全球气候变暖已经一个亟待人类共同努力来解决的严重问题。引发全球气候变化的主要原因是，过去一百多年间，人类一直依赖石油煤炭等化石燃料来提供生产生活所需的能源，燃烧这些化石能源排放的二氧化碳（CO2）等温室气体，使得温室效应增强。因此，国际社会在《联合国气候变化框架公约》基础上对全球气候变化问题进行了广泛合作。缔约国于1997年签定的《京都议定书》设定了主要工业化国家减少温室气体排放的目标。降低碳排放从此成了全球应对气候变化共同努力的目标。

今天，我们距离实现大多数温室气体减排目标还有不小差距。按照京都议定书，到2010年欧洲的温室气体排放应该在1990年水平基础上减少8%。但从现有的实施情况来看，届时有可能还达不到规定目标的一半。与此同时，全球气温上升速度比预期快。在最近的联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC）会议上提出，到本世纪末，全球气温有可能会上升7度。IPCC同时还承认，大家可能低估了气候变化问题的严重性。自2000年以来，温室气体排放量的增长速度远远超过预期。众所周知，CO2是造成全球气候变暖的主要温室气体，将减排目标转变为行业的实际变化，从而在更大范围内抑制碳排放，我们需要从现在起做更多的努力。

如果将全球温室气体排放量按行业统计，发电行业是最大的排放源，占全球碳排放的25.6% ，而且在2050年之前将是增长最快的排放源。而燃煤发电又是发电行业中碳排放的最主要来源。全球发电行业燃煤发电占40%。由于其储量巨大并且价格低廉，燃煤发电还将延续增长的趋势，中国和印度的速度尤其惊人。照这样的趋势发展，到2030年，全球发电总量将比现在增加一倍而达到33万亿度，煤炭仍将是主要发电燃料 。

由此可见，碳减排要获得突破性进展，需要发电方式的根本性转变。目前，可再生能源和核电已经站在应对气候变化的前列，世界范围内这两大领域的投资仅2008年一年就达上千亿美元，这些替代发电方式有望在未来能源供应中发挥更大作用。但这些技术都各自面临一些问题（如公共安全、土地需求、供电间隙性等），并且要达到规模经济尚需时日。而现实是紧迫的，全球有大量的化石燃料电厂在运行，发展中国家如印度和中国，新建电厂仍以化石燃料为主。这就需要找到一种针对化石燃料发电的脱碳解决方案。

如前所述，缓解全球变暖的关键是减少碳排放，在减少碳排放的过程中，发电厂所肩负的责任最为重大，而在煤电当道，替代发电无法短期内实现规模效应的情况下，就引出了本文要讨论的碳捕集和储存（Carbon Capture and Storage, CCS）技术。

一、碳捕集和储存是一种主要针对燃煤发电碳排放的解决方案

1、CCS定义

对于CCS的定义有许多，目前被广泛接受的定义是“一个从工业和能源相关的生产活动中分离二氧化碳，运输到储存地点，长期与大气隔绝的过程”。CCS的产业链由四部分组成（图1示），即（1）捕集、（2）运输、（3）存储和监测，（4）用于增加石油采收率（EOR）。通俗而言，CCS就是在二氧化碳排放之前就对其捕捉，然后通过管线或船舶运到封存地，最后压缩注入地下，达到彻底减排的目的。

如果技术发展成熟，CCS将成为一个可以使燃煤发电接近“零碳”排放的技术产业链。目前实验中的CCS技术可消除85~95%的二氧化碳。另外一些处于研发阶段的技术（化学循环）已证明可以消除99.5%的二氧化碳……