นเชื้อเพลิงไฮโดรคาร์บอน ผ่านการทำงานของพวกเขา นักวิจัยเหล่านี้ได้พิสูจน์แล้วว่าก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ภายในก๊าซไอเสียจากโรงไฟฟ้​​าถ่านหินสามารถดักจับไว้ได้โดยใช้สาหร่ายซึ่งสามารถเก็บเกี่ยวและนำมาใช้ให้เป็นประโยชน์ได้ในภายหลัง เช่นเป็นวัตถุดิบสำหรับการผลิตเชื้อเพลิงไฮโดรคาร์บอน

แคนาดา

รัฐบาลกลางในงบประมาณปี 2008 และปี 2009 ได้มีการลงทุนประมาณ $ 1.4 พันล้านในการดักจับและการพัฒนาจัดเก็บคาร์บอน

อัลเบอร์ต้า

รัฐอัลเบอร์ต้าได้จัดสรร $ 170 ล้านในปี 2013/2014 - รวมเป็นเงิน $ 1.3 พันล้านตลอดระยะกว่า 15 ปีเพื่อเป็นกองทุนฟื้นฟูสองโครงการ CCS ขนาดใหญ่ที่จะช่วยลดการปล่อย CO₂ จากกระบวนการกลั่นทรายน้ำมัน ในปี 2010 ได้มีการเซ็นสัญญาข้อตกลงเพื่อการลงทุนกับเส้นทางรถไฟสาย Alberta Carbon Trunk Line ข้อตกลงที่สองคือโครงการเควส

บริติชโคลัมเบีย

โครงการ Fort Nelson ของ Spectra Energy ได้มีการนำเสนอ แต่ยังคงต้องการความมั่นคงในการระดมทุน

สาสแคตเชวัน

นำโดยสาธารณูปโภคบริการเต็มรูปแบบของจังหวัด, SaskPower, หนึ่งในของสิ่งอำนวยความสะดวกที่มีการใช้ระบบการดักจับและการจัดเก็บคาร์บอนการผลิตเต็มรูปแบบครั้งแรกและใหญ่ที่สุดของโลกที่มีการปฏิบัติงานที่โรงไฟฟ้าเขตแดนเขื่อน ด้วยเงินลงทุนเริ่มแรกที่ $ 1.5 ถึง $ 1.6 พันล้าน SaskPower จะสร้างรายได้จากการขายส่วนหนึ่งของ CO₂ ที่ถูกจับได้กลับเข้ามาในตลาดเพื่อนำมาใช้สำหรับการสูบน้ำมันแบบก้าวหน้า โครงการเริ่มต้นในพฤษภาคม 2011 และเข้าสู่การดำเนินงานในเดือนตุลาคมปี 2014 กระบวนการดักจับก๊าซเสียหลังการเผาไหม้เต็มจะจับ CO₂ ปริมาณ 1,000,000 ตันต่อปี

โครงการนำร่อง

โครงการชั้นหินอุ้มน้ำเกลืออัลเบอร์ต้า (ASAP), โครงการนำร่องโรงงานเอทานอลและ Husky Upgrader, โครงการเรดวอเตอร์พื้นที่ Heartland (HARP), โครงการกักเก็บพื้นที่ Wabamun (WASP) และ โครงการ Aquistore

อีกความคิดริเริ่มหนึ่งของแคนาดาคือเครือข่าย CO₂ แบบบูรณาการ (ICO₂N) โดยที่กลุ่มหนึ่งของผู้เข้าร่วมอุตสาหกรรมจะจัดหากรอบการทำงานสำหรับการพัฒนาการดักจับและจัดเก็บคาร์บอนในแคนาดา องค์กรแคนาดาอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับ CCS รวมถึง CCS 101, การจัดการคาร์บอนแห่งแคนาดา, IPAC CO₂, และแนวร่วมพลังงานสะอาดแห่งแคนาดา

เนเธอร์แลนด์

ในประเทศเนเธอร์แลนด์ โรงงาน oxyfuel ขนาด 68 เมกะวัตต์ ("โรงไฟฟ้าปลดปล่อยเป็นศูนย์") มีแผนที่จะเปิดดำเนินการในปี 2009 โครงการนี​​้ถูกยกเลิกในภายหลัง

ROAD (โครงการสาธิตการดักจับและการจัดเก็บแห่งร็อตเตอร์ดัม) เป็นโครงการร่วมกันระหว่าง E.ON เบเนลักซ์และ Electrabel Nederland/กลุ่ม GDF SUEZ ทุกปีเริ่มต้นตั้งแต่ปี 2015 ROAD จะดักจับ CO₂ ประมาณ 1.1 ล้านตันที่โรงไฟฟ้​​าเปิดใหม่ใน Maasvlakte ซึ่ง CO₂ จะถูกจัดเก็บไว้ในอ่างเก็บก๊าซที่หมดสภาพใต้ทะเลเหนือ

มีการพัฒนาในประเทศเนเธอร์แลนด์ การแยกด้วยไฟฟ้า (อังกฤษ: electrocatalysis) ส่วนผสมทองแดงจะช่วยลดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ลงเป็นกรดออกซาลิก

นอร์เวย์

ในประเทศนอร์เวย์ ศูนย์เทคโนโลยี CO₂ (TCM) ที่ Mongstad เริ่มก่อสร้างในปี 2009 และแล้วเสร็จในปี 2012 มันประกอบด้วยโรงงานเทคโนโลยีดักจับคาร์บอนสองโรง (โรงหนึ่งเป็น amine ขั้นสูง(เอมีน, สารอินทรีย์ที่มีไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบในโมเลกุล)และโรงที่สองเป็นแอมโมเนียแช่เย็น) ทั้งสองโรงดักจับก๊าซไอเสียจากสองแหล่ง ได้แก่โรงไฟฟ้​​าเชื้อเพลิงก๊าซธรรมชาติและโรงกลั่นกระเทาะก๊าซไอเสีย (คล้ายกับก๊าซไอเสียจากโรงไฟฟ้าถ่านหิน)

นอกจากนี้ สถานที่ใน Mongstad ยังมีแผนที่จะมีโรงงานสาธิต CCS อย่างเต็มรูปอีกด้วย โครงการล่าช้าไปจนถึงปี 2014, 2018 และจากนั้นก็ไปเรื่อย ๆ ค่าใช้จ่ายโครงการเพิ่มขึ้นเป็น 985 ล้านเหรียญสหรัฐ จากนั้นในเดือนตุลาคม 2011, Aker Solutions' ยกเลิกการลงทุนในโครงการ Aker คาร์บอนสะอาด และประกาศว่าตลาดกักเก็บคาร์บอนได้ "ตาย" แล้ว

เมื่อวันที่ 1 ตุลาคม 2013 นอร์เวย์ขอร้อง Gassnova ว่าอย่าลงนามในสัญญาใด ๆ สำหรับการดักจับและการเก็บรักษาคาร์บอนนอก Mongstad

โปแลนด์

ในเมือง Belchatow โปแลนด์ โรงไฟฟ้าลิกไนต์กว่า 858 เมกะวัตต์มีแผนที่จะเริ่มดำเนินงานในปี 2013

