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編者注：這是關於碳捕獲與封存的五個專題系列文章中的第一篇，該系列文章於2009年4月6日至4月10日每天釋出。
像所有大型燃煤發電廠一樣，位於德國施普雷姆貝格的1600兆瓦容量的施瓦澤普姆佩電廠無疑是骯髒的。然而，該設施的一個小小的附加部分——一個向當地工業客戶輸送30兆瓦蒸汽的小型鍋爐——代表了從燃燒化石燃料造成的全球氣候變化後果中獲得救贖的希望。
為了加熱那個鍋爐，潮溼、易碎的棕色煤，被稱為褐煤（它比硬質黑色無煙煤的汙染更嚴重），在純氧存在的情況下燃燒，這個過程被稱為富氧燃燒，釋放出水蒸氣和更臭名昭著的溫室氣體——二氧化碳 (CO2) 作為廢物。透過在簡單的管道中冷凝水，擁有該電廠的瑞典公用事業公司Vattenfall捕獲並隔離了幾乎95%的CO2，純度高達99.7%。
然後，二氧化碳被壓縮成液體，並交給另一家公司Linde出售；潛在的使用者範圍從碳酸飲料製造商（如可口可樂）到利用它從衰退的礦藏中擠出更多石油的石油公司。然而，原則上，二氧化碳也可以被泵入地下深處，並安全地鎖定在特定的岩層中數千年。
從國際能源署到聯合國批准的政府間氣候變化專門委員會 (IPCC)，這種碳捕獲與封存(CCS)，特別是對於燃煤發電廠來說，已被確定為實現大幅、快速減少溫室氣體排放的關鍵技術。畢竟，煤炭燃燒每年排放的300億噸二氧化碳中，占人類活動排放量的40%。
華盛頓特區智庫皮尤全球氣候變化中心的區域氣候變化政策協調員史蒂夫·考德威爾表示：“美國和其他國家有可能在繼續依賴煤炭作為能源來源的同時，保護氣候免受煤炭相關的巨大溫室氣體排放的影響。”
甚至巴拉克·奧巴馬總統也稱該技術對“能源獨立”很重要，並在7870億美元的《美國復甦與再投資法案》中為“清潔煤”發電撥款34億美元。
目前，有三種技術可以在發電廠捕獲二氧化碳。其中一種，如在施瓦澤普姆佩電廠，涉及富氧燃燒工藝：在純氧中燃燒煤炭，產生富含二氧化碳的排放流。第二種是使用各種形式的化學物質——以胺洗滌器、特殊膜或離子液體的形式——從更混合的廢氣中提取二氧化碳。第三種是氣化，其中首先將液體或固體燃料轉化為合成天然氣；可以從天然氣轉化過程中分離出二氧化碳。
美國的一些公用事業公司已經建造或升級了捕獲二氧化碳的電廠，他們要麼儲存二氧化碳，要麼出售二氧化碳。位於馬里蘭州坎伯蘭的180兆瓦的勇士跑燃煤發電廠已經捕獲了96%的二氧化碳排放物，用於出售作為滅火器或乾冰。田納西州金斯波特的金斯波特發電廠自1984年以來一直在捕獲二氧化碳，並將其出售給碳酸飲料製造商。
自2001年以來，美國能源部 (DoE) 已投資超過30億美元，資助七個區域合作伙伴關係開展的多個碳捕獲與封存專案，包括在威斯康星州基諾沙縣的大型燃煤普萊森特草原發電廠和俄亥俄州沙迪賽德的 R.E. Burger 電廠進行的氨捕獲技術示範。奧巴馬政府甚至可能重啟未來發電專案——一個可以捕獲90%排放物的275兆瓦整體煤氣化聯合迴圈發電廠；布什政府因成本飆升而取消了該專案（可能存在計算錯誤）。美國能源部已為使用碳捕獲與封存技術的燃煤發電廠提供至少80億美元的貸款擔保。
澳大利亞和中國已在試驗工廠中證明了燃燒後捕獲是可行的。在維多利亞州洛陽發電站，澳大利亞聯邦科學與工業研究組織 (CSIRO) 運營的試驗工廠每年將捕獲1000噸二氧化碳；澳大利亞研究組織還與中國的華能集團合作，使用胺洗滌器從北京的聯合發電廠捕獲二氧化碳，然後出售。
儘管世界各地有多個專案在研究或測試碳捕獲與封存的各個方面，但很少有專案與全尺寸發電廠連線：一個平均每天產生500兆瓦以上和10,000噸以上二氧化碳的發電廠，這是排放問題的核心。而少數與全尺寸發電廠連線的專案，要麼在捕獲後排放二氧化碳，要麼出售二氧化碳，而不是採取下一步措施並將溫室氣體儲存在地下。
“滿負荷執行時，每小時產生9噸二氧化碳，”Vattenfall的碳捕獲與封存發言人斯塔凡·戈爾茨在談到施瓦澤普姆佩電廠價值1億美元的碳捕獲與封存示範鍋爐時說道。但他承認，“我們還沒有儲存地點。”