随着工业化进程和社会经济的发展，化石燃料燃烧所导致的空气污染和温室效应已严重威胁着人类赖以生存的地球环境。CO2是主要的温室气体，占全部温室气体的60％以上（IPCC，2005）。政府间气候变化专门委员会（IPCC）研究报告指出，大气中CO2的平均体积分数由工业革命前的2.78×10－2增加到了1994年的3.56×10－2。正在以每年1.5％的速率增加（Gentzis，2000）。该委员会还指出，预测到2100年，全球的平均地表气温将比1990年上升1.4～5.8℃，这将是20世纪内增温值的2～10倍，也是近10 000年来最显著的增温。
为了避免温室效应可能给人类带来的诸如冰川消融、海平面上升、海水酸化等灾害，应控制CO2气体向大气中的排放量，减少其在大气中过量聚集。1992年6月4日，联合国在纽约总部通过了《联合国气候变化框架公约》（以下简称《公约》）。《公约》规定发达国家应采取积极的措施限制温室气体排放，同时规定发展中国家履行《公约》增加的费用由发达国家提供，并采取一切可行的措施促进和保证有关技术转让的进行。2009年12月，在丹麦首都哥本哈根召开的《公约》第15次缔约方会议，世界各国更加意识到了CO2减排的重要性及紧迫性，也都相继作出了CO2减排的决定。我国作为负责任的大国承诺：到2020年单位国内生产总值CO2排放比2005年下降40％～45％。2014年11月12日，中美发表气候变化联合声明，美国计划于2025年实现在2005年基础上减排26％～28％的全经济范围减排目标，并将努力减排28％。中国计划2030年左右CO2排放达到峰值且将持续减排，并计划到2030年非化石能源占一次能源消费比重提高到20％左右。
目前降低大气中CO2浓度的方法主要有（Schrag，2007）：①提高能源利用率，减少能源的消耗总量；②开发新能源和清洁能源，如核能、风能、水能和太阳能等；③CO2的捕集与封存（Carbon Dioxide Capture and Storage，CCS），指将集中排放的CO2收集起来，运送到指定地点，并封存起来，从而减少CO2向大气的排放。其中，前两种方案是长期规划，短时间内难以实现。而第三种方案，全球埋存潜力巨大，且具有很高的安全性。CO2封存的主要场所包括：海洋、废弃的油气田、不可采的贫瘠煤层、地下深部咸水层等（图1－1）。
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