CCUS规模化部署仍然面临一系列关键技术挑战，前沿热点方向包括：CCUS与新能源体系的耦合发展、第二代捕集技术、化学链捕集技术、Allam循环、低成本及低能耗的CCUS技术研究等。目前，第一代捕集技术发展渐趋成熟，但成本和能耗偏高；而第二代捕集技术仍处于实验室研发或小试阶段，待技术成熟后，其能耗和成本会比成熟的第一代技术降低30%以上，2035年前后有望大规模推广应用。化学链捕集技术尚处于实验室阶段，还未实现工程示范。生物利用技术总体处于初期发展阶段。涉及CCUS过程的新型捕集技术、生物利用技术、CCUS规模化驱替技术、风险防控能力的研究将是未来发展的重要趋势。