CO2地质利用与封存（CGUS）是化石资源利用行业实现大规模低碳利用和碳中和的托底技术。为攻克该技术规模化减排的关键技术难点，开展关键技术识别与评价研究十分必要。采用专家评估与调研方法对CO2地质利用与封存技术进行分类，分析共性技术与特性技术的主要特点与研发方向，依据技术不可替代性、高效安全性、技术成熟度(TRLs)差距、发展潜力等多目标评价与筛选，形成关键技术清单；并对场地表征与监测技术进行分析，最后分类给出提升关键技术的研发方向与策略建议。CGUS关键技术主要集中在场地表征与筛选、场地评估与风险评价、场地监测与预警、地下资源处理、碳封存与资源增采协同等技术大类层次上。总体而言，我国CO2地质利用与封存技术处于研发示范阶段，现有技术体系基本可满足CO2-EOR与EWR大规模示范工程的需求；但部分关键技术与国际水平存在一定差距，还有一些技术在全球范围内不成熟，大规模实施CGUS技术前必须突破。场地监测技术是涉及CGUS安全性与有效性的关键技术，现有技术水平与CGUS规模化示范工程需求之间存在较大差距，需进一步研发和验证，特别需要适应CO2环境和深地环境，提高耐久性、监测精度和结果解释可靠性。关键技术研发方向包括但不限于：高精度地层层序勘探、储盖层与岩性解释、地震勘探技术及数据解释技术、地层数据聚合技术、地下储盖层空间地质模型、场地性能模拟与地层评价技术、基于精细表征的导向钻完井技术和相应装备、抗CO2腐蚀的井下和地表设备、一体化场地监测技术体系、CO2地质封存风险预测与风险管理体系、地下空间管理和场地性能评估、碳封存与资源增采协同优化方法等。对于国内外技术成熟度差距大或高度依赖进口的技术要素类，如高精度传感器、耐CO2密封材料、新结构、算法与代码等研发，需提高要素含金量与附加价值，缩小与国际技术水平的差距。在宏观研究方面需部署化石基能源与工业减排战略、产业规划研究、源汇匹配及CCUS与多行业集成战略等。因此大规模CGUS工程所需关键技术与设备需分类突破，提升已有技术的精度与可靠性，奠定CGUS产业核心竞争力基础。