基础设施是社会经济系统运行的支撑，对资源利用效率具有长期锁定效应。开发基础设施共生系统是应对全球和区域环境挑战的有效举措。我国燃煤电厂碳排放高、用水量大，对减缓气候变化和改善水资源短缺造成压力。同时，我国污水处理能力不断提升，城镇污水处理厂出水量大、污泥产量高。此二类基础设施共生可实现双赢: 城镇污水处理厂的再生水为燃煤电厂提供稳定水源，燃煤电厂通过掺烧处置城镇污水处理厂的污泥。

我国提出二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，以及在2025年前将缺水城市的再生水利用率提升到25%的目标。燃煤电厂和城镇污水处理厂的共生有助于我国近期碳、水目标的实现。2019年，我国污水处理厂出水仅20%被重复利用，再生水利用仍有巨大潜力。同时，煤与污泥的掺烧是我国政策提倡的燃煤电厂改造方案，截至2019年已有约30个试点项目投入运行。

研究发现，此基础设施共生策略可实现每年减少温室气体排放860万吨二氧化碳当量，相当于全国污水处理部门和燃煤发电部门温室气体排放的29%和0.28%；可实现每年节约淡水30亿立方米，相当于全国燃煤发电部门淡水消耗的62%；同时每年削减燃煤发电和污水处理的全系统成本34⁓120亿元。河北、山东、河南、江苏、浙江、安徽和广东的此二类基础设施具有较好的地理邻近特性，在总体效益中贡献约50%的温室气体减排，以及约60%的淡水节约和成本削减。此外，约80%的碳、水和经济效益可通过总体方案中32%的污泥连接和44%的再生水连接得以实现，即优先发展少数关键设施连接可获得大部分环境经济效益。

本论文提出了燃煤发电和污水处理基础设施共生的分析框架和高分辨技术方案，为可持续基础设施系统开发的管理决策提供了科学支撑。污泥掺烧和再生水回用是燃煤发电和污水处理部门间的合作共赢机会，有助于实现污泥处置、淡水节约和碳减排等多重环境目标。论文建议未来城市规划应考虑发电厂和污水处理厂之间的邻近性，以实现环境经济效益的最大化。综合考量我国各区域（如缺水省份）具体政策愿景，可进一步平衡技术可行性、环境效益和经济效益，从而制定基础设施共生的最佳实践方案。总体而言，燃煤发电和污水处理的基础设施共生激励政策将有效促进我国减碳和节水目标的实现。

深入理解和充分运用各部门之间的潜在共生关系将成为可持续发展的重要助力。本论文提出的能-水基础设施共生是面向城市基础设施生态转型的重要一步，未来研究工作将继续关注城市基础设施与产业部门的其他共生机会。