本实用新型公开一种基于CO2和H2O高温共电解的综合能源系统，包括：锅炉烟气系统，用于产生烟气；高温共电解系统，与所述锅炉烟气系统连接，用于利用所述烟气的热能对电解原料进行加热；水汽循环系统，与所述高温共电解系统连接，用于将所述烟气的热能转化为电能并输送至所述高温共电解系统；CO2处理系统，与所述水汽循环系统和所述高温共电解系统连接，用于捕集所述烟气中的CO2并输送至所述高温共电解系统；捕集的CO2与空气和水蒸汽形成所述电解原料，且所述高温共电解系统还用于利用所述电能对所述电解原料进行共电解，以生成水煤气。本实用新型将高温共电解系统应用于电力系统，不仅可以解决燃煤电厂碳排放问题，还可以制备更高附加值产品。