碳捕集與封存（Carbon Capture and Sequestration，簡稱CCS）的總體目標是將二氧化碳（CO2）儲存在地質(zhì)構(gòu)造中，以減少環(huán)境中的二氧化碳含量并降低災難性氣候變化的風險。自19世紀初工業(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)變需要時間，我們預計將非常需要防止二氧化碳進入大氣。捕獲它并在地質(zhì)上儲存它，提供了一個機會，特別是因為能源行業(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層。

另一個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 輸送到一組壓縮機注入地下儲存。

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。這對建筑材料，尤其是碳鋼和聚合物材料構(gòu)成了重大風險。

幸運的是，有幾種關于鋼鐵上二氧化碳的腐蝕模型可以提供對長期腐蝕速率的合理和保守的預測。經(jīng)驗豐富的材料和腐蝕工程師可以使用這些模型來預測金屬損失率，并有效管理與大規(guī)模CCS相關的風險。

在CCS捕集選項中，燃燒后捕集可能是最成熟的，該過程包括相當標準化的套件。但無論采用什么工藝，設計團隊都會有很多顧慮：

原料氣的來源和性質(zhì)

項目目的（單獨封存或封存+利用+EOR…等）和系統(tǒng)的規(guī)模（單一來源與多個來源）

系統(tǒng)自動化和可靠性目標

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

對系統(tǒng)狀態(tài)的長期監(jiān)測要求和剩余壽命的定期評估 – 侵蝕和腐蝕管理，包括性能指標和操作窗口

這最后一項可能是最重要的，因為目前在公用事業(yè)規(guī)模碳捕獲方面的經(jīng)驗相對較少。如果要對大氣中的CO2產(chǎn)生任何可測量的影響，這些系統(tǒng)將需要非常大的系統(tǒng)。

這些設施的安全和經(jīng)濟的長期運行對于其采用和成功應用以解決氣候變化和能源需求的困境至關重要。