随着我国经济持续快速发展，中国在能源和环境方面面临着前所未有的压力。湖北省是我国中部地区的经济大省、能源小省，煤炭石油天然气等一次能源大量依赖输入，同时湖北正处在工业化中期，经济结构偏重，能耗偏高。经济发展与能源缺乏的矛盾尤为突出。另一方面，随着能源消费的不断增加，二氧化碳排放量也迅速上升。作为国家的低碳试点省份，如何协调经济发展、能源消耗和环境问题的三者关系，是湖北省目前面临的严峻挑战。对于湖北省的能源消费和二氧化碳排放量的研究，本文首先回顾了1990-2009年的变化情况，利用LMDI分解分析法找出了导致其变化的主要因素。发现能源效率因数和经济发展因数是影响湖北省人均二氧化碳排放量的主要因素，而人均能源消费的增大是导致湖北省单位GDP二氧化碳排放量上升的主要原因。然后利用热力学投入产出分析法针对2007年湖北省42部门的累积进行了分析计算。找出了能源消费的主要部门，计算了各部门单位增加值的能源值消耗量，对部门的能源利用率做出了更为准确和清晰的评价，对制定能源经济政策，环境或能源方面的税收制定，提供了一个总体上的参考。在最后一部分对湖北省2020年的能源消费和二氧化碳排放情况进行了情景假设和预测。预测结果表明，产业结构的优化能够降低单位GDP二氧化碳排放量，第三产业的高速发展将有利于经济的低碳发展；部门能源强度的下降是二氧化碳排放量减少的最主要因素，尤其是高能耗部门的节能力度的加大将对整个社会系统的节能减排工作起到很大的作用。