目前,气候变暖的问题日益严重,CO2作为主要的温室气体,引起了世界各国对减排CO2问题的关注。提高化石能源的利用效率和在利用过程中对CO2进行捕集是减少CO2排放的两个重要措施。整体煤气化联合循环(IGCC)电站被认为是世界上最清洁的发电技术,但只有彻底解决了CO2的排放问题,才能成为真正洁净的电站。本文以传统的不回收CO2的IGCC发电系统为基准系统,提出了集成OTM的富氧燃烧法捕获CO2的IGCC系统,以及集成MCFC的CO2近零排放的复合动力系统,在保证系统效率的前提下从系统的角度解决了CO2的排放问题。首先,本文介绍了IGCC发电系统的系统流程,以及基于IGCC系统的不同的CO2捕集技术路线。利用Aspen Plus软件建立了IGCC系统各单元模块,并形成IGCC整个系统流程的模型,得到了精确的物流数据以及系统性能参数。其次,本文以传统不回收CO2的IGCC系统为基准系统,提出了三种不同的CO2零排放的动力系统。一种是集成OTM的CO2零排放的IGCC系统,该系统采用富氧燃烧法捕集的系统中的CO2,用氧离子传输膜代替传统的深冷空分单元分离氧气：一种是回收CO2的整体煤气化熔融碳酸盐燃料电池联合循环(IGMCFCCC)发电系统,是用MCFC代替传统IGCC系统中的燃气轮机单元,并在此基础上进一步捕集系统中的CO2；一种是用常压MCFC回收IGCC系统排气中CO2的复合动力系统。将所提出的新系统与基准系统相比较,同时对其主要性能参数进行优化分析,得出新系统具有明显的节能降耗优势。本文的研究成果为高效、低碳排放的IGCC发电系统奠定了设计理论基础,为我国实施节能减排战略提供了新的思路和途径。