Одним из перспективных вариантов сокращения выбросов CO₂ являются технологии секвестрации (CCU|S), требующие реализации капиталоемкого этапа улавливания. В данной работе предлагается использование кластерного подхода к его организации, предполагающего сокращение затрат за счет проявления эффекта масштаба при объединении стационарных источников выбросов в единую сеть с совместной инфраструктурой. Для анализа экономических эффектов такой организационной схемы была разработана модель с применением алгоритмов оптимизации (SLSQP, метод Нелдера – Мида и др.), учитывающая пространственные характеристики источников, объемы выбросов и парциальное давление СО₂ в газовых потоках. Апробация модели осуществлялась на основе информации о 533 российских промышленных предприятиях энергетической и цементной отраслей, а также черной металлургии с совокупными годовыми выбросами более 0,5 млрд т СО₂. Для предварительного анализа пространственных и технологических данных этих предприятий была разработана методика (на основе алгоритма DBSCAN), позволившая выделить 94 географические области их концентрации. Информация о промышленных предприятиях, формирующих шесть крупнейших областей, была использована для моделирования 90 конфигураций проектов улавливания и транспортировки СО₂ с совместной инфраструктурой. Результаты показали, что в рассмотренных примерах кластерный подход позволил сократить затраты на улавливание на 6,44-13,51 % в зависимости от максимального радиуса кластера. Дополнительное сокращение транспортных затрат за счет использования общих газопроводов составило в среднем 37,26 и 57,01 % при дальности доставки 200 и 500 км соответственно. При этой же дальности и максимальном радиусе кластера не менее 20 км среднее сокращение совокупных затрат по рассмотренным конфигурациям составило 17,81 %. Полученные результаты подтверждают значимость организационных решений для масштабирования проектов CCU|S и формирования новых межотраслевых технологических цепочек. Предложенные подходы могут использоваться для выбора перспективных зон реализации пилотных проектов CCU|S и планирования высокоэффективных локальных сетей улавливания и транспортировки СО₂ с совместной инфраструктурой.