본 발명에 의하면, 반응 공간에 수용되는 수계 전해질과, 상기 반응 공간에서 상기 수계 전해질에 적어도 일부가 잠기는 캐소드와, 상기 반응 공간에서 상기 수계 전해질에 적어도 일부가 잠기는 금속 재질의 애노드를 구비하는 이차전지; 및 탄화수소를 연료로 사용하여 전기에너지를 생산하고 부산물로 이산화탄소를 발생시키는 탄화수소 연료전지를 포함하며, 상기 이차전지의 방전 시 상기 수계 전해질로 상기 탄화수소 연료전지에서 발생한 이산화탄소 기체가 유입되어서 상기 수계 전해질의 물과 상기 이산화탄소 기체의 반응에 의해 수소이온과 중탄산이온이 생성되고, 상기 수소이온과 상기 캐소드의 전자가 결합되어서 수소 기체가 발생하는 복합 발전 시스템이 제공된다.