La cattura e il riutilizzo del carbonio (CCR, a volte visto anche come cattura e utilizzo del carbonio o CCU) è la raccolta di anidride carbonica (CO2) da un punto di origine ad alto rendimento o dall'ambiente e il riutilizzo del carbonio catturato in quel processo.
L'anidride carbonica è il maggior contributore all'effetto serra, in virtù della sua prevalenza nell'ambiente e della sua interazione con il metano. Dall'inizio dell'era industriale nel 1750, la concentrazione di CO2 è aumentata del 40%. La cattura del carbonio è allo studio come mezzo per ridurre l'accumulo di gas serra nell'atmosfera e mitigare il riscaldamento globale.
L'anidride carbonica può essere catturata alla fonte di una CO2 ad alto rendimento proveniente come fumaioli in varie industrie e centrali elettriche a base di carbonio. La CO2 può anche essere rimossa dall'aria ovunque nell'ambiente con le tecnologie di cattura diretta dell'aria (DAC). Molto spesso, questi metodi si basano sulla cattura e lo stoccaggio del carbonio (CCS), che implica lo stoccaggio a lungo termine (sequestro) della CO2 nella sua forma gassosa o come carbonio stesso, dopo aver separato l'ossigeno della CO2.
Tuttavia, il carbonio raccolto può anche essere utilizzato per creare nanotubi di carbonio o un greggio alternativo a basse emissioni di carbonio che può essere raffinato per il carburante. Esistono metodi per creare combustibili sia metanolo che idrocarburi. La CO2 può anche essere utilizzata nell'estrazione del petrolio, dove viene pompata in un deposito sotterraneo per pressurizzarla. La perdita è un problema nella maggior parte dei metodi di immagazzinamento e sequestro; in alcuni riutilizzi come le applicazioni agricole, la CO2 viene infine rilasciata nell'ambiente.
Gli oppositori della cattura del carbonio, sia per lo stoccaggio che per il riutilizzo, temono che l'uso della tecnologia possa legittimare la continua dipendenza dai combustibili fossili e provocare ulteriori danni all'ambiente. Chiedono, invece, una maggiore ricerca sulle fonti energetiche rinnovabili.