二氧化碳捕集与封存是在保证能源安全的基础上实现气候变化应对目标的重要技术路径,是电力以及工业部门实现碳减排的重要战略选择。但是,高能耗及其伴生问题依然是制约碳捕集与封存规模化发展的关键技术瓶颈。本文围绕燃烧后化学吸收法脱碳技术能效问题展开理论及实验分析和综合评价研究。基于热力学视角考察醇胺法脱碳技术的能效性能,以MEA（monoethanolamine）化学吸收脱碳技术为研究对象,构建了典型的化学吸收法脱碳技术热力学循环,应用热力循环分析方法研究了关键循环参数对循环能效的影响,对MEA脱碳循环的能效“天花板”进行了初步厘定。通过定义CO₂吸收/解吸分压系数,对CO₂吸收和解吸过程中所存在的传质推动力进行描述和表达。结合实验研究及流程模拟的方法,研究了MEA化学吸收脱碳系统稳态运行时的能效特性。在待分离气中CO₂浓度为12%的实验工况下,使用30wt%MEA为化学吸收溶液的脱碳技术在最佳液气比工况下的热力学第二定律效率约为18.39%。基于Aspen Plus对MEA脱碳实验系统进行稳态流程模拟,并进行了实验验证。结果表明,再沸器能耗以及系统的热力学第二定律效率对不同操作参数的敏感性不同。基于碳捕集燃煤电厂试验数据,研究了醇胺法脱碳系统动态运行能效特性及不同操作参数的动态响应。基于g CCS平台,分别对脱碳系统再沸器温度、吸收溶液流量和烟气流量发生阶跃变化,燃煤电厂满负荷运行以及碳捕集系统爬坡运行等三种动态运行情景进行了仿真模拟,同时应用稳态和动态试验数据对模拟结果进行验证。稳态运行条件下吸收塔温度分布平均误差为4.37-8.75%。动态运行条件下,g CCS模型能够较好的预测关键运行参数变化趋势。应用全生命周期分析方法对太阳能辅助碳捕集电厂的温室气体减排潜力展开研究。结果表明,在90%碳捕集率下碳捕集燃煤电厂全生命周期碳减排率下降至67.1%。利用太阳能辅助高压给水预热能够有效提高碳捕集电厂发电效率,具有较高碳减排潜力。在全生命周期评价基础上引入能源系统韧性概念,从化石能源消耗、温室气体排放、均化发电成本、能源多样性以及运行裕度五个方面综合评价了太阳能辅助的碳捕集燃煤发电系统。结果表明,将太阳能系统与碳捕集系统耦合具有提高碳捕集系统可行性的潜力。