全球气候变化影响着全人类的生存与发展,中国作为世界上最大的能源消费和二氧化碳排放国,其应对气候变化的压力日益加剧。目前中国的节能减排政策大多以强制性的行政手段来降低能源强度及控制碳排放总量,其由于缺乏经济效率受到了广泛的批评。已有研究认为,采用碳排放权交易、用能权交易等市场化手段促进节能减排相比于采用行政手段更加成本有效。能源效率水平及二氧化碳减排成本是设计基于市场手段的节能减排措施的关键参数,对其进行科学的估算也是中国节能减排政策设计和实施的重要基础之一。钢铁行业是中国推进节能减排工作的重点行业之一,为了能够进一步提升中国钢铁行业的节能减排绩效,科学合理测算中国不同区域钢铁行业、不同钢铁企业的能源效率及其二氧化碳减排成本是一项非常有价值的工作。本文利用钢铁行业企业层面及区域层面的数据,对中国钢铁行业能源效率和二氧化碳边际减排成本进行了建模估算,为中国钢铁行业节能减排目标的设置和节能减排绩效的提升提供了参考。在前人研究的基础上,本研究将信息不确定性考虑到建模测算过程中,对传统的钢铁行业能源效率测度及影子价格估算模型和过程进行了改进及应用:一是在能源效率测度建模过程中,采用了Bootstrap-DEA方法,弥补了传统DEA模型无法将企业投入产出数据中可能存在的统计噪声考虑在内的缺陷;二是在影子价格估算建模过程中,采用了基于不同方向向量的方向距离函数方法,弥补了传统方向距离函数模型无法将企业实际生产策略及节能减排行为的不可观测性考虑在内的缺陷。此外,本研究还利用Malmquist生产率指数法分析了中国钢铁行业全要素能源生产率变化及驱动因素,利用多种检验方法分析了钢铁行业能源效率及二氧化碳边际减排成本的异质性。本文主要研究结果包括:在能源效率及生产率方面,从企业层面来看,利用Bootstrap技术对传统DEA模型估算出来的能源效率进行纠偏后,2014年中国主要钢铁企业的能源效率均值为0.77,仍有23%的提升潜力,钢铁企业能源效率东中西部区域差异显著,上市钢铁企业的能源效率显著地高于未上市钢铁企业;从区域层面来看,“十二五”期间,中国钢铁行业整体的全要素能源生产率变化不大,但各年份间各区域之间的变化情况存在着一定差异。在二氧化碳边际减排成本方面,从企业层面来看,考虑不同生产策略和节能减排行为的边际减排成本均值约为2500元/吨,企业之间的边际减排成本均存在显著的异质性;上市钢铁企业的边际减排成本显著低于非上市钢铁企业,大型钢铁企业的边际减排成本显著低于中小型钢铁企业;从区域层面来看,“十二五”期间钢铁行业二氧化碳边际减排成本均值约为4000元/吨,区域间减排成本的差异随时间推移越来越显著。本研究还结合计算结果,对中国钢铁行业节能减排绩效的提升提出了相关政策建议。