由气候变化所导致的全球升温及由此引发的一系列生态、环境问题,严重影响到人类的健康、社会的发展等方面,如何应对气候变化成为当前学术界关注的焦点。同时包含经济系统和气候系统的IAM(Integrated Assessment Model),作为目前最为全面的气候变化集成模型,已被广泛地应用于全球气候治理方案的评估中。然而,大部分IAM的经济系统采用宏观经济模型,缺乏对国家内部产业间经济的反应;碳排放计算模块未考虑到不同能源种类的差异,导致对碳排放总量的模拟存在一定的偏差。另一个现实的问题,全球经济出现逆全球化现象,各国经济创新呈现出"各顾各"的发展特点。因此,我们针对各国经济分别建立一般均衡系统,以逼近真实经济,再通过国际贸易对国际经济GDP溢出进行描述,来刻画全球经济。这个经济模型既能够反映各国经济独自的寻优行为,又关联了全球经济。本文完善发展了著名的DICE模型的扩展版MERICES模型,建立各国独立的CGE模型,添加能源消费结构,最终构建了一个包含经济系统、碳循环系统、气候反馈模块及其他统计辅助模块的新型集成评估模型一—EMRICES-2017(扩展的多区域气候经济学集成评估系统,Expanded Multi-Regional Intergated model of Climate and Economy System,2017 表明本文的系统具有继承性和历史联系性)。在经济系统方面,实现国家内部的经济均衡发展,EMRICES-2017构建了各个区域CGE模型,以反映经济发展的"各顾各"现象;在碳循环方面,为细致地刻画能源结构,增加能源消费模块,将能源种类细分为煤、油、天然气和非化石能源四类,实现技术进步内生化,引入随机冲击,改进了碳循环系统,最终实现CGE模型与气候集成评估模型的耦合。基于世界银行的分类标准,本文的研究区域为低收入国家、中等偏下收入国家、中等偏上收入国家、高收入国家、欧盟、中国、美国、俄罗斯、印度、日本,由于数据的可获取性,中国、美国、俄罗斯、印度、日本的经济模型为包含34个产业部门的CGE模型。在上述模型改进的基础上,本文通过分情景模拟分析,选择与真实情景最为接近的能源技术冲击情景作为基准情景,对世界各国或地区未来的经济发展形势和碳排放趋势进行了预测,分析了这些国家的产业结构、能源消费结构的变化,并模拟了不同技术进步导致的不同能源强度对各国或地区发展形势的影响。最后为了满足全球环境治理需求,对目前各国所提出的国家自主贡献(Intended Nationally Determined Contributions,INDCs)减排目标的效果进行模拟分析。通过模拟和分析,本文得到的主要研究结论如下:(1)在基准情景下,中国的GDP将在2046年超过欧盟,在2051年超过美国成为全球第一大经济体。美国、欧盟等发达国家的经济发展速度较慢,但人均GDP较高。全球碳排量呈现出先上升后下降的趋势,到2100年全球将升温3.38℃。中国碳高峰出现在2033年;欧盟的碳高峰出现在2028年;俄罗斯的碳高峰出现在2072年;印度的碳高峰出现在2059年;中等偏上收入国家的碳高峰出现在2057年;中等偏下收入国家的碳高峰出现在2076年;低收入国家的碳排放量一直处于上升趋势;美国和日本的碳排放则呈现出一直下降的趋势。(2)对主要国家(中国、美国、日本、印度、俄罗斯)的产业结构研究结果表明,第一产业占比下降是大多数国家经济结构发展的基本规律;发展中国家的产业结构变动幅度往往要大于发达国家,而变动幅度随着模拟时间的推移逐渐减小。中国、印度和俄罗斯的第二产业占比在模拟期间保持上升趋势,中国初始第二产业占比基数大,但印度的第二产业占比增加速度远远大于中国和俄罗斯,在模拟的后期其第二产业占比与中国的接近。(3)对主要国家(中国、美国、日本、印度、俄罗斯)的能源消费结构研究结果表明,非化石能源和天然气在模拟后期成为大多数国家主要的能源种类,中国、印度的能源消费结构中,煤所占的比例有所下降,但美国、日本、俄罗斯的能源消费结构中煤所占的比例却有所上升。(4)在完全自由排放情景下,即主要国家的能源消费结构保持2009年能源消费系数矩阵至2100年,全球将升温4.92℃。在此情景下,模拟后期由于气候系统的负面反馈,部分国家的经济出现衰退。日本、美国和中国的经济分别在2054年、2074年和2087年左右出现衰退,欧盟和中等偏上收入国家经济衰退分别出现在2082年和2088年。因此,实行碳减排政策,不仅是对全球气候治理的贡献,更是对自身经济发展的一种贡献。(5)在历史演化情景下,即采用历史能源消耗强度进行预测,到2100年全球碳高峰出现在2069年,全球将升温3.06℃,与基准情景相比下降了 0.31℃。(6)在INDC约束情景下,即各国家或地区在目标年份(2030年,美国为2025年)实现其提出的INDC减排目标,目标年份之后保持碳排放量不增加发展至2100年,全球碳排放在2030-2100年间呈现先不变后下降的趋势,全球将升温2.61 ℃,相比较与基准情景下降了 0.76℃,仍然高于升温2℃的目标。换言之,按INDC承诺,不可能实现21世纪末控制全球升温2℃的气候目标。