美國的發電部門是二氧化碳排放的主要貢獻者。因此，該部門的減排將在應對氣候變化的任何協調的二氧化碳減排努力中發揮核心作用。一種可能幫助發電部門應對這一挑戰的技術選擇是碳捕捉和儲存(CCS)。碳捕獲技術可以顯著減少化石燃料發電廠二氧化碳的大氣排放。被捕獲的二氧化碳通過管道網絡運輸并安全儲存。這些技術的廣泛應用對于顯著減少溫室氣體排放，并為清潔能源組合做出貢獻是必要的。但是這種部署既昂貴又耗時，將這種技術應用到網上可能需要20到30年才能實現產業化。
美國能源部在兩項目中使用GAMS軟件旨在推進碳捕獲技術。NETL二氧化碳捕獲、運輸、利用和儲存(CTUS)模型優化了二氧化碳管道和儲存基礎設施的潛在網絡。美國能源部成立的碳捕捉模擬計劃(CCSI)旨在使碳捕獲技術更容易地用于工業。他們的優化工具集使行業能夠快速評估和利用這些新技術。GAMS很自豪能成為碳捕獲項目成功的一部分。
分析二氧化碳運輸和儲存網絡
美國能源部使用GAMS分析潛在的二氧化碳減排情況，CCS可能發揮作用，滿足排放標準。美國能源部國家能源技術實驗室開發的NETL二氧化碳捕獲、運輸、利用和儲存(CTUS)模型都是用GAMS編寫的。它通過運輸和存儲網絡的成本最小化，通過混合整數規劃(MIP)進行優化，評估CO2管道的潛在網絡和存儲基礎設施，以處理從CCS啟用的電力部門的捕獲和運輸二氧化碳的運輸和儲存。這種類型的問題特別適合用GAMS來處理，因為處理的數據量非常大、解決方案方法、與其他建模平臺集成的能力，以及為最終整合到更全面的能源經濟模型中對時間的嚴格要求。
到目前為止，CTUS模型已經被集成到國家能源建模系統(NEMS)中，并且也被整合到MARKAL能源模型中。當集成到NEMS作為CTUS子模塊時，在能源經濟預測中詳細描述了碳捕獲和存儲。通過這個功能，成本可變性和能力約束被引入到能源經濟預測中，因為它認為CCS系統是緩解氣候變化情景的一種選擇。這種能力使在整個預測期內運輸和儲存的二氧化碳的位置和時間的特定量得以確定。CTUS的一個版本已經被修改，并被納入美國能源信息管理局(EIA)的NEMS版本，并被用于生產年度能源展望。
CCSI優化工具集
碳捕獲模擬倡議的目標是加快碳捕獲技術的部署進程。CCSI是由美國能源部在2011成立的，它和國家實驗室、工業和學術機構是合伙伙伴的關系。CCSI優化工具集可以幫助工業發展和部署先進的碳捕獲和能源相關技術。
新科技的技術和經濟表現嚴重依賴于其設備配置和操作條件。因此，為了對新技術進行嚴格的篩選和評估，確保使用最優流程是很重要的。優化工具確定了潛在的二氧化碳捕獲過程的最佳設備配置和操作條件，這樣就大大降低了實施過程中涉及的成本、時間和風險。
CCSI研究小組已經開發了兩種高級優化功能，作為其不確定性和替代工具(FOQUS)
的優化和量化框架的一部分。兩種功能都使用了GAMS軟件。第一個工具基于嚴格模型進行同步過程優化和熱集成。熱集成問題在GAMS中用LPs和MIPs來建模，并用CPLEX求解器來解決。另一個工具優化了二氧化碳捕獲系統的設計和操作。碳捕獲系統被表達為一種MINLP模型，在GAMS中用DICOPT或BARON求解器來解決。通過確定二氧化碳捕獲過程的最佳配置和條件，這些CCSI優化工具允許更有效地對未來技術的材料和概念進行篩選。
