在众多工业流程中，二氧化碳（CO2）常与其他气体共同产生，如发电、钢铁与水泥制造、氢气生产和精炼燃料生产等过程中的废气。碳捕集，即从这些混合气体中分离出CO2，涵盖发电厂废气、工业烟道气体以及工艺排放物，甚至包括从大气中捕捉CO2的技术。部分高浓度CO2来源，如生物乙醇发酵产生的，能够直接进行脱水压缩，无需从复杂的气体混合物中分离。
碳捕集、利用和封存（CCUS）技术中，CO2捕集是关键一环，其中包括了运输技术。为实现CO2的有效分离，主要采用四种捕集技术：
- 将CO2融合进另一种材料的本体相内进行吸收；
- 将CO2吸附在另一种材料的表面上；
- 利用特殊膜技术，依据溶解度或扩散率的差异选择性分离CO2；
- 通过低温工艺，降低气流温度以分离CO2。
每一种技术都有其独特的优缺点。在实际应用中，选择何种捕集技术主要取决于源气流的体积、CO2浓度、气体混合物中的污染物种类、混合物的压力和温度，以及所需的CO2纯度等因素。这些因素共同影响着最佳技术选择和CO2捕集相关成本的确定。
40多年来，吸收法在气体混合物中分离CO2方面一直是最主要手段，成为应用最广泛的捕集技术。其成熟的技术体系使得它在中短期内成为主流选择。相比之下，吸附和膜技术在部分行业中也得到应用，但尚处于发展阶段。虽然低温捕集仍处于早期应用阶段，但它具有跨行业应用的潜力，将在后续的探讨中进一步展开。
在，多个行业都需要应用CO2捕集技术。包括电力和发电、石油和煤炭产品制造、纸浆和造纸、水泥和混凝土生产等多个领域。在这些行业中，已有多个大型的CO2捕集项目运行多年。大部分项目使用不同的胺溶剂来吸收并捕获CO2。除了传统的吸收法，还有一个项目采用了真空变压吸附的特殊技术。
- 自1972年的德克萨斯州特雷尔天然气加工厂开始实施首个二氧化碳捕集项目以来，通过物理溶剂从高压天然气流中分离CO2的技术不断得到应用。
- 1978年的特罗纳工厂是全球首个在近大气条件下捕获二氧化碳的项目。
- 进入新世纪后，如北达科他州大平原合成燃料项目等煤气化设施也开始采用吸收型物理溶剂来捕获二氧化碳。
- 其他如州和Sleipner的项目在成功运营的同时展示了CO2封存技术的应用。
- 近年来如德克萨斯州蒸汽甲烷重整器项目和加拿大边界大坝项目等也都在不同程度上实现了CO2的捕获和利用。
实施和维护CO2捕集技术的成本因应用的不同而异。如高浓度CO2源或对出口CO2纯度要求较低的应用具有较低的分离成本。反之，需要更高出口纯度或低浓度源的应用成本则较高。在CCUS供应链中，二氧化碳捕集通常是最大的成本组成部分，占项目成本的75%。然而对于与高浓度CO2源（如天然气加工或生物乙醇发酵）相关的项目而言，其捕集成本可能相对较低。
参考文献：《Meeting the Dual Challenge: A Roadmap to At-Scale Deployment of Carbon Capture, Use, and Storage》