温室气体(CO2等)排放引起的全球气候变化是人类迄今面临的最为严重的全球环境问题。与其它温室气体相比，CO2对全球升温的贡献率最大，成为首要解决的温室气体，而采用CO2捕获与储存(CCS)技术的能源系统对于CO2减排具有特殊重要的意义。本文依托国家自然科学基金重大国际合作研究项目“温室气体控制技术与战略研究”等，研究CO2减排的能源动力系统综合评价与多目标优化，主要包括CO2减排的技术经济综合分析方法、新系统集成开拓、CO2减排多联产系统的综合分析与多目标优化等几个方面。
　　 提出新的CO2减排系统技术经济综合分析方法。在对现有CO2减排评价准则进行归纳总结与对比分析的基础上开展CO2减排的技术经济综合分析方法研究。新的技术经济综合分析方法建立CO2减排成本与减排能耗、减排投资等主要技术经济因素的关联关系式，分析CO2减排成本中技术和经济因素的影响和相互作用，揭示技术经济因素对CO2减排成本的影响规律，指出在CO2减排研究中重视提高系统的技术性能以降低减排能耗，是降低CO2减排成本的一个重要方向。
　　 分析系统集成在CO2减排中的重要作用。对基于系统集成的化工动力联产CO2减排系统进行特性分析，并通过与传统CO2减排系统减排特性的对比分析，揭示系统集成既可降低CO2分离回收流程的能耗和投资；又有望实现生产流程的节能和节约投资，从而能实现CO2减排成本的大幅降低，成为解决CO2减排所面临的高能耗、高成本等问题的一个重要手段与突破口。
　　 研究提出新型清洁能源生产、空分冷能利用和CO2回收一体化系统。该系统基于系统集成原理和温室气体控制一体化理论，将清洁能源生产流程、空分单元和CO2回收流程进行集成：利用清洁能源生产流程提高进入CO2回收流程的混合气CO2浓度，利用空分单元和CO2回收流程的整合来实现冷能的合理利用，同时又通过CO2回收流程驰放气的合理利用促进清洁能源的生产，从而有效降低CO2回收能耗并有望实现清洁能源生产能耗的降低。
　　 分析新型CO2减排氢电联产系统的综合性能，并对其进行多目标优化。在清洁能源生产、空分冷能利用和CO2回收一体化系统基础上，通过对富氢驰放气的合理利用，组织新型CO2减排氢电联产系统。对新型CO2减排氢电联产系统的技术经济综合分析显示，该系统的CO2减排率可达90％～95.7％，减排能耗为-0.2％～-2.7％，而投资比无CO2回收的参比系统增长6％～33％，最终系统的减排成本为1.3～5.8＄/tCO2。而对新型CO2减排氢电联产系统的多目标优化结果则显示：系统单目标优化会提升相应的单目标性能，但不一定能获得综合性能的提升；系统多目标优化得到的流程参数，将不同于任何单目标性能优化得到的流程参数；而系统的多目标优化由于兼顾了系统系统热力、经济和环境性能，可以进一步降低减排成本，实现系统综合性能的提升。