经济社会发展需要能源的消耗作为支撑和动力,而当前世界主要消耗的是化石能源,由此带来碳排放值的日益增加,引起温室效应问题越加显著,造成全球气候恶化,地球生态系统面临威胁,影响社会与经济的发展,因此,国际社会提倡低碳经济与绿色发展,主要大国纷纷做出节能减排的承诺,积极寻求实现降低碳排放,弱化温室效应的可持续发展之路。中国三十多年的经济腾飞,举世瞩目,但多年以前的粗放式增长已遭受国际社会更多的质疑,以煤炭为主的消费结构带来的日益高涨的碳排放数值,已成为国际关注的焦点,未来发展中面临的低碳压力也越来越大。当前中国经济步入“新常态”,产业调整加速,能源消费需求减缓,之前粗放式的经济发展方式带来较大的生态环境承载压力,在低碳转型的过程中完善能源消费结构,对中国能源资源的优化配置和社会经济的平稳发展、完成中国在国际上的减排承诺以及完成中国相应承担减、限排义务以及环境治理统筹都具有极其重要的意义。能源消费结构优化涉及到诸多影响变量的约束,不仅仅包括经济系统因素,还要受到能源消费总量以及碳排放总量的限制。如何在保证中国经济在中高速平稳发展的同时,又达到降低碳排放和逐步完善能源结构的调整,是一个需要全面深入研究和分析的焦点。可见,本文以碳约束为前提,探讨中国能源消费结构优化具有重要的理论价值和现实意义。鉴于此,本文立足于中国经济增长、能源消费和碳排放的现状分析,通过路径分析法、马尔可夫链、灰色关联方法、多目标决策方法结合情形分析法,定性和定量结合,实证和规范联系,对中国能源消费结构在碳排放约束条件下的优化展开了深入的研究:(1)阐述了论文的研究背景,分析了论文的研究意义,归纳和梳理了国内外关于碳排放、经济增长与能源结构优化等相关问题的研究现状与文献综述,在此基础上明确了论文的研究内容、方法与研究技术路线;介绍了本文运用的相关理论,包括低碳经济发展理论、可持续发展理论、节能减排理论与能源配置理论,在这4种理论指导下,逐步展开了研究。(2)概述了中国36年来经济增长、能源消费及碳排放的现状,分析了其演变趋势,结合世界主要经济大国同期指标,剖析了国家之间与省级地域之间的差异及产生原因;论证了中国经济增长、能源消费和碳排放三者之间的内在关联,分析了资本、劳动与能源对经济增长的影响程度和贡献程度,构建了碳约束下的经济增长模型,预测了2020年中国在有、无碳约束下对应的经济产值、能源消费量与碳排放量。归纳了影响能源消费结构的各种因素,分析了其各自间的关系,论述了其内外在影响机理,预测了中国2020年能源消费结构及对应的碳排放量。(3)确立了碳约束下中国能源消费结构优化的基本原则和目标,组建了节能优先、减排优先以及节能减排兼顾的三种方案,从国家整体和省级区域两个层面,分别论证了保证经济平稳运行的前提下,以碳排放总成本最小化为目标,在碳约束、能源约束的大前提下,相应的能源消费结构优化格局及碳排放情况。(4)提出了碳约束下中国能源消费结构优化的对策和建议,从国家能源管理体系的构建和完善,产业总能耗值的控制、鼓励技术创新提高能源效率与绿色能源推进能源替代四个方面展开了论述,并总结了本文的研究成果,提炼了创新点和不足之处,并对将来进一步的研究提出了展望。得出的主要结论如下:(1)经济增长与能源消费都是碳排放的单向长期Granger原因;经济增长与能源消费之间存在双向的长期Granger因果关系。(2)以2000为分界点,之前的十年,与资本要素和劳动要素相比,能源要素投入与国民经济的关联度较小,2000年以后,随着中国经济进入新的发展时期,对能源的需求日益加大,因此能源对经济产出的贡献已超过劳动和资本,并且保持逐年上升的趋势,能源在经济中的动力作用越来越大。(3)碳排放总量的约束对能源结构优化起积极正面的推动作用,直接影响效果显著,而节能——总能耗控制,提高效率对能源结构优化起到了抑制作用,间接影响效果较大,技术进步和人口数量都将促进能源结构优化,但影响很小,经济增长略微阻碍了能源消费结构的优化。(4)有能源约束的前提下进行能源结构调整更容易完成中国对国际社会的碳减排承诺,在此基础上再加上碳约束条件,将使得中国未来碳排放量更低。(5)在有明确的能源约束条件下,不论是国家整体还是省级区域,其能源结构优化面临节能优先、减排优先和节能减排兼顾三种策略时,节能减排兼顾相对更加有效,经过优化后,国家层面和省区层面,能源消费结构都趋于多元低碳化,能够完成中国2020年的碳强度降低目标。