碳捕集與封存（Carbon Capture and Sequestration，簡(jiǎn)稱CCS）的總體目標(biāo)是將二氧化碳（CO2）儲(chǔ)存在地質(zhì)構(gòu)造中，以減少環(huán)境中的二氧化碳含量并降低災(zāi)難性氣候變化的風(fēng)險(xiǎn)。自19世紀(jì)初工業(yè)革命開始以來，大氣中的二氧化碳排放率和數(shù)量一直在穩(wěn)步增加。

由于向可再生和更環(huán)保的能源形式的轉(zhuǎn)變需要時(shí)間，我們預(yù)計(jì)將非常需要防止二氧化碳進(jìn)入大氣。捕獲它并在地質(zhì)上儲(chǔ)存它，提供了一個(gè)機(jī)會(huì)，特別是因?yàn)槟茉葱袠I(yè)已經(jīng)這樣做了近40年，不是為了減少碳排放，而是作為提高石油采收率(EOR)的一種手段。

現(xiàn)有的 CO2 捕集工藝從工業(yè)過程中獲取煙氣或廢氣，去除 CO2 并將其壓縮成超臨界流體，該流體可以注入地下儲(chǔ)層。

另一個(gè)過程稱為直接空氣捕獲。直接空氣捕集使用CO2吸收劑直接從大氣中去除CO2，將其轉(zhuǎn)化為固體碳酸鹽。然后，加熱和干燥器將干燥的 CO2 輸送到一組壓縮機(jī)注入地下儲(chǔ)存。

無論采用何種工藝，系統(tǒng)的大部分都將用于處理大量的二氧化碳和水。這對(duì)建筑材料，尤其是碳鋼和聚合物材料構(gòu)成了重大風(fēng)險(xiǎn)。

幸運(yùn)的是，有幾種關(guān)于鋼鐵上二氧化碳的腐蝕模型可以提供對(duì)長期腐蝕速率的合理和保守的預(yù)測(cè)。經(jīng)驗(yàn)豐富的材料和腐蝕工程師可以使用這些模型來預(yù)測(cè)金屬損失率，并有效管理與大規(guī)模CCS相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)。

在CCS捕集選項(xiàng)中，燃燒后捕集可能是最成熟的，該過程包括相當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)化的套件。但無論采用什么工藝，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)都會(huì)有很多顧慮：

原料氣的來源和性質(zhì)

項(xiàng)目目的（單獨(dú)封存或封存+利用+EOR…等）和系統(tǒng)的規(guī)模（單一來源與多個(gè)來源）

系統(tǒng)自動(dòng)化和可靠性目標(biāo)

超臨界CO2注入材料（濕CO2腐蝕性很強(qiáng)），包括精心挑選的軟質(zhì)貨物和密封件

對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)的長期監(jiān)測(cè)要求和剩余壽命的定期評(píng)估 – 侵蝕和腐蝕管理，包括性能指標(biāo)和操作窗口

這最后一項(xiàng)可能是最重要的，因?yàn)槟壳霸诠檬聵I(yè)規(guī)模碳捕獲方面的經(jīng)驗(yàn)相對(duì)較少。如果要對(duì)大氣中的CO2產(chǎn)生任何可測(cè)量的影響，這些系統(tǒng)將需要非常大的系統(tǒng)。

這些設(shè)施的安全和經(jīng)濟(jì)的長期運(yùn)行對(duì)于其采用和成功應(yīng)用以解決氣候變化和能源需求的困境至關(guān)重要。