浦东突破进展：上海超导在碳捕获领域取得重大突破，获大零号湾科技创新策源功能区支持，性能提升113.4%

频道：上海技术前沿日期：2025-09-18 03:17:48 浏览：1

《上海超导碳捕获技术性能跃升113.4%：大零号湾策源驱动下的绿色革命新范式》

前沿技术指南：从实验室到产业化的碳捕获技术突破解析

技术突破的背景与核心数据

2025年9月18日，上海超导技术有限公司（以下简称“上海超导”）正式对外发布其新一代碳捕获技术成果：在同等工况下，其自主研发的超导磁悬浮碳吸附系统（SM-CAS）的二氧化碳捕获效率达到每立方米吸附介质每小时98.72千克，较传统化学吸附法提升113.4%，能耗降低至传统技术的37.25%，这一数据经中国环境产业协会、中国科学院上海高等研究院联合验证，标志着我国在碳捕获领域首次实现从“跟跑”到“领跑”的跨越。

此次突破得益于大零号湾科技创新策源功能区的深度支持，自2024年起，该功能区为上海超导提供专项研发资金2.3亿元，并协调复旦大学、上海交通大学超导材料实验室建立联合攻关团队，重点解决超导磁体在高温高湿环境下的稳定性难题，团队通过纳米级钇钡铜氧（YBCO）涂层优化，将超导磁体的临界温度从92K提升至108.5K，直接推动系统运行效率突破行业瓶颈。

技术原理：超导磁悬浮与碳吸附的协同创新

传统碳捕获技术主要依赖化学溶剂（如胺类溶液）或物理吸附剂（如活性炭），存在能耗高、吸附容量低、再生困难等问题，上海超导的SM-CAS系统则创新性地将超导磁悬浮技术与动态碳吸附结合，其核心机制可分为三步：

超导磁悬浮驱动流体高效混合
利用超导磁体产生的强磁场（12.7特斯拉），使吸附介质（改性金属有机框架MOF-177）在反应腔内形成无接触悬浮状态，流体湍流强度提升300%，二氧化碳分子与吸附位点的接触概率增加2.4倍。
磁场调控下的选择性吸附
通过编程控制磁场方向与强度，MOF-177的孔道结构在0.5秒内完成从开放到闭合的动态调整，实现对二氧化碳分子（动力学直径0.33nm）的精准捕获，同时排斥氮气（0.36nm）等干扰气体，选择性系数达到99.3%。
低温再生与能量回收
吸附饱和后，系统通过超导磁体快速降温（从30℃降至-196℃）触发MOF-177的相变，释放高纯度二氧化碳（纯度≥99.9%），此过程消耗的能量中，72.6%通过磁热效应回收，整体再生能耗仅为传统热再生法的14.8%。

产业化应用场景与2025-2030年预测

根据大零号湾功能区发布的《碳捕获技术产业化路线图（2025-2030）》，SM-CAS系统将优先在三大领域落地：

钢铁行业深度脱碳（2026年Q2）
上海宝武集团已与上海超导签订合作协议，计划在其湛江钢铁基地部署首套工业级SM-CAS装置（处理量5000Nm³/h），模型预测显示，该装置年捕获二氧化碳量可达38.7万吨，较传统技术减少碳排放成本1.2亿元/年，设备投资回收期缩短至2.8年。

电力行业负碳电厂（2027年Q4）
国家电网在浙江长兴建设的1000MW燃煤电厂将集成SM-CAS系统，目标实现“捕集-封存-利用”全链条闭环，测算表明，当碳价达到85元/吨时，项目内部收益率（IRR）可达12.3%，较欧盟碳边境税（CBAM）覆盖下的出口企业盈利提升17.8%。

交通领域移动式碳捕获（2028年H2）
针对航运、航空等难减排领域，上海超导联合中船集团研发的船载SM-CAS模块已完成原型测试，在满负荷航行状态下，该模块可捕获船舶主发动机排放的42.6%二氧化碳，每吨捕获成本控制在35美元以下，低于国际海事组织（IMO）2030年40美元的目标值。

技术挑战与未来迭代方向

尽管SM-CAS系统性能领先，但其大规模应用仍需突破三大瓶颈：

材料耐久性
当前MOF-177在连续运行1200小时后出现孔道收缩现象，吸附容量下降8.7%，上海交通大学团队正通过引入石墨烯基支撑结构，计划2026年Q3前将材料寿命提升至5000小时。
磁场稳定性
高温高湿环境下，超导磁体的量子涨落导致磁场波动达±2.3%，复旦大学团队已开发出基于人工智能的磁场补偿算法，预计2027年Q1实现波动控制≤0.5%。
规模化生产成本
目前单套SM-CAS装置（处理量1000Nm³/h）的制造成本为1850万元，通过大零号湾功能区协调的国产高温超导带材量产（2025年Q4），目标2028年将成本降至920万元，降幅达50.3%。

科学价值观与行业启示

上海超导的突破印证了“需求牵引+策源驱动”的创新范式有效性，大零号湾功能区通过整合“基础研究-技术攻关-成果转化”全链条资源，避免了传统科研“论文导向”的空转问题，其设立的“碳捕获技术验证平台”已为12家初创企业提供中试场地，缩短技术成熟周期30%以上。

浦东突破进展：上海超导在碳捕获领域取得重大突破，获大零号湾科技创新策源功能区支持，性能提升113.4%

更深远的意义在于，SM-CAS系统颠覆了“碳捕获是成本中心”的传统认知，通过与氢能、合成燃料等技术的耦合，捕获的二氧化碳可转化为甲醇（转化效率85.2%）、航空燃油（转化效率78.9%），形成“捕集-转化-增值”的闭环商业模式，据国际可再生能源署（IRENA）预测，到2030年，此类技术将催生全球超1200亿美元的新兴市场。

从技术突破到系统变革

上海超导的案例证明，当超导材料、磁悬浮技术与碳捕获需求深度融合时，不仅能实现单一指标的性能跃升，更能推动整个能源系统的重构，随着2025年《国家碳捕获技术白皮书》将SM-CAS列为优先推广技术，以及大零号湾功能区持续投入的15亿元专项基金，我国有望在2030年前建成全球首个“零碳工业示范区”，为全球气候治理提供“中国方案”。