Über die Regulierung von CO2 durch natürliche Nährstoffkreisläufe hinaus hat der Mensch Prozesse und Technologien entwickelt, die auch Kohlenstoff entfernen, wenn auch in kleinerem Maßstab. Es ist möglich, Kohlenstoff sowohl während eines Teils des Verbrennungsprozesses fossiler Brennstoffe als auch direkt aus der Atmosphäre zu entfernen, nachdem CO2 freigesetzt wurde. Bevor die Verbrennung stattfindet, betreiben einige Branchen die Abscheidung vor der Verbrennung, bei der CO2 aus einem Brennstoff wie Kohle oder Erdgas entfernt wird, bevor die Verbrennung abgeschlossen ist, indem Druck, Wärme oder Chemikalien hinzugefügt werden, die eine gewisse Menge Kohlenstoff aus dem Brennstoff abtrennen. Bei der Kohlenstoffabscheidung nach der Verbrennung werden jedoch Lösungsmittel in Kombination mit Geräten zur Kontrolle der Umweltverschmutzung verwendet, um CO2 aus dem Rauchgas nach der Verbrennung des Brennstoffs abzutrennen. Ein dritter Prozess, Direct Air Capture (DAC) genannt, kann CO2 direkt aus der Atmosphäre ziehen, indem die Luft in Luftkontaktoren (oder Waschtürme) geleitet wird, wo sie über Ströme oder Oberflächen flüssiger Lösungsmittel (wie Kaliumhydroxid) oder fester Sorptionsmittel (wie Feststoffe auf Aminbasis und Spezialharze) strömt, die CO2 von anderen Bestandteilen in der Luft trennen.
Das extrahierte CO2 kann dann unter Druck in einen flüssigen Zustand gebracht und durch eine Pipeline transportiert werden. Letztendlich kann es wiederverwendet werden, insbesondere in der Gasindustrie, wo es in Ölquellen injiziert wird, um zusätzliches Rohöl aus dem Boden zu fördern. Es kann auch zur Herstellung bestimmter Arten von Beton und Chemikalien wiederverwendet werden oder durch Injektion in Gewächshäuser das Pflanzenwachstum unterstützen. Alternativ kann es tief unter der Erde in einer Felsformation gelagert werden.
Die meisten Fortschritte bei der Kohlenstoffentfernung wurden durch den Einsatz von Nachverbrennungstechnologien erzielt. Weltweit entzogen Postcombustion-Technologien im Jahr 2023 55 Millionen Tonnen (etwa 60 Millionen Kurztonnen) CO2 aus der Atmosphäre, wobei Anlagen in den Vereinigten Staaten und Brasilien für mehr als die Hälfte dieser Zahl verantwortlich sind. DAC steckt allerdings noch in den Kinderschuhen; Die 27 DAC-Anlagen, die im Jahr 2023 in Betrieb waren, extrahierten zusammen 10.000 Tonnen (etwa 11.000 Kurztonnen) CO2. DAC wird auch von einigen Umweltschützern in Frage gestellt, weil sie es für eine zweifelhafte Technologie halten, die von der Industrie für fossile Brennstoffe als Alternative zu den notwendigen Kürzungen ihrer Erdöl-, Erdgas- und Kohleproduktion genutzt werden kann.
