碳中和電力系統(tǒng)指的是在電力生產(chǎn)中，使用水能、核能、風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能等清潔能源作為能量來源，或者使用裝有碳捕捉和封存裝置的燃氣發(fā)電機組，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的碳氧化物靜排放量為零甚至為負值，同時所產(chǎn)生的電力在質(zhì)和量上要求能夠滿足電力用戶的需求。相比傳統(tǒng)電力系統(tǒng)只考慮電力用戶的需求，碳中和電力系統(tǒng)在環(huán)境保護、能源可持續(xù)性上有了更高的要求。

碳中和電力系統(tǒng)與100%可再生能源電力系統(tǒng)有一些區(qū)別。在能源結(jié)構(gòu)上，碳中和電力系統(tǒng)以核能、水能、化石能源（如裝有“碳捕集、利用與封存”裝置，即CCUS裝置的火電機組）以及風(fēng)能和太陽能為主，強調(diào)的是無碳排放；100%可再生能源電力系統(tǒng)則是以水能、風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能和地?zé)崮転橹?，強調(diào)的是能量來源的可持續(xù)性。100%可再生能源電力系統(tǒng)需要對當(dāng)前電力系統(tǒng)中裝機占比最大的化石能源發(fā)電機組全部進行替換，因而實現(xiàn)起來非常困難。相對來說，碳中和電力系統(tǒng)則比較容易實現(xiàn)，許多國家制定了時間表來完成對碳中和電力系統(tǒng)的構(gòu)建。然而，碳中和電力系統(tǒng)在規(guī)劃和運行方面，也將面臨諸多難題。