สหรัฐอเมริกา

ในเดือนพฤศจิกายน 2008 สำนักงานพลังงานแห่งชาติ (DOE) อนุมัติงบฯ $ 66.9 ล้าน ในระยะเวลาแปดปีเพื่อความร่วมมือด้านการวิจัยนำโดยมหาวิทยาลัยรัฐมอนตานาเพื่อแสดงให้เห็นว่าโพรงการก่อตัวทางธรณีวิทยาใต้ดิน "สามารถเก็บปริมาณมากของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้คุ้มค่าทางเศรษฐกิจอย่างปลอดภัยและถาวร" นักวิจัยภายใต้โครงการกักเก็บคาร์บอนภูมิภาค Big Sky วางแผนที่จะฉีด CO₂ ถึงหนึ่งล้านตันลงในหินทรายใต้ดินทางตะวันตกเฉียงใต้ของรัฐไวโอมิง

ในประเทศสหรัฐอเมริกาโครงการเชื้อเพลิงสังเคราะห์ที่แตกต่างกันสี่โครงการกำลังจะก้าวไปข้างหน้าตามแผนการที่ได้ประกาศต่อสาธารณะเพื่อที่จะควบรวมการดักจับและการเก็บคาร์บอนเข้าด้วยกัน โครงการทั้งสี่ได้แก่:

1. เชื้อเพลิงถ่านหินสะอาดของอเมริกาในโครงการเชื้อเพลิงสะอาดรัฐอิลลินอยส์ (ICF) ของพวกเขา อยู่ในระหว่างการพัฒนาโครงการเปลี่ยนชีวมวลและถ่านหิน 30,000 บาร์เรล (4,800 m3) ต่อวันให้เป็นของเหลวในเมืองโอ๊คแลนด์รัฐอิลลินอยส์ซึ่งจะวางตลาด CO₂ ที่ผลิตได้จากโรงงานสำหรับนำไปใช้กับการสูบน้ำมันแบบก้าวหน้า โดยการรวมการจัดเก็บและวัตถุดิบชีวมวลเข้าด้วยกัน โครงการ ICF จะสามารถลดลงอย่างมากในวงจรชีวิตของการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในเชื้อเพลิงที่พวกเขาผลิต หากชีวมวลมีเพียงพอที่จะใช้ โรงงานควรจะมีความสามารถในการที่จะทำให้วงจรชีวิตของคาร์บอนเป็นลบ ซึ่งมีความหมายว่า สำหรับแต่ละแกลลอนของเชื้อเพลิงที่พวกเขาใช้ คาร์บอนจะถูกดึงออกมาจากอากาศและใส่ลงไปในพื้นดินได้อย่างมีประสิทธิภาพ
2. Baard Energy ในโครงการเชื้อเพลิงสะอาดแห่งแม่น้ำโอไฮโอของพวกเขา กำลังพัฒนาโครงการเปลี่ยนถ่านหินและชีวมวล 53,000 บาร์เรล/วัน (8,400 m3/d) ให้เป็นของเหลวซึ่งได้ประกาศแผนการที่จะทำตลาด CO₂ ที่ได้จากโรงงานสำหรับการสูบน้ำมันแบบก้าวหน้า
3. Rentech กำลังพัฒนาโรงงานเปลี่ยนถ่านหินและชีวมวล 29,600 บาร์เรล (4710 m3) ต่อวันให้เป็นของเหลวใน Natchez รัฐมิสซิสซิปปี ซึ่งจะทำการตลาด CO₂ ื่ที่ได้จากโรงงานสำหรับการสูบน้ำมันแบบก้าวหน้า ช่วงแรกของโครงการคาดว่าจะเป็นในปี 2011
4. DKRW กำลังพัฒนาโรงงานเปลี่ยนถ่านหิน 15,000-20,000 บาร์เรล (2,400-3,200 m3) ต่อวันให้เป็นของเหลวใน Medicine Bow รัฐไวโอมิง ซึ่งจะทำการตลาด CO₂ ที่ได้จากโรงงานสำหรับการสูบน้ำมันแบบก้าวหน้า โครงการนี​​้คาดว่าจะเริ่มดำเนินการในปี 2013

ในเดือนตุลาคม 2009 กระทรวงพลังงานสหรัฐได้อนุมัติเงินทุนให้กับโครงการดักจับและการจัดเก็บคาร์บอนระดับอุตสาหกรรม (ICCS) สิบสองโครงการเพื่อดำเนินการศึกษาใน ขั้นตอนที่ 1 ความเป็นไปได้ DOE วางแผนที่จะเลือก 3-4 โครงการเพื่อที่จะดำเนินการต่อเข้าสู่ระยะที่ 2, การออกแบบและการก่อสร้าง ที่การเริ่มต้นการดำเนินงานจะเกิดขึ้นในปี 2015 สถาบัน Battelle Memorial Institute, แผนก Pacific Northwest Division, บริษัท Boise, Inc., และ Fluor Corporation กำลังศึกษาระบบ CCS สำหรับการดักจับและการจัดเก็บ CO₂ ที่เกี่ยวข้องกับอุตสาหกรรมการผลิตเยื่อและกระดาษ สถานที่ของการศึกษาคือ Boise White Paper L.L.C. โรงงานกระดาษที่ตั้งอยู่ใกล้กับเขตการปกครองของ Wallula ตะวันออกเฉียงใต้ของรัฐวอชิงตัน โรงงานจะผลิต CO₂ ประมาณ 1.2 ล้านตันเป็นประจำทุกปีจากชุดของสามหม้อไอน้ำการกู้คืนที่ได้พลังงานส่วนใหญ่จากสุราสีดำ ซึ่งเป็นผลพลอยได้ที่ผ่านการรีไซเคิลที่เกิดขึ้นในระหว่างการผลิตเยื่อกระดาษจากไม้สำหรับการทำกระดาษ บริษัท Fluor Corporation จะออกแบบเวอร์ชันให้สอดคล้องกับเทคโนโลยีการดักจับคาร์บอนของ Econamine พลัสของพวกเขา ระบบ Fluor จะได้รับการออกแบบมาเพื่อกำจัดปริมาณสารมลพิษตกค้างทางอากาศจากกองก๊าซที่เหลือโดยเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการตรวจจับ CO₂ Battelle เป็นผู้นำในการจัดทำข้อมูลปริมาณสิ่งแวดล้อม (EIV) สำหรับโครงการโดยรวม รวมทั้งการจัดเก็บทางธรณีวิทยาของ CO₂ ที่ดักจับไว้ได้ในโพรงหินบะซอลน้ำท่วมลึกที่มีอยู่ในภูมิภาคขนาดใหญ่ EIV จะอธิบายลักษณะการทำงานของไซต์ที่จำเป็น, โครงสร้างพื้นฐานของระบบการกักเก็บ, และโปรแกรมการตรวจสอบเพื่อสนับสนุนการกักเก็บ CO₂ ที่ถูกดักจับได้ที่โรงงานอย่างถาวร

นอกเหนือจากโครงการดักจับและจัดเก็บคาร์บอนแต่ละโครงการ ยังมีหลายโปรแกรมของสหรัฐที่ออกแบบมาเพื่อการวิจัย พัฒนา และปรับใช้เทคโนโลยี CCS ในระดับกว้าง ที่รวมถึงห้องปฏิบัติการเทคโนโลยีพลังงานแห่งชาติ (NETL), โครงการกักเก็บคาร์บอน, ความร่วมมือการกักเก็บคาร์บอนในระดับภูมิภาค, และเวทีผู้นำการกักเก็บคาร์บอน (CSLF)

