การดักจับและการจัดเก็บคาร์บอน

ภาพแสดงการแยกเก็บทั้งบนพื้นราบและใต้ดินของคาร์บอนไดออกไซด์ที่ถูกปลดปล่อยออกมาจากโรงไฟฟ้าถ่านหิน
การดักจับและการจัดเก็บคาร์บอน หรือ (อังกฤษ: Carbon Capture and Storage, CCS) (หรือ การดักจับและการแยกเก็บคาร์บอน (อังกฤษ: carbon capture and sequestration) เป็นกระบวนการของการดักจับแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ที่เป็นของเสียจากแหล่งกำเนิดขนาดใหญ่เช่นโรงไฟฟ้าพลังงานฟอสซิล จากนั้นทำการขนส่งไปยังสถานที่จัดเก็บและเก็บกักมันไว้ในสถานที่ที่มันจะไม่สามารถกลับเข้าสู่บรรยากาศได้ สถานที่ดังกล่าวปกติมักจะเป็นโพรงทางธรณีวิทยา (อังกฤษ: geological formation) ที่อยู่ใต้ดิน จุดมุ่งหมายคือการป้องกันไม่ให้มีการปล่อย CO2 ในปริมาณมากเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ (จากการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลในการผลิตไฟฟ้าและอุตสาหกรรมอื่น ๆ) มันเป็นมาตรการที่มีศักยภาพเพื่อการบรรเทาการมีส่วนร่วมของการปล่อยก๊าซจากเชื้อเพลิงฟอสซิลที่ทำให้เกิดภาวะโลกร้อน และการเป็นกรดของมหาสมุทร แม้ว่า CO2 ได้ถูกฉีดเข้าไปในโพรงทางธรณีวิทยาเป็นเวลาหลายทศวรรษมาแล้วก็ตามเพื่อวัตถุประสงค์หลายอย่าง รวมทั้งเพื่อการสูบน้ำมันดิบอย่างก้าวหน้า (อังกฤษ: enhanced oil recovery, EOR), การจัดเก็บ CO2 ระยะยาวก็ยังเป็นแนวคิดที่ค่อนข้างใหม่ ตัวอย่างในเชิงพาณิชย์ครั้งแรกเป็นของโครงการ Weyburn ในปี 2000 ตัวอย่างอื่น ๆ ได้แก่ โรงไฟฟ้า SaskPower ในโครงการ Boundary Dam และโรงไฟฟ้ามิสซิสซิปปี ในโครงการ Kemper นอกจากนี้ 'CCS' ยังสามารถนำมาใช้เพื่อฟอก (อังกฤษ: scrubbing) ก๊าซ CO2 จากอากาศโดยรอบในฐานะที่เป็นเทคนิควิศวกรรมสภาพภูมิอากาศ (อังกฤษ: climate engineering technique)
โรงไฟฟ้​​าที่มี CCS ขนาดนำร่องแบบบูรณาการจะเริ่มดำเนินงานในเดือนกันยายน 2008 ในโรงไฟฟ้า Schwarze Pumpe ของเยอรมันตะวันออกที่ดำเนินการโดยบริษัทสาธารณูปโภค Vattenfall ในความหวังเพื่อตอบคำถามเกี่ยวกับความเป็นไปได้ทางเทคโนโลยีและประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจของ CCS ที่จะนำไปใช้กับโรงไฟฟ้​​าแบบทั่วไปสมัยใหม่ มัน​​สามารถลดการปล่อย CO2 เข้าสู่ชั้นบรรยากาศลงประมาณ 80-90% เมื่อเทียบกับโรงงานที่ไม่มี CCS IPCC ประเมินว่าศักยภาพทางเศรษฐกิจของ CCS จะอยู่ระหว่าง 10% ถึง 55% ของความพยายามบรรเทาผลกระทบคาร์บอนทั้งหมดจนถึงปี 2100
การดักจับและการบีบอัด CO2 อาจเพิ่มการใช้เชื้อเพลิงสำหรับโรงไฟฟ้าถ่านหินที่ติดตั้ง CCS ประมาณ 25-40% ค่าใช้จ่ายของความต้ององการเหล่านี้และของระบบอื่น ๆ คาดว่าจะไปเพิ่มค่ากระแสไฟฟ้าประมาณ 21-91% สำหรับโรงไฟฟ้าที่สร้างตามวัตถุประสงค์นี้ การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีนี้กับโรงงานที่มีอยู่จะมีราคาแพงมากขึ้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าพวกมันอยู่ห่างไกลจากสถานที่จัดเก็บ รายงานอุตสาหกรรมล่าสุดแนะนำว่าด้วยการวิจัย การพัฒนาและการวางระบบใช้งาน (อังกฤษ: research, development and deployment (RD&D)) ที่ประสบความสำเร็จ, การผลิตไฟฟ้าจากถ่านหินที่มีการแยกเก็บ CO2 ในปี 2025 อาจมีค่าใช้จ่ายน้อยกว่าการผลิตไฟฟ้าจากถ่านหินที่ไม่มีการแยกเก็บในวันนี้
การจัดเก็บ CO2 เป็นได้ทั้งในโพรงลึกทางธรณีวิทยาหรือในรูปแบบของแร่คาร์บอเนต การจัดเก็บในทะเลลึกจะพิจารณาว่าเป็นไปไม่ได้อีกต่อไปเพราะมันเป็นการเพิ่มปัญหาขึ้นอย่างมากด้วยการเป็นกรดของมหาสมุทร โพรงทางธรณีวิทยาได้รับการพิจารณาในขณะนี้ว่าเป็นสถานที่แยกเก็บก๊าซที่ให้ความหวังมากที่สุด ห้องปฏิบัติการทางเทคโนโลยีพลังงานแห่งชาติ (NETL) รายงานว่าทวีปอเมริกาเหนือมีความจุของการจัดเก็บมากพอสำหรับแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ที่มีมูลค่าการผลิตตามอัตราในปัจจุบันถึงกว่า 900 ปี ปัญหาทั่วไปก็คือการคาดการณ์ในระยะยาวเกี่ยวกับการรักษาความปลอดภัยของการจัดเก็บใต้ทะเลลึกหรือใต้ดินเป็นเรื่องยากมากและมีความไม่แน่นอน และยังคงมีความเสี่ยงที่ CO2 อาจจะรั่วไหลออกสู่ชั้นบรรยากาศ