Oxy-fuel คือการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงด้วยออกซิเจนบริสุทธิ์แทนที่จะผสมกับออกซิเจนไนโตรเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศ เมื่อเชื้อเพลิงถูกเผาไหม้โดยใช้ออกซิเจนบริสุทธิ์ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ใด ๆ สามารถเก็บไว้ได้โดยไม่จำเป็นต้องกำจัดไนโตรเจนซึ่งเป็นขั้นตอนสำคัญในการชำระล้างของเสียในโรงไฟฟ้า ก๊าซที่ปล่อยออกมาจากโรงไฟฟ้าจะมีไนโตรเจน 75% ซึ่งจะต้องถูกกำจัดออกจากไอน้ำคาร์บอนไดออกไซด์ แอปพลิเคชั่นที่มีแนวโน้มมากที่สุดคือโรงไฟฟ้าถ่านหินเผาไหม้ แต่กังหันก๊าซการผลิตออกซิเจนและการเชื่อมอาจได้รับประโยชน์เช่นกัน
โรงไฟฟ้าถ่านหินสามารถตั้งค่าใหม่ให้เผาไหม้เชื้อเพลิงออกซิเจนโดยไม่ต้องเปลี่ยนการออกแบบหม้อไอน้ำแม้ว่าอุณหภูมิการเผาไหม้จะสูงสำหรับหม้อไอน้ำส่วนใหญ่ กระบวนการเผาไหม้เชื้อเพลิง oxy ส่งผลให้ถ่านหินมีอุณหภูมิการเผาไหม้ที่สูงขึ้น แต่สามารถควบคุมได้โดยการผสมออกซิเจนกับไอน้ำหรือก๊าซไอเสียจากกระบวนการอื่น ๆ ของโรงงาน ไนโตรเจนมีอยู่ในหม้อไอน้ำที่ระดับต่ำเท่านั้นและมีไนโตรเจนหรือไนตริกออกไซด์เล็กน้อยที่ผลิตเพื่อปนเปื้อนในอากาศ
ก๊าซไอเสียที่เกิดจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลด้วยเชื้อเพลิง oxy ปราศจากไนโตรเจน ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำเป็นองค์ประกอบหลักของก๊าซซึ่งสามารถถูกรวมเข้าไปในลำธารของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เกือบบริสุทธิ์ ประโยชน์ที่ได้รับคือก๊าซที่เหลืออยู่สามารถบีบอัดทำให้แห้งและทำให้บริสุทธิ์เร็วขึ้นและไม่แพงกว่าวิธีดั้งเดิมก่อนที่จะถูกย้ายไปเก็บ
วงจรกังหันก๊าซได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นโดยการใช้เชื้อเพลิงเป็นเชื้อเพลิง แต่เนื่องจากใบพัดกังหันก๊าซไม่สามารถทนต่ออุณหภูมิสูงได้ดีกังหันจึงจำเป็นต้องมีการออกแบบใหม่เพื่อทำงานกับเชื้อเพลิงออกซิเจน ก๊าซไอเสียที่อุณหภูมิสูงออกจากกังหันที่ถูกดัดแปลงทำให้วงจรไอน้ำมีประสิทธิภาพมากขึ้น การเชื่อมและการตัดด้วย Oxy-fuel ยังช่วยให้ช่างเชื่อมสามารถควบคุมความร้อนได้มากขึ้นดังนั้นอุณหภูมิของโซนเชื่อมสามารถรักษาได้ในระดับที่ปลอดภัย ขนาดของลูกปัดเชื่อมและรูปร่างสามารถควบคุมได้ง่ายขึ้นและการเปลี่ยนแปลงที่จำเป็นในการใช้เชื้อเพลิงออกซิเจนในการเชื่อมนั้นค่อนข้างง่าย
การใช้งานเต็มรูปแบบของเชื้อเพลิงออกซิเจนยังอยู่ระหว่างการพัฒนา เทคโนโลยีดังกล่าวได้รับการทดสอบในสหรัฐอเมริกาแคนาดายุโรปและญี่ปุ่นและความซับซ้อนและความเสี่ยงที่น้อยกว่าของเทคโนโลยีกำลังดึงดูด ความต้องการโรงไฟฟ้าถ่านหินสะอาดและโรงงานผลิตพลังงานที่ปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อมสามารถจุดประกายการเพิ่มขึ้นของระบบเชื้อเพลิงที่ใช้ออกซิเจนเป็นหลักเมื่อเทคโนโลยีดำเนินต่อไป การผลิตออกซิเจนและการแยกมันออกจากอากาศในราคาที่ถูกกว่าวิธีการแช่แข็งอาจเป็นไปได้