SECARB

ในเดือนตุลาคมปี 2007 สำนักธรณีวิทยาเศรษฐกิจที่มหาวิทยาลัยเท็กซัสแห่งออสตินได้รับสัญญาเหมาช่วงระยะ 10 ปี มูลค่า $ 38 ล้านในการดำเนินการโครงการระยะยาวที่มีการตรวจสอบอย่างเข้มงวดครั้งแรกในประเทศสหรัฐอเมริกาเพื่อการศึกษาความเป็นไปได้ของการฉีด CO₂ ปริมาณมากสำหรับจัดเก็บไว้ใต้ดิน โครงการนี้เป็นโครงการวิจัยของหุ้นส่วนการกักเก็บคาร์บอนของภูมิภาคตะวันออกเฉียงใต้ (SECARB) ที่ได้รับทุนจากห้องปฏิบัติการเทคโนโลยีพลังงานแห่งชาติของกระทรวงพลังงานสหรัฐ (DOE)

หุ้นส่วน SECARB จะแสดงให้เห็นอัตราการฉีด CO₂ และความจุของสถานที่จัดเก็บในระบบธรณีวิทยาทัสคาลูซา-Woodbine ที่ทอดยาวจากเท็กซัสไปยังฟลอริด้า ภูมิภาคนี้​​มีศักยภาพในการจัดเก็บมากกว่า 200 พันล้านตัน ของ CO₂ จากแหล่งกำเนิดที่สำคัญในภูมิภาคนี้ซึ่งเท่ากับประมาณ 33 ปีของการปล่อยก๊าซโดยรวมของสหรัฐที่อัตราปัจจุบัน เริ่มต้นในฤดูใบไม้ร่วงปี 2007 โครงการนี​​้จะฉีดก๊าซ CO₂ ในอัตราหนึ่งล้านตัน ต่อปีเป็นเวลาถึง 15 ปีลงไปในน้ำเกลือต่ำลงไปถึง 10,000 ฟุต (3,000 เมตร) ใต้พื้นดินที่อยู่ใกล้แหล่งน้ำมัน Cranfield ซึ่งวางอยู่ประมาณ 15 ไมล์ (24 กิโลเมตร) ทางตะวันออกของแนทชีซ์ รัฐมิสซิสซิปปี อุปกรณ์การทดลองจะวัดความสามารถของดินที่จะรองรับและเก็บกัก CO₂

โครงการ Kemper

คาดว่าจะมีการดำเนินงานในปี 2016 โรงไฟฟ้ามณฑล Kemper (โครงการ Kemper) ของบริษัทเซาท์เทินและมิสซิสซิปปี้ Power จะเป็นโรงไฟฟ้​​าถ่านหินของสหรัฐอเมริกาโรงแรกที่จะถูกสร้างขึ้นมาจากพื้นดินพร้อมกับระบบการดักจับและการกักเก็บคาร์บอน โครงการ Kemper ยังจะรวมโครงสร้างพื้นฐานด้านการขนส่งผลพลอยได้เช่น CO₂ สำหรับการสูบน้ำมันแบบก้าวหน้า (EOR) ทำให้โรงงานนี้มีการติดตั้ง CCS ที่มีสิ่งอำนวยความสะดวกสำหรับ EOR ด้วยเทคโนโลยีขั้นสูง advanced technologies เช่นการเปลี่ยนเป็นก๊าซแบบบูรณาการแบบวงรอบผสม (อังกฤษ: Integrated Gasification Combined Cycle (IGCC)) โรงงานมิสซิสซิปปี้คาดว่าจะบรรลุประสิทธิภาพที่สูงมากและสามารถดักจับ 65% ของการปล่อย CO₂ จากโรงไฟฟ้า

โครงการพลังงานสะอาดของเท็กซัส

โครงการพลังงานสะอาดของเท็กซัส (TCEP) เป็นโรงไฟฟ้า "NowGen" ที่ใช้การเปลี่ยนเป็นก๊าซแบบบูรณาการแบบวงรอบผสม (IGCC) ที่จะรวมเข้าด้วยกันของเทคโนโลยีการดักจับ, การใช้ประโยชน์และการเก็บรักษาคาร์บอน (CCUS) ในโรงไฟฟ้​​าถ่านหินสะอาดในเชิงพาณิชย์ครั้งแรกของชนิดของมัน โครงการนี​​้คาดว่าจะมีการดำเนินงานในปี 2018 มันจะเป็นครั้งแรกที่โรงไฟฟ้​​าในสหรัฐที่จะรวมทั้ง IGCC และการดักจับ 90% ของการปล่อยก๊าซของมัน

โรงไฟฟ้าไอน้ำบิ๊กบราวน์

หลายตัวอย่างของการกักเก็บคาร์บอนที่โรงไฟฟ้​​าถ่านหินที่มีอยู่แล้วแห่งหนึ่งในสหรัฐอเมริกาสามารถพบได้ที่เวอร์ชันนำร่องของบริษัทยูทิลิตี้ชื่อ Luminant ที่โรงไฟฟ้าไอน้ำบิ๊กบราวน์ของบริษัทในแฟร์ฟิลด์, รัฐเท็กซัส ระบบจะทำการแปลงคาร์บอนจากปล่องควันให้เป็นเบกิ้งโซดา. บริษัท Skyonic วางแผนที่จะหลีกเลี่ยงปัญหาการจัดเก็บ CO₂ เหลวโดยการเก็บเบกิ้งโซดาไว้ในเหมือง หรือการฝังกลบ หรือเพียงเพื่อจะขายเป็นเบกิ้งโซดาเกรดอุตสาหกรรมหรืออาหาร เทคโนโลยีเชื้อเพลิงสีเขียวกำลังนำร่องและการดำเนินการดักจับคาร์บอนด้วยสาหร่ายเพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาการจัดเก็บ จากนั้นจึงแปลงสาหร่ายให้เป็นเชื้อเพลิงหรืออาหารสัตว์

สหราชอาณาจักร

รัฐบาลของสหราชอาณาจักรได้เปิดตัวขั้นตอนการประกวดราคาสำหรับโครงการสาธิตการทำงานของ CCS โครงการนี​​้จะใช้เทคโนโลยี'หลังการเผาไหม้'ในการผลิตกระแสไฟฟ้าด้วยถ่านหินที่ความจุ 300-400 เมกะวัตต์หรือเทียบเท่า โครงการนี​​้มีจุดมุ่งหมายที่จะเปิดใช้งานได้ในปี 2014 รัฐบาลประกาศในเดือนมิถุนายน 2008 ว่ามีสี่บริษัทได้ผ่านการทดสอบคุณสมบัติเบื้องต้นสำหรับขั้นตอนต่อไปของการแข่งขัน ได้แก่ BP พลังงานทดแทนอินเตอร์เนชั่นแนล จำกัด, บมจ EON UK, พีลเพาเวอร์ จำกัด และ บริษัทผลิตไฟฟ้าแห่งสก็อตจำกัด ต่อมา BP ได้ถอนตัวออกจากการแข่งขัน อ้างว่าไม่สามารถหาพันธมิตรในการผลิตไฟฟ้าได้ และบริษัท RWE npower กำลังการแสวงหาการทบทวนการพิจารณาทางศาลสำหรับกระบวนการหลังจากที่บริษัทไม่ผ่านการทดสอบด้านคุณสมบัติ

