近年来,温室气体所引起的全球变暖问题越来越成为国际社会关注的热点。电力工业作为CO2排放大户,每年电力工业排放的CO2量接近我国CO2排放总量的一半。因此,电力工业CO2减排对于我国实现中长期减排目标、乃至于全球碳减排努力而言,都具有重要的意义。CCS技术是目前国际上减排CO2的研究热点。在我国以煤炭为主的能源消费结构下,如何将煤基能源系统所产生的CO2以较低的能耗分离出来,是关系到CCS技术能否大规模用于商业运营的重要前提。同时,发展清洁能源也是目前我国解决CO2排放问题的新途径。本文以煤基能源系统为研究对象,通过研究各种CO2分离方法,重点分析了CO2低温分离技术。并且,运用ASPEN软件,通过分析含CO2混合气体在低温下的相变特性,研究了CO2低温分离方法的改进思路,并在此基础上,提出一种新型的CO2分离液化一体化方法。该方法通过多级压缩、多级冷却与多级分离,可将混合气体中绝大部分CO2在较低能耗代价下以液态分离出来。同时,通过精馏提纯,最终实现以较低能耗分离回收CO2,而分离出的CO2纯度可达99.99%。本文的研究成果为从具有较高CO2浓度的混合气体中分离回收CO2提供了新的思路与途径。同时,本文还对电力工业主要的碳减排方式的减排成本、减排潜力及对化石能源消耗量的影响进行分析对比,并在此基础上对中国电力工业的碳减排战略进行了分析预测。研究结果表明：各种减排方式综合应用是我国电力工业碳减排的必然趋势,其中节能减排、可再生能源发电和核电是当前应优先发展的重要方向。