Carbon Capture Storage (CCS) –Technologien werden zunächst an neuen Kraftwerken erprobt. Wenn die technische, wirtschaftliche und umweltverträgliche Machbarkeit der gesamten Technologielinie nachgewiesen ist, dann sollen auch bestehende Kraftwerke mit bereits moderner Technik („capture ready“ – Anlagen) nachgerüstet werden. Damit CCS Technologien den großtechnischen Durchbruch erzielen können, muss jeder der drei Teilprozesse (Abtrennung, Transport und Speicherung) optimiert werden. Derzeitige Schätzungen gehen davon aus, dass auf die Abtrennung 60%, die Kompression 15%, den Transport 10% und die Speicherung 15% der zusätzlichen Kosten entfallen. Die  Abtrennverfahren sollen sich räumlich wie technisch in die Kraftwerke und deren Prozesse integrieren lassen. Aus wirtschaftlich- technischen Gründen muss das Gas CO₂ verflüssigt und unter den geografischen Bedingungen in Deutschland am günstigsten durch Pipelines zu den Speicherstätten transportiert werden. Unter diesen Vorzeichen wird zukünftig bei der Standortentscheidung für ein Kraftwerk auch die räumliche Nähe zu den CO₂-Speichern und damit eine Verringerung des Transportaufwands eine Rolle spielen. Als Speicherstätten kommen in Deutschland ausschließlich tiefe geologische Formationen mit entsprechenden Deckschichten in Betracht. Dort soll das Gas dauerhaft verbleiben, ohne derzeitige oder zukünftige Trinkwasservorkommen zu beeinflussen. Derartige Speicher sollen eine maximale Leckagerate von 0,01% pro Jahr haben, d. h. nach 1.000 Jahren wären noch 90% und nach 10.000 Jahren wären noch 40% des CO₂ im Speicher. Das kommt etwa dem Turnus natürlicher Warm- und Kaltzeiten nahe. Auch die chemische Reinheit des CO₂ ist von Bedeutung. Unerwünschte Begleitstoffe, wie z. B. Wasserdampf oder Schwefelverbindungen, erhöhen den Energieaufwand bei der Gaskompression. Außerdem können sie sowohl Korrosion bei allen Metallbauteilen als auch unerwünschte chemische Reaktionen an den Verschlussvorrichtungen der Bohrungen und den umgebenden Gesteinsschichten des Speichers verursachen.

Kohlendioxid (CO₂)

CO₂ ist ein nichttoxisches und nicht reaktives Gas. Sein natürlicher Anteil an der Atemluft beträgt 0,04%; bei der ausgeatmeten Luft eines Menschen sind es etwa 5%. Technisch entsteht CO₂ bei Verbrennungs- und anderen Umwandlungsprozessen kohlenstoffhaltiger Materialien. Natürliche CO₂-Emissionen gibt es seit Tausenden von Jahren besonders in vulkanisch geprägten Regionen. Allein in der Eifel strömen schätzungsweise täglich 200 t vulkanisches CO₂ aus dem Boden (Abb. 2) und werden ohne direkt merkliche Konsequenzen für die Biosphäre verweht. Bei der geplanten CO₂-Speicherung soll das Gas aber auf Dauer gebunden oder eingeschlossen werden.