Doosan Babcock ได้ปรับเปลี่ยน'สิ่งอำนวยความสะดวกในการทดสอบการเผาไหม้ที่สะอาด' (CCTF) ในเร็นฟรู สกอตแลนด์ เพื่อสร้างสิ่งอำนวยความสะดวกการทดสอบ Oxyfuel ที่ใหญ่ที่สุดในโลกในขณะนี้ Oxyfuel จะยิงผงถ่านหินด้วยก๊าซเสียที่นำกลับมาใช้ใหม่เพื่อแสดงให้เห็นถึงการดำเนินงานของเตาเผาขนาดเต็มสเกล 40 เมกะวัตต์สำหรับใช้ในหม้อไอน้ำพลังงานถ่านหิน ผู้ให้การสนับสนุนของโครงการรวมถึง'ภาคธุรกิจองค์กรและการปฏิรูปกฎหมายแห่งสหราชอาณาจักร' (BERR) เช่นเดียวกับกลุ่มผู้ให้การสนับสนุนอุตสาหกรรมและมหาวิทยาลัยพันธมิตรที่ประกอบไปด้วยบริษัทพลังงานและภาคใต้ของสก็อต (สปอนเซอร์หลัก), E.ON UK PLC, แดร็กซ์เพาเวอร์ จำกัด, ScottishPower, EDF พลังงาน, ดงการผลิตพลังงาน, Air Products Plc (ผู้ให้การสนับสนุน) และอิมพีเรียลคอลเลจและมหาวิทยาลัยนอตติงแฮม (พาร์ทเนอร์มหาวิทยาลัย)

ในเดือนสิงหาคม 2010 ผู้ใช้พลังงานสะอาดหน้าใหม่ B9 Coal ประกาศความตั้งใจที่จะเข้าร่วมการแข่งขันกับโครงการ CCS ในภาคตะวันออกเฉียงเหนือของประเทศอังกฤษ ข้อเสนอของเขาจะรวมเซลล์เชื้อเพลิงอัลคาไลน์กับการเปลี่ยนถ่านหินใต้ดินให้เป็นก๊าซเพื่อดักจับคาร์บอน 90% ขึ้นมาด้านบนเป็นผลพลอยได้ มันเป็นโครงการชนิดเดียวเท่านั้นที่จะเข้าร่วมการแข่งขันโดยใช้ปริมาณสำรองถ่านหินในทางที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและด้วยวิธีการที่มีประสิทธิภาพ หลังจากที่ค่าใช้จ่ายเพิ่มขึ้นถึง 13 พันล้านปอนด์ในปี 2011 สหราชอาณาจักรถอนการสนับสนุนและ ScottishPower ยกเลิกโครงการ CCS กับ Aker Clean Carbon.

ในปี 2009 บริษัทสัญชาติสหราชอาณาจักร 2Co Energy ได้รับอนุมัติให้ทำการวางแผนสำหรับโครงการโรงไฟฟ้าและการดักจับและการจัดเก็บคาร์บอนมูลค่า 5 พันล้านปอนด์ที่เมืองฮัทฟิลด์ ใกล้กับดอนคาสเตอร์ และการสนับสนุนเงินทุน 164 ล้านปอนด์จากสหภาพยุโรป ยักษ์ใหญ่ด้านเทคโนโลยี ซัมซุง ได้ตกลงที่จะเข้าถือหุ้นในสัดส่วน 15% ในโครงการ มีการวางแผนที่จะสร้างท่อขนส่งระยะทาง 60 กิโลเมตร (37 ไมล์) จากสเตนฟอร์ทใกล้กับฮัทฟิลด์ในเซาท์ยอร์คเชียร์ไปยัง Barmston ใน East Riding ของ Yorkshire จากนั้น CO₂ จะถูกจัดเก็บไว้ในก้อนหินที่มีรูพรุนตามธรรมชาติใต้ทะเลเหนือ กริด (ไฟฟ้า)แห่งชาติเชื่อว่าโครงการนี​​้มีศักยภาพที่จะลดการปล่อย CO₂ จากโรงไฟฟ้​​าทั้งหลายทั่ว Yorkshire และ Humber ได้ถึง 90% ที่มีทั้งโครงการ CCS กุหลาบสีขาวที่โรงไฟฟ้าแดร็กซ์ในนอร์ทยอร์คเชียร์พร้อมกับโครงการโรงไฟฟ้​​าดอนแวลลี่ย์ที่ฮัทฟิลด์ที่มีการนำเสนอจะได้รับประโยชน์จากโครงการนี้

ในภาคตะวันออกเฉียงเหนือของประเทศอังกฤษ, กลุ่มอุตสาหกรรมแปรรูปตะวันออกเฉียงเหนือ (NEPIC) ของผู้ผลิตสารเคมีสินค้าโภคภัณฑ์เป็นกลุ่มที่อยู่ในหมู่ผู้ผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่จุดเดียวที่ใหญ่ที่สุดในสหราชอาณาจักรและพวกเขาได้สร้างความคิดริเริ่มในกระบวนการอุตสาหกรรมการดักจับและจัดเก็บคาร์บอนขึ้นภายใน NEPIC (PICCSI) เพื่อศึกษาความเป็นไปได้ของวิธีการแก้ปัญหาการดักจับและการจัดเก็บคาร์บอน (CCS) ที่ถูกจัดเตรียมไว้สำหรับอุตสาหกรรมการผลิตสารเคมีและเหล็กในชุมชน Teesside เช่นเดียวกับสำหรับการผลิตพลังงานใดๆที่มีพื้นฐานมาจากคาร์บอน ตัวเลือกสำหรับเทคโนโลยี CCS นี้กำลังได้รับการพิจารณาเพราะเป็นผลมาจากกฎระเบียบของการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศและการจัดเก็บภาษีคาร์บอนที่อาจจะกลายเป็นค่าใช้จ่ายที่ต้องห้ามสำหรับอุตสาหกรรมพลังงานดังกล่าวอย่างเข้มข้น

จีน

ในกรุงปักกิ่ง ณ ปี 2009 หนึ่งในโรงไฟฟ้​​าที่สำคัญมีการดักจับและเปิดการขายเศษเล็ก ๆ ของ CO₂ ที่โรงงานปล่อยออกมา

เยอรมนี

เขตอุตสาหกรรม Schwarze Pumpe ของเยอรมัน ประมาณ 4 กิโลเมตร (2.5 ไมล์) ทางตอนใต้ของเมือง Spremberg เป็นบ้านของโรงไฟฟ้​​าถ่านหินที่ติดตั้ง CCS โรงแรกของโลก โรงงานต้นแบบขนาดเล็กที่ดำเนินการโดยหม้อไอน้ำแบบใช้ออกซิเจนที่สร้างโดย Alstom นอกจากนี้ยังติดตั้งสิ่งอำนวยความสะดวกในการทำความสะอาดก๊าซไอเสียเพื่อกำจัดเถ้าลอยและก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ บริษัทสวีเดนชื่อ Vattenfall AB ได้ลงทุน 70 ล้านยูโรในโครงการสองปี ซึ่งเริ่มดำเนินการเมื่อวันที่ 9 กันยายน 2008 โรงไฟฟ้​​าซึ่งมีกำลังการผลิตที่ 30 เมกะวัตต์เป็นโครงการนำร่องเพื่อทำหน้าที่เป็นแบบอย่างสำหรับโรงไฟฟ้​​าอย่างเต็มรูปแบบในอนาคต CO₂ ปริมาณ 240 ตันต่อวันจะถูกขนส่งเป็นระยะทาง 350 กิโลเมตร (220 ไมล์) ไปยังจุดที่มันจะถูกฉีดเข้าไปในแหล่งก๊าซธรรมชาติที่ว่างเปล่า กลุ่ม BUND ของเยอรมนีเรียกมันว่า "fig leaf". สำหรับแต่ละตันของถ่านหินที่ถูกเผา จะผลิต ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ถึง 3.6 ตัน โปรแกรม CCS ที่ Schwarze Pump ได้สิ้นสุดลงในปี 2014 เนื่องจากค่าใช้จ่ายและการใช้พลังงานไม่คุ้มค่าทางเศรษฐกิจ

