由于人类长期使用化石能源,导致了严重的气候变化问题,这已经成为影响人类社会发展的重要因素之一。1997在日本京都召开的《联合国气候变化框架公约》缔约方第三次会议上通过了旨在限制发达国家温室气体排放量以抑制全球变暖的《京都议定书》,承担减排义务的发达国家为了减少本国温室气体排放,加大了对可再生能源的开发和使用。我国在2009年丹麦哥本哈根全球气候大会上,明确承诺到2020年全国万元GDP二氧化碳排放强度比2005年降低40%-45%。为了达到这一目标,我国政府作出了加快建设资源节约型、环境友好型社会的重大战略决策。城市是我国减少温室气体排放最具潜力的领域,因此也提出了建设低碳城市这一举措。从最初的“中国低碳城市发展项目”首批两个试点城市,到中国8个低碳试点城市,再到创建十佳低碳城市,至今低碳城市的试点单位已达到34个。在建设低碳城市的过程中,各试点城市选取不同的突破口,加快低碳型支柱产业的发展,初步形成了以低碳经济为主导的产业结构,二氧化碳排放不断降低。现在正全面推进低碳城市建设,在电力、交通,建筑、工业等方面实现低碳化运行,在保证人们生活水平不断提高的基础上,二氧化碳排放强度进一步降低。本文针对在低碳城市建设过程中碳排放比较突出的三个部门：电力生产、交通运输业和水泥制造业进行了研究。在电力部门的碳排放研究中,首先分析了我国电力系统的发展概况,根据电力行业C02排放的核算方法和基于生命周期分析法的煤电链碳排放计量模型,结合实例对两座发电厂的碳排放进行了准确计量,在此基础上,对城市电力碳排放进行了预测研究,同时基于情景分析法对电力碳排放进行了估算,最后提出了电力系统低碳化发展的建议。在对交通运输业二氧化碳排放研究中,首先基于生命周期理论对城市交通体系的碳排放结构进行了分析,进而探讨了交通运输业的能耗水平和碳排放现状与需求,然后通过系统动力学模型分析了交通运输业碳排放的影响因素,同时对未来若干年交通运输业的碳排放水平进行了预测,建立了低碳目标下的城市交通结构优化的模型,最后对交通运输业实现低碳发展提出了一些建议。在对水泥行业二氧化碳研究中,首先根据水泥行业的生产工艺流程,分析了影响C02排放的因素,根据水泥生产过程中二氧化碳排放的计量方法,对水泥工业碳排放进行了准确计量,接着探讨了水泥工业减少碳排放的路径和方法,并基于情景分析法对水泥行业的C02排放进行了预测研究,最后提出了其实现低碳化发展的建议。之后,论文又对工业碳排放系统进行了系统动力学研究和分析,找出了影响工业碳排放和碳排放强度的关键因素,并进行了情景仿真,根据仿真结果提出了一些低碳建议。在对上述研究的基础上,初步建立了低碳城市建设碳排放监测系统,通过这个系统和建立的相应数据库,可以定期将碳排放基础数据输入系统,并对上述几个部门(还可以扩展)的碳排放情况进行监控。同时以保定市为例,对相关模型进行检验,并为实现低碳化发展提出了减排目标及未来的低碳城市规划做出了展望。