【Objetivo】 Para resolver o conflito entre altas emissões de carbono e demanda por aquecimento limpo durante o inverno em regiões frias, superando o gargalo técnico da solubilidade do CO₂ em pressão atmosférica nos métodos tradicionais de captura de carbono aquosos, este artigo propõe um sistema acoplado de aquecimento a gás comprimido e captura de carbono aquosa para regiões frias. 【Método】 O sistema integra compressão de gás, captura de carbono aquosa e recuperação de calor residual, aproveitando a vantagem da energia fria natural das regiões frias para reduzir o consumo de energia da compressão e melhorar a capacidade de dissolução do CO₂, além de recuperar o calor da compressão para aquecimento, alcançando sinergia entre captura de carbono e aquecimento limpo. Com base na modelagem termodinâmica, realizou-se uma análise quantitativa multidimensional do desempenho de captura, consumo energético e capacidade térmica do sistema. 【Resultados】 Os resultados mostram que, em carga térmica de 10 MW, o consumo energético do sistema para captura de CO₂ é de apenas 290,18 kW·h/t, com custo energético correspondente de 183,51 yuans/t, reduzindo cerca de 25,43% em comparação ao método tradicional de absorção química com aminas. A análise de sensibilidade indicou ainda que o sistema apresenta melhor desempenho em baixas temperaturas ambientais, pressão de absorção secundária ≥ 1200 kPa, fluxo de água de recirculação secundária em torno de 300–500 kg/s e concentração de CO₂ na entrada ≥ 15%. 【Conclusão】 O sistema acoplado proposto, por meio da utilização escalonada do calor de compressão e do design colaborativo dos ciclos duplos de captura de carbono, realiza captura eficiente de carbono e aquecimento estável, oferecendo uma nova abordagem para a obtenção de aquecimento limpo e redução de carbono em regiões frias.

Tecnologia de captura de carbono aquosa; calor de compressão; aquecimento; recuperação de calor residual; utilização escalonada de energia