บริษัทสาธารณูปโภคเยอรมัน RWE เดินเครื่องฟอก CO₂ ขนาดนำร่องที่โรงไฟฟ้า Niederaußem ที่ใช้ลิกไนต์เป็นเชื้อเพลิง โรงไฟฟ้านี้ถูกสร้างขึ้นในความร่วมมือระหว่างบริษัท BASF (ผู้จัดจำหน่ายของผงซักฟอก) และ Linde engineering

ใน Jänschwalde, เยอรมนี มีแผนหนึ่งอยู่ในชิ้นงานสำหรับหม้อไอน้ำที่ใช้เชื้อเพลิง Oxyfuel ที่มีกำลังการผลิตที่ 650 เมกะวัตต์ความร้อน (ประมาณ 250 เมกะวัตต์ไฟฟ้า) ซึ่งเป็นประมาณ 20 เท่าของโรงงานนำร่อง Vattenfall ขนาด 30 เมกะวัตต์ที่อยู่ระหว่างการก่อสร้างและเมื่อเปรียบเทียบกับแท่นขุดเจาะทดสอบขนาด 0.5 เมกะวัตต์ที่ใช้ Oxyfuel ที่ใหญ่ที่สุด เทคโนโลยีการดักจับแบบ'หลังการเผาไหม้'จะถูกสาธิตที่ Jänschwalde อีกด้วย

ออสเตรเลีย

บทความหลัก: การดักจับและการจัดเก็บคาร์บอนในออสเตรเลีย

รัฐมนตรีว่าการกระทรวงทรัพยากรและพลังงานของรัฐบาลกลาง มาร์ติน เฟอร์กูสัน เปิดโครงการการกักเก็บใตัพื้นธรณี (อังกฤษ: geosequestration) แห่งแรกในซีกโลกใต้ในเดือนเมษายนปี 2008 โรงงานสาธิตจะอยู่ใกล้ Nirranda ใต้ในรัฐวิคตอเรียตะวันตกเฉียงใต้ (พิกัด 35.31°S, 149.14°E) โรงไฟฟ้าเป็นของ'ศูนย์ร่วมมือเพื่อการวิจัยสำหรับเทคโนโลยีก๊าซเรือนกระจก' (CO2CRC). CO2CRC เป็นการทำงานร่วมกันของงานวิจัยที่ไม่แสวงหาผลกำไร ที่ได้รับการสนับสนุนจากรัฐบาลและอุตสาหกรรม โครงการได้จัดเก็บและตรวจสอบมากกว่า 65,000 ตันของก๊าซที่อุดมด้วยคาร์บอนซึ่งถูกสกัดจากอ่างเก็บก๊าซธรรมชาติผ่านทางบ่อหนึ่ง ทำการบีบอัดและส่งผ่านท่อระยะทาง 2.25 กิโลเมตรไปอีกบ่อหนึ่ง ที่บ่อนั้นก๊าซจะถูกฉีดเข้าไปในอ่างเก็บน้ำก๊าซธรรมชาติที่แห้งแล้ว ลึกประมาณสองกิโลเมตรใต้พื้นผิว โครงการได้ย้ายไปยังขั้นตอนที่สองและมีการตรวจสอบการวางกับดักก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในโพรงน้ำเกลือลึก 1,500 เมตรใต้พื้นผิว โครงการออตเวย์เป็นโครงการวิจัยและสาธิตที่มุ่งเน้นไปที่การเฝ้าดูและการตรวจสอบที่ครอบคลุมอย่างกว้างขวาง

โรงไฟฟ้าแห่งนี้ไม่ได้เสนอที่จะดักจับ CO₂ จากการผลิตกระแสไฟฟ้าด้วยถ่านหิน แม้ว่าสองโครงการสาธิตของ CO2CRC ที่โรงไฟฟ้าวิคตอเรียและโครงการเปลี่ยนเป็นก๊าซเพื่อการวิจัยได้แสดงให้เห็นถึงตัวทำละลาย, เมมเบรน, และเทคโนโลยีการดักจับตัวดูดซับจากการเผาไหม้ถ่านหิน ปัจจุบันโครงการขนาดเล็กเท่านั้นที่มีการจัดเก็บ CO₂ ที่ถูกถอดออกมาจากผลิตผลของการเผาไหม้ของถ่านหินที่ถูกเผาในการผลิตไฟฟ้าที่โรงไฟฟ้​​าถ่านหิน ขณะนี้งานที่กำลังดำเนินการโดยกลุ่ม GreenMag และมหาวิทยาลัยนิวคาสเซิลและได้รับการสนับสนุนทางการเงินโดยรัฐบาลแห่งนิวเซาธ์เวลส์และแห่งชาติออสเตรเลียและอุตสาหกรรมมีความมุ่งมั่นที่จะมีโรงงานนำร่องอัดแร่คาร์บอนที่ทำงานได้จริงให้สามารถเปิดดำเนินงานได้ในปี 2013

ดูรายชื่อเต็มของ'โครงการปล่อยก๊าซเป็นศูนย์'สำหรับโรงไฟฟ้​​าพลังงานฟอสซิลในยุโรป

ข้อจำกัดของ CCS สำหรับโรงไฟฟ้า

นักวิจารณ์กล่าวว่าการนำ CCS มาใช้ในงานขนาดใหญ่ยังพิสูจน์ไม่ได้และยังต้องรออีกหลายทศวรรษก่อนที่จะใช้ได้ในเชิงพาณิชย์ พวกเขาบอกว่ามันจะมีความเสี่ยงมากและมีราคาแพงและว่าตัวเลือกที่ดีกว่าคือพลังงานหมุนเวียน บางกลุ่มสิ่งแวดล้อมชี้ว่าเทคโนโลยี CCS ตามหลังวัสดุของเสียอันตรายที่จะต้องมีการจัดเก็บ เหมือนกับที่ตามหลังโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์

