海水、绿色植被都是蓄碳池体系的组成部分，现今地球的海水里充满了远古时代的碳，其总量大约有35万亿吨。而经过数千万年的时间，地球上的原始森林也吸进了数万亿吨的二氧化碳。被植物所捕获到的大多数二氧化碳经过数十亿年的时间，都演变成更加固定的地质形态，包括石灰石、页岩，也包括煤炭、石油和天然气等碳氢化合物。
直到大约500年前，这种自然碳捕获的过程都进行得十分顺利。碳的循环在当时达到了一定的平衡：腐烂的植物或者火焰每排放一个二氧化碳分子，森林或海洋就会重新吸收一个同样的分子。空气中的二氧化碳浓度为百万分之二百七十。
然而，从公元1500年开始，这种平衡被逐渐打乱。由于农业的发展和对木材的需要耗尽了森林，地球吸进碳的能力逐步下降。更为重要的是，对能源需求贪得无厌的工业革命引发了碳氢化合物燃烧量的骤增，从而扭转了数亿年来碳储存的平衡。从18世纪末以来，人为的二氧化碳排放量已经从微不足道的每年1亿吨上升到每年63亿吨，大约比生物圈所能吸收的量多了一倍。由于每年进入大气层中的碳量比被捕获的碳量多出32亿吨左右，所以大气层中碳的聚集量开始上升，增加到了现在的每百万分之三百八十以上。
在这种背景下，人类开始了人为碳捕获与封存技术的尝试。碳捕集与封存（简称CCS）是指将大型发电厂、钢铁厂、化工厂等排放源产生的二氧化碳收集起来，用各种方法储存以避免其排放到大气中的一种技术。它包括二氧化碳捕集、运输以及封存三个环节，可以使单位发电碳排放减少85%至90%。
对于中国来说，解决煤炭污染问题是非常重要的。中国的煤炭资源丰富，也是煤炭使用大国。但众所周知，煤炭造成的污染破坏也是很严重的。如果不解决煤炭产生大量二氧化硫、二氧化碳排放的问题，中国的环境污染问题就难以得到解决。同时，随着世界对全球气候变暖问题越来越关注，中国因此承受的国际压力也会越来越大。因此，中国应及早自行开发碳捕捉及封存技术。如果不及早自行开发清洁煤炭技术，中国今后还将被迫去购买美国或别国的相关技术，处境会相当被动。
碳捕捉及封存技术是将煤电厂释放的二氧化碳捕获，经过压缩，然后埋入岩层或海底，达到减少80－90%碳排放的目的。应用碳捕捉及封存技术将使煤电成本增加21－91%。如果能将捕获的二氧化碳加以利用，比如注入油田以增加石油的产量，成本就可能降低。
要减少一种物质对人类的危害，最好的办法就是科学利用。二氧化碳其实也有两面性。一方面会产生温室效应；另一方面也会对人类有利，比如说用作植物气肥和果蔬保鲜剂。还可作为某些灭火器的原料，工业上可制纯碱、尿素、汽水等，二氧化碳的成品干冰可作制冷剂，保藏容易变坏的食物，还可用于人工降雨。
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