In Deutschland sind Wälder potentiell die größte Senke von CO₂. Die Trockenheit der letzten Jahre und die damit in Verbindung stehenden Insektenkalamitäten haben allerdings insbesondere in Fichtenwäldern große Schäden hinterlassen. So ist der Zuwachs zurückgegangen und der Wald zu einer Kohlenstoffquelle geworden.

Bei der Aufforstung entzieht das Wachstum der Bäume durch Photosynthese der Atmosphäre CO₂ und speichert es durch die Bildung von Biomasse. Damit führen neue Waldflächen immer zu einer Vergrößerung des Kohlenstoffvorrates in der Biomasse.

Unter Agroforstsystemen ist die Integration von Nutzgehölzen in landwirtschaftlich genutzte Flächen zu verstehen. Dazu zählen beispielsweise Gehölzstreifen (Wertholz, Obstgehölze und/ oder Energieholz) auf Äckern oder Grünland. Agroforstsysteme führen zu einer Erhöhung der Biomasse pro Fläche, da in den Gehölzen und im Boden mehr organischer Kohlenstoff eingelagert wird.

In Böden sind große Mengen Kohlenstoff gespeichert. Durch gezielte Bodenbewirtschaftung kann der Kohlenstoffgehalt des Bodens erhöht oder verringert werden (Humusaufbau oder -abbau).

Deutschland verfügt nur über wenig intakte Moore, die tatsächlich wachsen und so der Atmosphäre CO₂ entnehmen. Durch die Wiedervernässung von trockengelegten landwirtschaftlich genutzten Mooren können die CO₂-Emissionen signifikant gemindert und bei optimaler Vernässung gestoppt werden.

Die Methode umfasst mehrere Prozesse: die Bindung von CO₂ durch Photosynthese während des Wachstums der Biomasse sowie die pyrolytische Verkohlung der Biomasse. Der Kohlenstoff in den pflanzlichen Ausgangsstoffen kann als Pflanzenkohle (Biochar) langfristig gebunden werden.

Unter BECCS versteht man die energetische Nutzung bzw. Umwandlung von Biomasse unter Abscheidung und geologischer Speicherung von CO₂ (CCS).

Bei DACCS wird CO₂ über technische Anlagen direkt aus der Umgebungsluft gefiltert und abgeschieden, um es anschließend einer geologischen Speicherung zuzuführen (CCS). Die Abscheidung erfolgt über chemische oder physikalische Prozesse, bei denen CO₂ von den übrigen Bestandteilen der Atmosphäre getrennt wird.

Die Herstellung von Produkten, die Kohlenstoff enthalten, der der Atmosphäre entnommen wurde, kann zu einer dauerhaften Entnahme von CO₂ führen. Eine langfristige stoffliche Nutzung von Biomasse wird beispielsweise über die Verwendung als (Holz-)Bau- oder Dämmmaterial in der tragenden Konstruktion von Gebäuden sichergestellt.

Analog zur natürlichen Photosynthese soll bei der künstlichen Photosynthese die Energie des Sonnenlichts genutzt werden, um Kohlendioxid aus der Umgebungsluft aufzunehmen und in kohlenstoffhaltige Produkte umzuwandeln. Die Umwandlung von CO₂ erfolgt durch photoelektrochemische Prozesse.

Der Ozean nimmt auf natürliche Weise CO₂ aus der Atmosphäre auf. Dabei wird CO₂ an der Meeresoberfläche gelöst und zum Teil chemisch gebunden. Die dabei entstehenden Protonen führen zur Versauerung des Ozeans. Säurebindende Mineralien, die aus Verwitterungsgesteinen an Land stammen und durch natürliche Prozesse ins Meer gelangen, wirken dieser Versauerung entgegen und ermöglichen so eine weitere Aufnahme von CO₂. Durch das Einbringen von Substanzen durch den Menschen, wie z.B. Kalk oder Silikat diese Prozess verstärkt werden, um eine größere CO₂-Aufnahme zu erreichen.

Bei diesen Methoden wird marine Biomasse wie Algen auf Plattformen in Schelfmeeren oder auf dem offenen Ozean angebaut, um den Kohlenstoff, der beim Pflanzenwachstum mittels Photosynthese aus dem Wasser aufgenommen wird, zu binden. Das erforderliche CO₂ wird dabei nicht direkt der Atmosphäre, sondern aus dem Wasser entnommen, in dem es gelöst ist. Für eine langfristige Bindung des Kohlenstoffs wäre die Ernte der Biomasse erforderlich. Nach der Ernte könnte die Biomasse landbasierten Methoden wie BECCS zugeführt oder gezielt auf den tiefen Meeresboden versenkt werden.

Küstennahe Ökosysteme wie Salzmarschen, Seegraswiesen, Mangroven und Tangwälder sind hochproduktive Ökosysteme und CO₂-Senken. Sie nehmen bei der Photosynthese CO₂ aus der Atmosphäre und dem Meerwasser auf und binden den darin enthaltenen Kohlenstoff, hauptsächlich im Untergrund.

Durch die natürliche Verwitterung von basischen Gesteinen oder Mineralen (z.B. Olivin, Basalt oder Peridotit) wird CO2 in den Reaktionsprodukten gebunden und so der Atmosphäre entzogen. In der Natur laufen diese Reaktionen sehr langsam ab. Durch Vergrößerung der reaktiven Oberfläche von Gesteinen durch Vermahlung kann der Stoffumsatz pro Zeiteinheit und damit die CO2-Bindung erhöht werden. Dazu wird das Gestein abgebaut und nach dem Zermahlen auf Böden oder ins Meer ausgebracht (siehe auch Alkalinitätserhöhung). Bei der Verwitterungsreaktion entstehende (Bi-)Karbonat-Ionen binden Kohlenstoff anorganisch in der Hydrosphäre

Die Entwicklung der CO₂-Entnahme ist ein dynamisches Feld, in dem immer wieder neue Verfahren entwickelt werden. Innerhalb der LNe wird kontinuierlich evaluiert, ob diese im Detail zu betrachten und bewerten sind. Bei den oben beschriebenen Methoden und Technologien wird in jedem Fall eine Bewertung erfolgen.