ข้อจำกัดอีกอย่างหนึ่งของ CCS ก็คือการลงโทษด้านพลังงานของมัน นั่นคือเทคโนโลยีนี้คาดว่าจะใช้ระหว่าง 10 และ 40 เปอร์เซนต์ของพลังงานที่ผลิตโดยโรงไฟฟ้า การนำ CCS มาใช้ในอย่างกว้างขวางอาจลบล้างข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพของโรงไฟฟ้​​าถ่านหินที่มีในช่วง 50 ปีที่ผ่านมา และเพิ่มการบริโภคทรัพยากรอีกหนึ่งในสาม อย่างไรก็ตาม แม้ว่าเมื่อนำการลงโทษด้านเชื้อเพลิงเข้ามาคิดด้วย ระดับของ CO₂ ที่ลดลงโดยรวมก็จะยังคงอยู่ในระดับสูงที่ประมาณ 80-90% เมื่อเทียบกับโรงไฟฟ้าที่ไม่มี CCS มันเป็นไปได้สำหรับ CCS เมื่อรวมกับชีวมวล จะส่งผลให้การปล่อย CO₂ มีค่าสุทธิเป็นลบ อย่างไรก็ดี ทั้งหมดของโรงงาน BECCS (Bio-energy ที่มี CCS) ที่มีการดำเนินงานในปัจจุบัน (ณ กุมภาพันธ์ 2011) จะดำเนินการอื่นที่ไม่ใช่โรงไฟฟ้​​าจะปล่อยก๊าซเป็นจำนวนน้อยเช่นโรงกลั่นเชื้อเพลิงชีวภาพ

การใช้ CCS สามารถลดการปล่อย CO₂ จากโรงไฟฟ้​​าถ่านหินราว 85-90% หรือมากกว่า แต่ก็ไม่มีผลต่อการปล่อย CO₂ จากการทำเหมืองแร่และการขนส่งถ่านหิน มันจะทำแน่ๆคือมัน "เพิ่มการปล่อยก๊าซดังกล่าวและมลพิษทางอากาศต่อหน่วยของพลังงานขนส่งสุทธิและจะเพิ่มผลกระทบทางระบบนิเวศ, การใช้ที่ดิน, มลพิษทางอากาศและมลพิษในน้ำทั้งหมดที่เกิดจากการทำเหมือง, การขนส่งและการแปรรูปถ่านหินเนื่องจากระบบ CCS ต้องการพลังงานมากขึ้น 25% ซึ่งหมายถึงการเผาไหม้ถ่านหินมากขึ้น 25% มากกว่าระบบไม่ใช้ CCS"

ความกังวลอีกอย่างหนึ่งคือความคงทนของรูปแบบการจัดเก็บ ฝ่ายตรงข้ามกับ CCS อ้างว่าการจัดเก็บ CO₂ ที่ปลอดภัยและถาวรไม่สามารถรับประกันและว่าแม้แต่อัตราการรั่วไหลที่ต่ำมากอาจส่งผลเสียต่อการบรรเทาผลกระทบของสภาพภูมิอากาศใด ๆ ในปี 1986 การรั่วไหลขนาดใหญ่ของ CO₂ ที่ถูกเก็บกักไว้ตามธรรมชาติได้พุ่งขึ้นจากทะเลสาบ Nyos ในประเทศแคเมอรูนและทำให้ประชาชน 1,700 คนหมดสติ ในขณะที่คาร์บอนถูกแยกเก็บตามธรรมชาติ บางคนชี้ไปที่เหตุการณ์ที่เป็นหลักฐานสำหรับผลกระทบจากภัยพิบัติที่อาจเกิดขึ้นจากการแยกเก็บคาร์บอนแบบเทียม

ด้านหนึ่ง กรีนพีซอ้างว่า CCS อาจนำไปสู่​​การเพิ่มค่าใช้จ่ายโรงไฟฟ้​​าถ่านหินขึ้นเป็นสองเท่า ฝ่ายตรงข้ามกับ CCS ก็อ้างว่าเงินที่ใช้จ่ายกับ CCS จะเบี่ยงเบนความสนใจการลงทุนออกไปจากการแก้ปัญหาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอื่น ๆ ในทางตรงกันข้าม CCS จะเป็นที่น่าสนใจทางเศรษฐกิจเมื่อเปรียบเทียบกับรูปแบบอื่น ๆ ของการผลิตไฟฟ้าคาร์บอนต่ำและมองเห็นโดย IPCC และองค์กรอื่น ๆ ว่าเป็นองค์ประกอบที่สำคัญสำหรับการตอบสนองเป้าหมายการบรรเทาผลกระทบเช่น 450 ppm และ 350 ppm

ค่าใช้จ่าย

แม้ว่ากระบวนการต่างๆที่เกี่ยวข้องกับ CCS จะถูกนำไปสาธิตในอุตสาหกรรมอื่น ๆ ก็ตาม ไม่มีโครงการเชิงพาณิชย์ที่มีการบูรณาการกระบวนการเหล่านี้จะเกิดขึ้น; ค่าใช้จ่ายจึงค่อนข้างมีความไม่แน่นอน บางการประมาณการที่น่าเชื่อถือเร็วๆนี้ได้แสดงให้เห็นว่าค่าใช้จ่ายในการดักจับและการจัดเก็บก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์อยู่ที่ USD60 ต่อตัน ที่สอดคล้องกับการเพิ่มขึ้นของราคากระแสไฟฟ้าของสหรัฐประมาณ 6c ต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง (คิดจากโรงไฟฟ้​​าถ่านหินทั่วไปที่ปล่อยก๊าซ CO₂ จำนวน 2.13 ปอนด์ต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง) ราคานี้จะเป็นสองเท่าของราคาไฟฟ้าอุตสาหกรรมของสหรัฐโดยทั่วไป (ตอนนี้อยู่ที่ประมาณ 6c ต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง) และเพิ่มราคาไฟฟ้าขายปลีกสำหรับที่อยู่อาศัยโดยทั่วไปประมาณ 50% (สมมติว่า 100% ของพลังงานผลิตจากถ่านหินซึ่งอาจไม่จำเป็นต้องเป็นกรณีนี้ เนื่องจากมันแตกต่างกันไปในแต่ละรัฐ) ราคา(โดยประมาณ) ที่เพิ่มขึ้นคาดว่าจะมีแนวโน้มที่คล้ายกันในประเทศที่ต้องพึ่งพาถ่านหินเช่นออสเตรเลีย เพราะเทคโนโลยีและเคมีการดักจับ เช่นเดียวกับการขนส่งและค่าใช้จ่ายการฉีดจากโรงไฟฟ้​​าดังกล่าวจะไม่ได้(ในความรู้สึกโดยรวม)แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญจากประเทศหนึ่งไปยังอีก ประเทศหนึ่ง

