气候问题已在全球造成了广泛影响。近年来，世界各国就全球变暖问题进行了积极的探索。与2005年生效的《京都议定书》是世界各国合力解决气候问题的一个具有里程碑意义的事件，碳排放权因为其稀缺性、排斥性、可交易性特征使得碳交易发展非常迅速，《京都议定书》所构建的清洁发展机制发展非常火热，其碳排放权交易额已超过了1900亿美元。中国作为缔约国之一在2012年开始承担了减排任务，慎重提出了基于碳排放强度（后文称碳排放效率）的减排目标，即在2020年单位产值二氧化碳排放量应相比2005年下降40%-45%。虽然我国节能减排潜力巨大，但是减排的压力也非常巨大。我国在制定的减排目标的同时如何结合各区域不同的减排成本以降低总体减排成本成为我国未来的研究重点，碳交易市场的构建显得更为紧迫。从中国碳交易的现状来看，尚未在全国范围内实现碳排放权交易，但在某些地区或区域也逐步实施碳交易。从行业的分析来看，考虑到相似行业间历史减排投入的相似性，使得行业内的碳交易更能体现公平。本文从天然气产业链分析入手，研究了各企业在基于提升碳排放效率的减排方式下的碳交易模型。首先，本文运用引入碳排放效率的投入产出模型计算了企业现有的碳排放效率，然后结合碳排放效率的预测模型，核算了企业未来的碳排放效率。从而确立了各企业的碳排放效率提升值，作为开展碳交易的基础。其次，本文研究了两种情况的碳交易模型，第一种情况时考虑在固定产量的情况下开展碳交易，以边际减排成本函数以及由碳排放效率提升值确定的减排量作为碳交易的基础，从而计算出碳交易市场中的碳排放权价格以及各企业实际减排量，同时核算出企业通过减排达到的碳排放效率提升值。第二种情况是考虑企业生产成本函数，将碳交易成本作为企业生产成本的一部分，通过边际减排成本函数以及碳排放效率提升值确定各企业的最优产量，此时企业通过增加产量可以增加产值，同时产量的增加带来边际减排成本递增，追求利润最大化的企业需要在两者之间寻求平衡。最后，本文的算例分析计算了两种碳交易模型下的相关数据，比如碳交易价格，减排成本，利润值，碳排放效率提升值等。通过对基于碳排放效率的产业链碳交易模型研究，主要得出了以下结论：一是碳交易的开展在提升碳排放效率的同时也降低了各企业的减排成本，这有助于企业更积极地遵守减排承诺。二是开展碳交易后企业的最优产量随着碳排放效率提升值的增加呈先增加更减少的趋势。这对监管部门确立碳排放效率提升值提出了借鉴意义。三是买入碳排放权企业的碳排放效率提升值增大时，通过碳交易获得的减排节约成本也越大；卖出碳排放权企业的碳排放效率提升值增大时，通过碳交易活动的减排成本节约越小。这有助于企业采取增加技术投入的措施，减少碳排放。如何制定更为合理的碳排放效率以及良好地利用化肥生产企业中的二氧化碳原料成为未来研究的方向。