由温室气体过量排放引起的全球气候变化，已经给世界带来了诸多灾难性的后果，被认为是人类社会面临的最严重挑战。目前全球大气中的温室气体含量约430 ppm，根据国际能源署(International Energy Agency，简称IEA)的预测：要将全球温升控制在产生临界变化的2℃以内，大气中远期的CO₂浓度水平不能高于450 ppm。如果没有新政策的进一步推动，到本世纪末，温室气体排放的增长将使得全球的平均温度上升6℃，给全球带来毁灭性打击。若要将CO₂稳定在450ppm，则意味着全球在2030年前需将CO₂排放量减少50%（约300亿吨）。削减温室气体排放，特别是消减CO₂排放以减缓气候变化已成为当今国际社会的普遍共识。

从1990年至2005年，我国单位国内生产总值二氧化碳排放强度下降了46％。然而，由于经济的快速发展，我国温室气体排放总量在进入21世纪以后先后超过了欧盟和美国，成为世界第一大排放国。2007年我国CO₂排放量为59.6亿吨，超过了美国的58.2亿吨。2006年人均排放4.32吨，超过世界平均水平的4.18吨，约为发达国家的1/3，但已是发展中国家平均水平的1.7倍，是印度的2.8倍。我国在实施能耗年降4%的同时，保持GDP 8%以上的年增长，到2030年将达到100亿吨。但现在欧盟等提出，到2050年，全世界的CO₂排放应在1990年的基础上减半（104亿吨）。显见，我国CO₂的排放压力是极为巨大的。

低碳经济已经成为科学发展观的重要实践。中国政府一贯重视温室气体减排：中国于1998年签署，并于2002年核准《京都议定书》；2003年，中国参加了碳埋存领导人论坛的谈判，并签署了宪章，成为CSLF的发起国；2005年，中国开始对温室气体减排技术进行全面规划部署，并编入《国家中长期科技发展规划纲要(2006－2020)》，同年，中国科技部与英国、欧盟、美国、澳大利亚等开展广泛的科技合作，启动了NZEC, COACH等双边和多边合作项目；2006年12月26日，科学技术部等12个中央政府部门组织编制和发布了我国第一部《气候变化国家评估报告》。2007年6月4日，中国发布《中国应对气候变化国家方案》，这是中国第一份应对气候变化的政策性文件，也是发展中国家在该领域的第一份国家方案。方案明确了到2010年中国应对气候变化的目标和基本原则。2007年6月14日，发布《中国应对气候变化科技专项行动》，进一步支持《中国应对气候变化国家方案》的落实，包括进行控制温室气体排放和减缓气候变化的技术开发；2009年8月27日通过的《全国人民代表大会常务委员会关于积极应对气候变化的决议》指出，中国将“本着对人类生存和长远发展高度负责的精神，继续建设性参加气候变化国际会议和国际谈判，促进公约及其议定书的全面、有效和持续实施”。2009年11月26日，中国宣布了控制温室气体排放的清晰量化目标，决定到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40％~45％。中国这一承诺，意味着将减排几十亿吨二氧化碳，中国面临着巨大挑战和困难，必须采取切实有力的措施来保证该减排目标的实现。在2011年德班气候大会上，中国政府承诺有条件地接受2020年后的量化减排协议。国家发改委和国务院发展研究中心的《2050年中国能源和二氧化碳排放报告》，建议制定减少温室气体排放的明确目标，使排放量在2030年左右到达峰值。要在2030年出现碳排放的下降拐点，必须巨额投资低碳技术的研发(该报告建议政府每年为低碳技术的发展投入1万亿元，直到2050年)，同时还需要国外资金和技术的支持。这样，到2050年，中国化石能源的碳排放才可能降至2005年的水平甚至更低。

中国作为人口最多的发展中国家和碳排放总量最大的国家，温室气体减排面临多重挑战。主要包括：中国的温室气体减排工作面临巨大国际压力；资源与环境制约经济发展的矛盾和问题越来越突出。“十一五”期间，能源强度降低已作为约束性指标纳入到国民经济发展规划中，“十二五”规划又明确将碳强度作为约束指标。然而，中国温室气体减排的长效机制尚未形成，减排的政策体系亟待改进。特别是“十一五”末期，为了完成单位GDP能耗降低20％的目标，各地甚至采取了较为激进的“拉闸限电”的方式，引起了广泛的关注。这些问题表明，国家需要建立有效的鼓励和控制温室气体减排政策，为此，碳捕集、利用与封存（Carbon Capture, Utilization and Storage，简称CCUS）在其中将起重要作用。