随着全球气候变化问题的日益严重，减少温室气体排放已成为全球共识。燃烧煤炭作为主要的过程能源之一，其燃烧过程中产生的碳捕大量二氧化碳（CO₂）是导致全球变暖的主要原因之一。因此，集封开发和应用碳捕集与封存（Carbon Capture and 存技Storage, CCS）技术，对于减缓气候变化、煤炭实现可持续发展具有重要意义。燃烧
碳捕集技术是碳捕指在煤炭燃烧过程中，通过物理或化学方法将产生的集封二氧化碳从烟气中分离出来，以减少其向大气中的存技排放。目前，煤炭主要的燃烧碳捕集技术包括以下几种：
燃烧前捕集技术主要应用于整体煤气化联合循环（IGCC）发电系统。在煤炭气化过程中，过程通过将煤炭转化为合成气（主要成分为一氧化碳和氢气），然后通过水煤气变换反应将一氧化碳转化为二氧化碳，最后通过物理或化学方法将二氧化碳从合成气中分离出来。这种技术的优点是二氧化碳浓度较高，捕集效率较高，但设备投资和运行成本较高。
燃烧后捕集技术是指在煤炭燃烧后，从烟气中分离二氧化碳。目前，最常用的方法是利用化学吸收剂（如胺类溶液）与烟气中的二氧化碳发生化学反应，形成稳定的化合物，然后通过加热解吸将二氧化碳释放出来。这种技术的优点是适用于现有的燃煤电厂，改造相对容易，但能耗较高，且吸收剂易降解。
富氧燃烧技术是指在燃烧过程中使用纯氧或富氧空气代替普通空气，以减少烟气中的氮气含量，从而提高二氧化碳的浓度，便于后续的捕集和处理。这种技术的优点是二氧化碳浓度高，捕集效率高，但需要额外的制氧设备，增加了运行成本。
碳封存技术是指将捕集到的二氧化碳安全地封存于地下或海底，以防止其重新进入大气。目前，主要的碳封存技术包括以下几种：
地质封存是指将二氧化碳注入地下深层地质构造中，如枯竭的油气田、深部咸水层等。这些地质构造具有良好的封闭性和稳定性，能够长期有效地封存二氧化碳。地质封存的优点是封存容量大，技术相对成熟，但需要详细的地质勘探和监测，以确保封存的安全性。
海洋封存是指将二氧化碳注入深海或海底沉积层中。由于深海的高压和低温环境，二氧化碳可以以液态或水合物的形式存在，从而减少其向大气中的释放。海洋封存的优点是封存容量巨大，但可能对海洋生态系统造成潜在影响，需要进一步研究和评估。
矿物封存是指利用二氧化碳与某些矿物（如橄榄石、蛇纹石等）发生化学反应，生成稳定的碳酸盐矿物，从而实现二氧化碳的长期封存。这种技术的优点是封存稳定，不会对环境造成影响，但反应速度较慢，需要进一步的技术改进。
尽管碳捕集与封存技术在减少二氧化碳排放方面具有巨大潜力，但其广泛应用仍面临诸多挑战：
碳捕集与封存技术的设备投资和运行成本较高，尤其是对于现有的燃煤电厂，改造费用巨大。此外，碳捕集过程中的能耗较高，增加了整体运行成本。因此，降低技术成本是推动其广泛应用的关键。
碳捕集与封存技术的推广需要政府的政策支持和资金投入。目前，许多国家已经出台了相关的政策和法规，鼓励企业采用碳捕集与封存技术。然而，政策的稳定性和长期性仍需进一步加强，以吸引更多的投资和技术创新。
碳捕集与封存技术涉及地下封存和海洋封存等复杂过程，公众对其安全性和环境影响存在一定的担忧。因此，加强公众教育和宣传，提高公众对碳捕集与封存技术的认知和接受度，是推动其广泛应用的重要环节。
碳捕集与封存技术仍处于发展阶段，许多关键技术仍需进一步研发和改进。例如，提高碳捕集效率、降低能耗、开发新型吸收剂和封存材料等。此外，跨学科的合作和国际间的技术交流也是推动技术发展的重要途径。
碳捕集与封存技术作为减少煤炭燃烧过程中二氧化碳排放的重要手段，具有广阔的应用前景。尽管面临技术成本、政策支持、公众认知和技术研发等多方面的挑战，但随着技术的不断进步和政策的逐步完善，碳捕集与封存技术将在全球应对气候变化、实现可持续发展中发挥越来越重要的作用。
