由于气候变化和国际形势的影响，二氧化碳的减排成为一个新的研究热点，而二氧化硫和氮氧化物则是长期困扰我国的大气污染物。以煤炭、石油和天然气为主的能源消耗是产生这三种污染物的主要因素。本文以这三种气体协同减排为切入点，以多目标规划问题我研究手段，探讨经济，清洁高效的能源分配方案。在第一章，本文给出了上述三种污染物的协同减排问题的含义、问题背景、国内外研究现状以及应用价值。在第二章，首先，本文利用格兰杰因果检验方法对污染物排放与空气质量之间的因果关系进行检验;此后，建立了以社会各部门能源消耗为决策变量，各污染物的排放量为目标的多目标优化模型;在此基础上分析污染物治理投资对各污染物排放量的影响，建立了考虑治理投资的协同减排扩展优化模型。为了研究这两个模型的解，在第三章中，本文分析了他们的解的最优性条件并引入优势集的概念进行优势集分析，并给出了模型的具体求解算法。在第四章中，本文将天津市历年来对于能源的消耗情况和对污染物治理的投资情况代入上述两个模型中，得到大气污染物与温室气体协同减排的优化方案，和其对应的优势集，厘清了在不同偏好信息下的Pareto有效解的结构。并针对这些方案，给政策制定部门提出了一些参考建议。