本发明公开了一种SOEC耦合电站锅炉富氧燃烧的零碳排放能源系统及方法，该系统包括第一固体氧化物电解池、第二固体氧化物电解池、NH3制备器、气体混合器、空气预热器和锅炉本体；该方法包括：第一固体氧化物电解池和第二固体氧化物电解池产生的O2与CO2在气体混合器中形成O2浓度不同的O2/CO2混合气体，作为锅炉燃烧的热风，其中燃尽风通过燃尽风喷口送入锅炉燃尽区；第一固体氧化物电解池产生的H2在NH3制备器中制备为NH3，再喷入尾部烟道；第二固体氧化物电解池产生的CO作为再燃燃料通过CO喷口送入锅炉再燃区。本发明不仅可以实现燃煤机组的零碳排放，还可有效利用新能源发电的冗余电量。