本实用新型是一种高效沼气发电系统，包括均浆装置、水解流化装置、发酵系统、发电机组及发酵后沼液处理装置，所述发酵系统包括CSTR发酵罐、过滤装置、黑膜沼气池及IC厌氧反应器，CSTR发酵罐的沼液出口连接过滤装置，过滤装置的沼液出口连接黑膜沼气池，黑膜沼气池的沼液出口连接IC厌氧反应器，CSTR发酵罐、黑膜沼气池及IC厌氧反应器的沼气经过脱硫脱水后送入气柜，气柜输出端连接发电机组；所述发酵后沼液处理装置包括蒸发箱，蒸发箱顶部设有水蒸气排气口，蒸发箱底部设有浓缩沼液出口，蒸发箱下端设有沼液区，沼液区内设有蒸汽盘管，蒸发箱外侧装有与IC厌氧反应器连接的抽液泵A；本实用新型提高了沼气生产效率。