เหตุผลที่ CCS ถูกคาดว่าจะเป็นสาเหตุให้เกิดการเพิ่มขึ้นของราคาพลังงานดังกล่าวมีหลายประการ ประการแรก การดักจับและการบีบอัด CO₂ ต้องการพลังงานเพิ่มขึ้น ทำให้ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานของโรงไฟฟ้​​าที่มีการติดตั้ง CCS เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ นอกจากนี้ การลงทุนและค่าใช้จ่ายด้านทุนยังมีการเพิ่มขึ้นอีกด้วย กระบวนการจะเพิ่มความต้องการด้านเชื้อเพลิงของโรงไฟฟ้าที่มี CCS ประมาณ 25% สำหรับโรงไฟฟ้​​าถ่านหินและประมาณ 15% สำหรับโรงไฟฟ้าที่ใช้ก๊าซธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิง ค่าใช้จ่ายของเชื้อเพลิงส่วนเกินนี้เช่นเดียวกับค่าใช้จ่ายของระบบการจัดเก็บและอื่น ๆ คาดว่าจะเพิ่มค่าใช้จ่ายของพลังงานจากโรงไฟฟ้​​าที่มี CCS ประมาณ 30-60% ขึ้นอยู่กับสถานการณ์อย่างใดอย่างหนึ่ง โครงการสาธิต CCS ก่อนเชิงพาณิชย์มีแนวโน้มที่จะมีราคาแพงกว่าเทคโนโลยี CCS ที่สมบูรณ์แล้ว; ค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมโดยรวมของโครงการสาธิต CCS ขนาดใหญ่ในช่วงต้นคาดว่าจะมีมูลค่า 0.5-1.1 พันล้านปอนด์ต่อโครงการตลอดชีวิตของโครงการ การนำไปประยุกย์ใช้อื่น ๆ ก็เป็นไปได้ ในความเชื่อที่ว่าคาร์บอนที่ถูกกักเก็บสามารถนำมาหาประโยชน์ได้เพื่อชดเชยค่าใช้จ่ายในการดักจับและการกักเก็บ, สถาปนิกวอล์คเกอร์ได้ตีพิมพ์การประยุกต์ใช้ก๊าซ CO₂ (CAES) เป็นครั้งแรก เป็นการเสนอให้ใช้ CO₂ ที่ถูกเก็บกักเป็นสถานีเก็บรักษาพลังงานเมื่อวันที่ 24 ตุลาคม 2008 ณ วันนี้ ความเป็นไปได้ของการชดเชยค่าใช้จ่ายที่อาจมีศักยภาพดังกล่าวยังไม่ได้รับการตรวจสอบ

ประมาณการค่าใช้จ่ายของการใช้พลังงานที่มีและไม่มี CCS (ปี 2002 USD ต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง)

	ก๊าซธรรมชาติวงรอบผสม	ผงถ่านหิน	เปลี่ยนเป็นก๊าซบูรณาการวงรอบผสม
ไม่มีการดักจับ (โรงไฟฟ้าอ้างอิง)	0.03–0.05	0.04–0.05	0.04–0.06
มีการดักจับและจัดเก็บในธรณี	0.04–0.08	0.06–0.10	0.06–0.09
(ค่าใช้จ่ายการดักจับและจัดเก็บในธรณี)	0.01–0.03	0.02–0.05	0.02–0.03
มีการดักจับและการสูบน้ำมันแบบก้าวหน้า	0.04–0.07	0.05–0.08	0.04–0.08
ค่าใช้จ่ายทั้งหมดหมายถึงค่าใช้จ่ายสำหรับพลังงานจากโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่ที่สร้างขึ้นใหม่ ค่าใช้จ่ายก๊าซธรรมชาติวงรอบผสมจะขึ้นอยู่กับราคาก๊าซธรรมชาติที่ USD 2.80-4.40 ต่อ GJ (lower heating value (LHV based)) ค่าใช้จ่ายพลังงานสำหรับผงถ่านหินและเปลี่ยนเป็นก๊าซบูรณาการวงรอบผสมจะขึ้นอยู่กับค่าใช้จ่ายถ่านหินที่ USD 1.00-1.50 ต่อ GJ LHV สังเกตว่าค่าใช้จ่ายทั้งหลายขึ้นอยู่กับราคาน้ำมัน(ซึ่งมีการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่อง)บวกกับปัจจัยอื่น ๆ เช่นค่าใช้จ่ายส่วนทุน สังเกตด้วยว่าเมื่อมีการนำไปใช้ทำ EOR, จะประหยัดได้มากขึ้นถ้าน้ำมันมีราคาสูงขึ้น ก๊าซและน้ำมันในปัจจุบันมีราคาสูงกว่าตัวเลขที่ใช้ที่นี่อย่างมีนัยสำคัญ ตัวเลขทั้งหมดในตารางถูกนำมาจากตารางที่ 8.3a ใน [IPCC 2005]

ค่าใช้จ่ายของ CCS ขึ้นอยู่กับค่าใช้จ่ายของการดักจับและการจัดเก็บที่แตกต่างกันไปตามวิธีการที่ใช้ การจัดเก็บทางธรณีวิทยาในโพรงน้ำเกลือหรือในทุ่งน้ำมันหรือก๊าซที่หมดแล้วมักจะมีค่าใช้จ่ายที่ USD 0.50-8.00 ต่อตันของ CO₂ ที่ฉีด บวกเพิ่มอีก USD 0.10-0.30 เป็นค่าใช้จ่ายสำหรับการเฝ้าสังเกต อย่างไรก็ตาม เมื่อการจัดเก็บถูกนำไปรวมเข้ากับการสูบน้ำมันแบบก้าวหน้าเพื่อสกัดน้ำมันเพิ่มเติมจากทุ่งน้ำมัน การจัดเก็บจะให้ผลประโยชน์สุทธิเป็นจำนวน USD 10-16 ต่อตันของ CO₂ ที่ฉีด (ขึ้นอยู่กับราคาน้ำมันในปี 2003) ตัวเลขนี้มีแนวโน้มว่าจะลบล้างบางส่วนของผลกระทบของการดักจับคาร์บอนเมื่อน้ำมันถูกเผาเป็นเชื้อเพลิง แม้ว่าสิ่งนี้จะถูกนำมาคิดด้วย (ตามที่ตารางข้างบนแสดงไว้) ผลประโยชน์ที่ได้ก็มีน้ำหนักเกินกว่าค่าใช้จ่ายส่วนเพิ่มของการดักจับคาร์บอน

ค่ากระแสไฟฟ้าที่ผลิตจากแหล่งเชื้อเพลิงที่แตกต่างกัน รวมทั้งพวกที่ผสมผสานเทคโนโลยีของ CCS ทั้งหลาย สามารถพบได้ใน'ค่ากระแสไฟฟ้าตามแหล่งที่มา' ถ้าการดักจับ CO₂ เป็นส่วนหนึ่งของวัฏจักรเชื้อเพลิงแล้ว ดังนั้น CO₂ จะเป็นมูลค่ามากกว่าที่จะเป็นค่าใช้จ่าย ข้อเสนอเชื้อเพลิงแสงอาทิตย์หรือวัฏจักรก๊าซมีเทนที่นำเสนอโดยสมาคม Fraunhofer ท่ามกลางข้อเสนอของคนอื่น ๆ เป็นตัวอย่างหนึ่ง วัฏจักร "เชื้อเพลิงแสงอาทิตย์" นี้ใช้ส่วนเก​​ินของพลังงานหมุนเวีบนไฟฟ้าเพื่อผลิตไฮโดรเจนด้วยวิธีอิเล็กโทรไลซิสของน้ำ จากนั้นไฮโดรเจนจะนำไปรวมกับ CO₂ เพื่อผลิตเป็นก๊าซธรรมชาติสังเคราะห์ (SNG) และนำปเก็บไว้ในเครือข่ายก๊าซ ดูรายงานค่าใช้จ่ายล่าสุดเกี่ยวกับค่าใช้จ่ายของการดักจับ CO₂ ที่ผลิตโดยแพลตฟอร์มการปล่อยมลพิษเป็นศูนย์ ( Zero Emissions Platform)

รัฐบาลทั่วโลกได้ให้การสนับสนุนด้านเงินทุนในหลากหลายชนิดที่แตกต่างกันสำหรับโครงการสาธิต CCS รวมทั้งเครดิตภาษี, การจัดสรรและการอนุมัติ เงินทุนจะเกี่ยวข้องกับทั้งความปรารถนาที่จะเร่งกิจกรรมด้านนวัตกรรมสำหรับ CCS ให้เป็นเทคโนโลยีคาร์บอนต่ำและความจำเป็นในการจัดกิจกรรมกระตุ้นเศรษฐกิจ ณ ปี 2011 ประมาณ USD 23.5 พันล้านได้รับการจัดสรรให้พร้อมที่จะสนับสนุนโครงการสาธิต CCS ขนาดใหญ่ทั่วโลก

