中国已经超过美国成为世界上最大的二氧化碳和二氧化硫气体排放国。高消耗、高排放不仅面临国际节能减排的巨大压力,也威胁着中国自身的可持续发展,这对于以煤炭为主要燃料的火力发电行业来说更为明显。改善火力发电行业的环境效率被公认为是节能减排、实现可持续发展的最有效方式。以国有行政垄断企业为主导的中国电力行业面临着市场化改革的困境。地区保护主义盛行,使得那些效率比较高但非本地发电企业无法进入当地市场,导致电力行业出现严重的市场分割。消除市场分割、改善环境效率已经成为了一个值得密切关注的课题。为了消除环境效率测量中的区域技术异质性,本文首先构建了基于共同前沿的SBM模型来研究2006-2015年我国30个省火力发电行业的环境效率。二氧化碳和二氧化硫两种污染性气体作为本文研究模型的非期望产出。研究发现,我国火力发电行业存在显著的区域异质性,高效率地区和低效率地区之间的技术差距在逐步扩大。为了进一步区分有效的决策单元,本文构建了SBM-DDF和超效率SBM-DDF结合的整合模型来研究我国火力发电行业的环境效率。研究发现,我国火力发电行业的环境效率水平总体呈上升趋势,但仍有很大改善空间。然后本文测度了电力行业的市场分割指数,又建立了随机效应Tobit模型,并采用反事实分析方法,探讨了市场分割对火力发电行业环境效率与发电的影响。研究发现,2005-2015年期间,大多数省份市场分割指数呈“先上升后下降”的变化趋势。此外,市场分割对环境效率改善有显著的负向影响,其影响结果显著且稳健性高。在2010年,由于市场分割的影响,我国环境效率损失高达15%。基于以上分析,本文提出了一些政策建议用于进一步改善我国火力发电行业的环境效率和市场分割问题。第一,对于高水平地区和低水平地区实施差异化的环境效率提升政策,充分发挥高水平地区的优势,形成区域示范标杆,促使低水平地区快速改善环境效率。第二,由于我国火力发电行业存在区域技术异质性,政府相关部门可以建立多边或双边定期交流机制,用于加强区域间的技术交流,缩小区域之间的技术差距。第三,减少地方政府干预,打破市场分割,中央政府还需进一步从制度构建和奖惩机制切入,改变地方政府相互分割市场的行为。