本发明公开一种农业废弃物与污泥协同制备碳气凝胶和燃气的方法及系统，方法包括以下步骤：步骤1、干污泥热解获得热解挥发分、热解焦和热解油；步骤2、农业废弃物和热解油进行共水热反应得到共水热反应液和水凝胶，水凝胶干燥后得到气凝胶，共水热反应液经离心、过滤和气化后得到气态反应油；步骤3、将气凝胶投入第一热解炉并发生碳化反应，获得碳气凝胶和碳化反应气；步骤4、将镍基催化剂和热解焦混合后投入第二热解炉，再送入热解挥发分、气态反应油和碳化反应气并发生催化反应并获得燃气。本申请以污泥热解油作为氮源，采用共水热反应实现污泥热解油中的氮向水凝胶中迁移制备氮掺杂碳气凝胶，并利用各步骤的产物制得了高品质的燃气。