การดักจับและการจัดเก็บคาร์บอนและพิธีสารเกียวโต

วิธีหนึ่งที่จะให้การสนับสนุนด้านเงินทุนสำหรับโครงการ CCS ในอนาคตอาจจะทำผ่านกลไกการพัฒนาที่สะอาดของพิธีสารเกียวโต ที่ COP16 ในปี 2010 องค๋กรย่อยสำหรับคำแนะนำทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ที่การประชุมครั้งที่ 33 ขององค๋กรเอง ได้ออกร่างเอกสารเพิ่อแนะนำการรวมกันของการดักจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และการจัดเก็บในโพรงที่ก่อตัวทางธรณีวิทยาในกิจกรรมของโครงการกลไกการพัฒนาที่สะอาด ใน COP17 ในเดอร์บัน ข้อตกลงขั้นสุดท้ายก็มาถึงเป็นการยอมให้โครงการ CCS สามารถได้รับการสนับสนุนผ่านกลไกการพัฒนาที่สะอาด

ผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อม

คุณความดีทางทฤษฎีของระบบ CCS คือการลดการปล่อย CO₂ ได้ถึง 90% ขึ้นอยู่กับชนิดของโรงไฟฟ้า โดยทั่วไปผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมจากการใช้ CCS จะเกิดขึ้นในระหว่างการผลิตพลังงาน, การดักจับ, การขนส่งและการจัดเก็บ CO₂ ประเด็นต่างๆที่เกี่ยวกับการจัดเก็บได้มีการกล่าวถึงในหัวข้อเหล่านั้น

พลังงานเพิ่มเติมเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการดักจับ CO₂ และนี่หมายความว่าต้องใช้น้ำมันเชื้อเพลิงมากขึ้นเพื่อที่จะผลิตพลังงานจำนวนเท่าเดิม ซึ่งขึ้นอยู่กับชนิดของโรงไฟฟ้า สำหรับโรงไฟฟ้าใหม่แบบซุปเปอร์วิกฤตที่ใช้ผงถ่านหินและใช้เทคโนโลยีในปัจจุบัน ความต้องการพลังงานเพิ่มเติมจะอยู่ในช่วง 24-40% ในขณะที่โรงไฟฟ้าแบบก๊าซธรรมชาติวงรอบผสม (NGCC) จะอยู่ในช่วง 11-22% และสำหรับระบบเปลี่ยนถ่านหินเป็นก๊าซวงรอบผสม (IGCC) จะอยู่ในช่วง 14-25% [IPCC 2005] เห็นได้ชัดว่าการใช้เชื้อเพลิงและปัญหาสิ่งแวดล้อมที่เกิดขึ้นจากการทำเหมืองแร่และการสกัดถ่านหินหรือก๊าซทำให้เกิดปัญหาเพิ่มขึ้นสอดคล้องกัน โรไฟฟ้าที่ติดตั้งระบบกำจัดซัลเฟอร์ในก๊าซไอเสีย (อังกฤษ: flue-gas desulfurization (FGD)) สำหรับการควบคุมก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ก็ต้องการหินปูนในปริมาณที่มากขึ้นตามสัดส่วน และระบบที่ติดตั้งระบบการลดตัวเร่งปฏิกิริยาแบบคัดเลือก (อังกฤษ: selective catalytic reduction systems) สำหรับการลดไนโตรเจนออกไซด์ที่ถูกผลิตขึ้นในระหว่างการเผาไหม้ต้องใช้แอมโมเนียในปริมาณที่มากขึ้นตามสัดส่วน

IPCC ได้จัดให้มีการประเมินการปล่อยมลพิษทางอากาศจากการออกแบบโรงงานที่ใช้ CCS ในรูปแบบต่างๆ (ดูตารางด้านล่าง) ในขณะที่ CO₂ จะลดลงอย่างมากแม้ว่าจะไม่เคยถูกดักจับได้อย่างสมบูรณ์ การปล่อยมลพิษทางอากาศก็เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญโดยทั่วไปเนื่องจากการลงโทษด้านพลังงานของการดักจับ ดังนั้นการใช้ CCS นำมาซึ่งการลดลงของคุณภาพอากาศ ชนิดและปริมาณของมลพิษทางอากาศยังคงขึ้นอยู่กับเทคโนโลยี CO₂ จะถูกดักจับด้วยตัวทำละลายด่างที่จะจับ CO₂ ที่เป็นกรดที่อุณหภูมิต่ำในตัวดูดซับ (อังกฤษ: absorber) และจะปล่อย CO₂ ที่อุณหภูมิที่สูงขึ้นในตัว desorber โรงไฟฟ้า CCS ที่ใช้แอมโมเนียแช่เย็นก็จะมีการปล่อยก๊าซแอมโมเนียสู่อากาศอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้. "ฟังก์ชันแอมโมเนีย" จะปล่อยแอมโมเนียน้อยลง แต่เอมีนอาจก่อตัวเป็นเอมีนรอง และปรากฏการณ์เช่นนี้จะปล่อยไนโตรซาที่ที่ระเหยเป็นไอได้รวดเร็ว โดยทำปฏิกิริยาด้านข้างกับ nitrogendioxide ซึ่งมีอยู่ในก๊าซไอเสียใด ๆ แม้แต่หลังจากอุปกรณ์กำจัดไนโตรเจนอ๊อกไซด์ (DeNOx) อย่างไรก็ตาม มีเอมีนขั้นสูงระหว่างการทดสอบที่มีความดันไอน้อยหรือไม่มีเลยเพื่อหลีกเลี่ยงการปล่อยก๊าซเอมีนและไนโตรซามีนเหล่านี้แล้วแต่กรณี อย่างไรก็ตามเอมีนจากโรงไฟฟ้าที่ดักจับได้ทั้งหมดมีบางอย่างที่เหมือนกัน ที่ในทางปฏิบัติ 100% ของก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ที่เหลือจากโรงไฟฟ้าจะถูกชะล้างออกจากก๊าซไอเสีย ฝุ่น/เถ้าก็จะถูกดำเนินการในลักษณะเดียวกัน

การปล่อยก๊าซสู่อากาศจากโรงงานที่มี CCS (kg/(MW•h))

	ก๊าซธรรมชาติวงรอบผสม	ผงถ่านหิน	การเปลี่ยนเป็นก๊าซแบบบูรณาการวงรอบผสม
CO2	43 (-89%)	107 (−87%)	97 (−88%)
NOX	0.11 (+22%)	0.77 (+31%)	0.1 (+11%)
SOX	-	0.001 (−99.7%)	0.33 (+17.9%)
แอมโมเนีย	0.002 (ก่อนหน้า: 0)	0.23 (+2200%)	-
ตามตาราง 3.5 ใน [IPCC, 2005]. ตัวเลขในวงเล็บแสดงการเพิ่มขึ้นหรือลดลงเมื่อเปรียบเทียบกับโรงไฟฟ้าที่คล้ายกันแต่ไม่มี CCS.