日本在煤炭火电的二氧化碳减排方面，二氧化碳捕获与封存技术的开发及实证也在取得进展。二氧化碳捕获与封存是捕获火力发电站、钢铁及水泥等的制造过程中排放的二氧化碳，然后用高压封存在地下深1,000米左右的井中。在日本，电力公司、钢铁企业正与成套设备及重型电力设备企业合作，进行着捕获技术的开发。关于封存技术，也在新泻县长冈市进行了试点试验。
不过目前尚未实现实用化。其原因之一在于每吨高达7,300-12,400日元的高成本。与通过节能减排二氧化碳不同，二氧化碳捕获与封存不具备可削减燃料费等优点，因此削减成本是不可或缺的。
其中，分离捕获的成本尤其高。目前正在实际验证使用药液的“化学吸収法”，以及用沸石等吸附二氧化碳的“物理吸附法”等。据称以往的化学吸收法成本为4200日元左右。由于需要大量热量，因此能源成本较高。
备受关注的是在分离捕获工序中无需热量的“膜分离法”。利用仅使二氧化碳通过的膜分离发电站等排放的废气。日本地球环境产业技术研究机构（RITE）首席研究员都筑秀明说：“希望能确立每吨成本为1,500日元左右的捕获技术。”
另一方面，东芝公司与美国风险企业NETpOWER公司及美国大型电力企业爱克斯龙公司共同开发的新火力发电系统也被寄予厚望。该系统是利用燃烧二氧化碳、天然气及氧产生的高温气体，旋转涡轮机发电。燃烧产生的二氧化碳大部分再次用于燃烧，此外，部分二氧化碳被以高纯度提取出来。由于二氧化碳处于高压状态，因此可削减分离捕获及升压成本。三家公司计划2014年以后进行实证试验，并力争之后在2017年使25万千瓦的设备实现商业化。
不过，二氧化碳捕获与封存技术的实用化迟迟不见进展的另一个原因，似乎在于很难被社会所接受。许多人认为，压入二氧化碳可能会对环境及地质结构造成不良影响。进一步加深包括周边地区在内的社会理解，是推进二氧化碳捕获与封存的关键所在。政府应将二氧化碳捕获与封存明确定位为全球变暖对策，并向民众说明其必要性，这是必要条件。
另一方面，为了开始实施在海底挖掘压入井并封存二氧化碳的实证业务，有关方面已开始在北海道苫小牧海域建设相关设备。
开展该业务的，是由36家电力及钢铁企业等出资成立的日本二氧化碳捕获与封存调查公司。该公司从2009年起在苫小牧海域进行地层探测。今后将向着海底下约1,000米及3,000米的2个封存层，在2015年之前挖掘2口压入井。计划2015年以后，每年压入10万吨以上从沿岸炼油厂氢制造装置产生的气体中捕获的二氧化碳。
在海底二氧化碳捕获与封存领域备受关注的，是使用名为“ShuttleShip”、长100米左右的船舶，将二氧化碳运至海底压入井的构想。
在海底设置连接压入井入口和船舶、像软管一样弯曲、外径为30厘米左右的管道。装载有二氧化碳的船舶将管道连接到船底，压入二氧化碳。汇总这一构想的东京大学研究生院新领域创生科学研究科教授尾崎雅彦说：“即使用2艘船运往距海岸200公里处的海域封存，每吨的成本也仅需2,000日元左右。”
在千代田化工建设公司等的协助下进行推算的结果显示，如果使用5艘船运输30年，设备费为120亿日元左右。据尾崎教授计算，1艘船每天可用16个小时压入3,000吨二氧化碳。如果避开渔场设置封存地点，或许会比较容易获得当地的理解。
二氧化碳减排技术已达到较高水平。不过，日立制作所电力系统公司主管火力发电的首席执行官藤谷康男指出：“要维持日本在技术方面的优势，还需要政府明确制定包括电源构成在内的能源政策，以及与发电技术和全球变暖对策技术有关的开发技术路线。”
日本如今所需要的，是政府在政策及资金方面推进开发及实证的明确决定。
