
第一作者:闫盛华
通讯作者:蔡辰,黄翔峰
通讯单位:同济大学碳中和研究院、环境科学与工程学院、上海自主智能无人系统科学中心
论文DOI:https://doi.org/10.1016/j.eiar.2025.108299
一、全文速览
2025年12月26日,国家发改委、工信部、国家能源局联合发布了《国家级零碳园区建设名单(第一批)》,标志着工业园区绿色低碳转型进入了实质性建设阶段。工业园区作为“双碳”战略的主战场,如何科学量化并提升减污降碳协同效应,是建设零碳园区的关键技术难点。

针对这一需求,同济大学黄翔峰教授团队在环境领域顶刊《Environmental Impact Assessment Review》(IF=11.2)发表题为“Assessing synergy of CO2 and pollutant reductions in industrial parks from the industrial chain perspective”的研究论文。该研究创新性地提出了复杂网络分析-协同评估方法 (CNA-SA),首次将企业间的物质流拓扑结构融入协同评估体系。研究量化了工业共生对协同减排的贡献,并揭示了延链补链(产业链的完整性)比建立新产业链(产业链的多样性)更具协同效益。该成果为零碳园区的产业筛选、生态设计及精准招商提供了可操作的量化决策工具。
二、研究背景
工业园区贡献了中国31%的二氧化碳排放,是减污降碳的重点区域。现有研究多从管理措施或单一技术视角评估协同效应,往往忽略了园区内部企业间错综复杂的工业共生关系。此外,传统的“黑箱”式评估无法揭示网络拓扑结构(如企业间的物质交换路径)如何影响碳污传输,导致难以识别关键的结构性瓶颈。在零碳园区建设的新形势下,亟需一种能够整合网络拓扑结构与宏观协同绩效的量化方法,以指导园区从“末端治理”向“结构性优化”转型 。
三、本文亮点
(1) 方法创新:构建CNA-SA跨尺度评估模型
本文开发了CNA-SA方法,将复杂网络理论引入耦合协调度模型。该方法不仅量化了节点(企业)的重要性,还模拟了网络演化对系统协同效应的边际贡献,实现了从微观物质流到宏观协同效应的跨尺度关联。
(2) 机制揭示:产业链“完整性”大于“多样性”
通过对典型园区的双案例研究,发现工业共生可使协同效应提升5.49%至 102.63%。研究证实,产业链的完整性对协同减排的影响显著优于多样性。简单引入新企业不如打通现有产业链的上下游瓶颈带来的减排效益高。
(3) 决策支持:基于边际贡献的精准招商
研究提出以协同效应边际贡献率作为园区引入新企业或技术的量化标准。这为零碳园区管理者提供了一把“标尺”:优先引入那些能填补产业链缺口、显著提升园区整体协同度的企业,从而以最小的投入实现最大的减污降碳效益。
四、图文解析
(1) CNA-SA 方法论框架
研究建立了涵盖20种污染物与二氧化碳的排放清单,利用Gephi构建工业共生网络,通过Entropy-VIKOR计算节点重要度,并将其融入协同评估体系,构建了包含情景分析的完整研究框架(图1)。

图1. 研究框架
(2) 工业共生网络的时空演化
通过追踪JT工业园区2018-2023年的网络演化(图2),直观展示了园区如何从孤立的企业点发展为复杂的共生网络。随着网络连接度的增加,企业间的物质交换效率提升,显著增强了园区的抗干扰能力和减排协同性。

图2. 2018-2023年JT工业园区产业共生网络:a-f分别表示2018-2023年的工业共生网络
(3) 不同发展情景下的协同效应对比
情景分析结果表明(图3),相较于引入多个在建的分散企业(Scenario 2),引入单个关键的上游补链企业(如硫酸生产商,Scenario 6),能够以更少的企业数量实现更高的协同提升。这有力证明了“补链强链”策略在零碳园区建设中的优越性。

图3. CO2协同作用以及在不同发展情景下 JT 工业园区的污染物减排量
(注:棕色表示协调发展)
五、结论展望
本文证实了工业共生是提升园区减污降碳协同效应的核心驱动力。对于正在建设中的零碳园区,作者提出以下建议:
1.生态化规划:应超越单纯的项目招商,转向基于产业链生态的系统设计,优先补齐产业链短板。
2.建立“共生协调办公室”:搭建园区级的物质/能量交换平台,定期发布供需清单,降低企业间的交易成本。
3. 推行“绿色优先”准入机制:将协同效应边际贡献纳入入园审核标准,对高贡献项目给予土地、税收等政策倾斜,真正实现以产业结构优化驱动零碳转型。

