全球不同行业化石燃料消耗和污染物排放引发了资源、能源、经济和环境方面的许多问题,特别是二氧化碳排放造成的全球环境变化问题。提高产业系统资源和能源利用效率、减少二氧化碳排放是我们面临的重大挑战。有效能的概念被广泛应用于分析资源利用过程,解决能源转换过程中能源质量损失等问题。然而,利用有效能评估资源和能源的可用性、资源和能源利用效率及其环境影响仍是难点。有效能与环境影响之间的关系尚不清楚,缺乏对产业共生网络有效能、能量、二氧化碳减排的综合评估。本文首先利用全球能源消耗和二氧化碳排放数据,统计分析了煤和天然气转换过程中有效能损失和二氧化碳排放的关系,建立了煤、天然气燃烧产生热能有用功过程中等效二氧化碳排放潜势等式。从而确定有效能损失与环境影响之间的关系。其次,以某钢铁产业共生网络为研究对象,综合地评估了整个钢铁产业共生网络的有效能、能源、二氧化碳减排,使用有效能效率和能源效率分析了网络在能源转换时质量的损失、产业共生性能,利用确定的煤、天然气等效二氧化碳排放潜势等式,得到国际平均二氧化碳排放水平,与研究网络的实际二氧化碳排放量相比较,得到目前网络的减排潜力。利用有效能效率和能源效率对某钢铁产业共生网络性能评估结果显示,烧结机需要重点改进,湿熄焦过程需要全部替换。产业共生措施的实施使得钢铁产业共生网络总体有效能效率和能源效率得到提高。使用可再生能源进行能源结构的调整和固体废物、副产品的回收可以实现二氧化碳的大量减排。此外,高炉过程有最大的有效能损失伴随着最大的二氧化碳排放。通过使用建立的煤、天然气二氧化碳排放潜势等式计算了产业共生网络由于能源转换过程中无效性导致的等效二氧化碳排放,与实际网络的排放量相比较,发现炼铁厂、炼钢厂、轧制厂、热电厂要高于国际平均排放水平,说明在未来部署节能减排措施时需要集中于这四个厂区,同时需要改进工艺措施提高能源的转换效率。