碳捕集利用与封存（CCUS）是高质量实现双碳目标不可或缺的技术选择，但其推广应用受限于碳捕集过程的高能耗、高成本瓶颈。针对上述问题，中国科学院上海高等研究院聚焦“CO₂捕集-转化一体化”新策略，先后突破高性能吸附-催化双功能材料、高时效双塔连续运行工艺、系统集成与工程放大等关键问题，并与上海宝钢节能环保技术有限公司和上海宝钢汽车板有限公司联合建成了“CO₂捕集-转化一体化合成CH₄中试装置”（下称：中试装置）。

中试装置设计烟气处理能力20万Nm³/年，于2023年11月启动设计，2024年12月完成建设，2025年1月10日实现全流程贯通并产出了CH₄产品，同年2月21日实现满负荷稳定运行。截止目前，装置已在多种工况条件下完成长周期运行，系统稳定性好，自动化控制达到预期目标，相比传统的“CO2捕集+甲烷化”分步技术，一体化过程的经济性能够提升35%以上，有望在绿色燃料、低碳冶金、氢能利用等领域取得广泛应用。中国化工信息中心（国家一级科技查新咨询单位）出具的科技查新报告指出：“该中试装置为国内外首台套二氧化碳捕集-转化一体化合成甲烷技术的中试示范装置”。

2025年12月19日至22日，中国石油和化学工业联合会组织专家对中试装置进行了72小时连续运行现场考核。考核期间，专家组听取了项目组关于中试装置的建设、运行和考核准备工作的汇报，确定了考核方案，实地考察了现场中试装置主生产系统及公用工程、热电、安全环保等辅助生产系统的现场运行情况；查阅了原始数据记录；对工艺控制、取样分析等岗位进行了考察，考核期间各装置运行平稳，计量、分析化验准确，考核数据真实、可靠。

考核专家组认为：本项目形成了CO₂捕集-转化一体化合成CH₄新技术，开发了吸附-催化双功能材料的吨级生产方法，建成了中试装置，达到了CO₂捕集率、CO₂转化率和CH₄选择性同时大于95%的预期技术指标。该技术实现了CO₂捕集与转化过程的集成，在无需专门解吸过程的条件下，通过吸附态CO₂原位转化为CH₄，形成了新一代短流程CCUS解决方案，突破了传统碳捕集技术高能耗瓶颈，建议进一步加快示范装置的建设与应用推广。

此次考核的圆满完成，标志着CO₂捕集-转化一体化技术从实验室向规模化产业应用迈出关键一步。

图：中试装置考核现场

图：现场考核总结会现场