能源是一个国家或地区经济增长和社会发展的重要物质基础。随着经济的迅速发展，中国的能源和环境相关问题的研究成为了国际能源与环境政策研究的热点之一。通过建立定性与定量相结合的模型，开展对中国能源需求和二氧化碳排放问题的研究，既可为我国中长期能源战略规划的制定提供科学依据，也可为我国相关能源和环境政策的制定提供决策支持，以有效的减轻我国目前所面临的能源需求和环境压力，促进经济、能源、环境的和谐发展。　　 本文从复杂系统理论出发，构建了中国中长期能源需求分析模型，以及中国能源与环境政策分析模型，并利用这些模型定量的研究了未来中国能源需求和二氧化碳排放的发展情景，开展了对相关节能减排政策的模拟，取得了以下创新：　　 (1)能源需求预测是制定能源战略目标的重要基础。目前关于中国未来能源需求的预测大多或是仅针对全国水平，或是仅以少数省市为研究对象。中国幅员辽阔，各地区在对能源的依赖程度及能源需求结构方面有着较大不同。仅以全国或少数省市为对象的研究容易造成决策上的片面性。因此，本文构建了以全国为总范围，划分不同经济区域，涵盖部门屋次生产活动的中国中长期能源需求分析模型(CEDAS)，并开发了响应的软件。基于多地区投入产出方法，CEDAS模型既刻画了各区域内部复杂的部门间相互依赖关系，又考虑了不同区域间贸易往来的影响，从而能够把握能源需求和排放的发展在空间上的复杂性；利用RAS等方法，结合情景分析的思想，CEDAS模型对影响能源消费的各主要驱动因素(技术、经济、人口、城市化)未来不同的发展路径进行了定量的描述，从而能够把握能源需求和排放的发展在时间上的复杂性。基于CEDAS模型既能获取全国水平及按区域、部门、能源类型的能源需求和二氧化碳排放情景，又能考察区域间差异及其相互作用关系对全国需求及排放的影响，进而有助于确定未来政策调整在驱动要素、区域等上的着手点和侧重点。　　 (2)将中国划分为东北、京津、北部沿海、东部沿海、南部沿海、中部、西北和西南八大经济区域，运用所建立的CEDAS模型对全国及各区域2010年和2020年不同经济、人口、城市化、技术发展路径下地能源需求和二氧化碳排放进行了情景分析。不仅得到了两个年份全国及各区域不同情景下的能源需求量、需求结构和二氧化碳排放量，并且对人口、技术和区域间贸易系数对区域内、区域外、以及全国水平上的能源需求和二氧化碳排放的影响进行了灵敏度分析，同时还就不同的区域排放责任确定原则对各区域的影响进行了讨论。结果显示：直到2020年，各情景下中国的能源需求及二氧化碳排放量的增长都非常迅速；2020年基准情景下的能源需求量和二氧化碳排放量分别为34.6亿吨标准煤和20.2亿吨碳；各情景下中国的人均二氧化碳排放量低于世界平均的优势在2020年都难以继续保持。区域水平的结果表明，直到2020年，各区域能源利用效率的提高都能带来本区域内明显的节能效果，因此，应继续推动各区域的能效提高，尤其是尽可能加速中部区域和西北区域能效的改进，以促进全国水平上的节能效果以及区域间能源调配政策的有效实施。此外，结果还显示各区域的人口增长对于本区域的能源需求和二氧化碳排放而言都是一个很明显的拉动因素，而且这种拉动力会随着经济的发展和居民收入水平的提高而增大。一个区域人口的增长不仅会影响该区域自身的能源需求，还会导致其他区域能源需求的增长。因此，在中国全面建设小康社会的重要时期，计划生育的基本国策应在各区域继续认真落实。模型结果还表明了各区域排放的二氧化碳量与其驱动的量之间存在着差异，从而使得相应环境政策改革中不同的排放责任确定方法会对大多数区域产生明显不同的影响。这些研究结果可以为国家和各区域进行能源建设规划、区域间排放责任分配等提供依据，同时也将有助于促进区域间资源调配的有效进行。　　 (3)基于可计算一般均衡理论，构建了中国能源与环境政策分析模型(CEEPA)，通过我们所编制的16部门中国2002年社会核算矩阵对模型进行了校准，并运用所建立的模型对在中国实施碳税政策的可能影响进行了模拟分析。本应用参考各国现有的碳税制度，设置了4种碳税方案；通过引入碳税税率、生产税调整率等变量对CEEPA基本模型进行修改和扩展，实现了对不同碳税方案的征收方式和税收利用方式的定量描述；假设在2012年起征碳税，分析了到2020年不同的碳税征收方式和税收利用方式对我国的宏观经济、能源消费及二氧化碳排放的影响，尤其重点讨论了对能源密集型贸易部门的影响，同时还对不同碳税方案的政策可行性进行了比较。分析结果表明，通过对生产部门实行适当的税收宽免或补贴，可以有效的减小碳税的实施对经济及能源密集型贸易部门的负面影响；无论从对能源密集型贸易部门的生产能力和国际竞争力的保护上，还是从提高整体的政策可行性上看，将免征能源密集型贸易部门碳税与补贴非免税部门生产间接税相结合的方式都是最优的。　　 (4)基于CEEPA模型研究了终端能效提高对我国宏观经济、能源使用以及二氧化碳排放的影响，并且比较了包含补贴一次电力在内的各种能源环境政策手段对回弹效应的缓和作用。在本应用中，通过引入部门能源效率指标对CEEPA基本模型进行修改和扩展，实现了对终端能效提高的定量描述；基于我国电力工业各项自底向上的数据，结合一个非线性规划模型，将CEEPA基本模型中的电力部门的生产按特定的发电方式进行了细分，从而能定量考察补贴一次电力的影响；运用CET函数将资本市场的供给进行了特殊处理，从而能定量体现电力工程建设周期长、资本流动性差的特点。研究结果表明，各部门相同幅度的能源效率提高会伴随着明显的回弹效应。单个部门能效提高的灵敏度分析结果表明，终端能效提高不会导致化石能源需求和二氧化碳排放的增加，而是能促进其下降的部门是钢铁工业、建材工业和建筑业。因此，终端能效的提高应采取部门差别的幅度，大力推进这三个部门的终端能效改进。同时，由于单纯依靠技术手段本身中和回弹效应的能力有限，部门终端能效提高的努力应与相应的能源环境政策结合进行，征收碳税并将其用于补贴水电是缓和回弹效应相对较优的一种政策引入方式。