中国当前面临的资源与环境压力随着近30年的经济持续高速增长而愈加严峻。这主要体现为两个方面，一方面，多年来粗放式的经济增长模式依托低成本的能源补贴政策，形成了资源依赖型的经济增长路径。日益扩大的能源缺口表现为国内能源供给从传统的流量约束转化为流量约束与存量约束并存的双重约束。过去单纯依赖开采国内能源储量实现能源供给的方式已经无法弥补以石油为核心的能源需求缺口。另一方面，中国已经进入工业化的加速发展阶段，重化工业的比重急剧上升不仅是工业化发展的必然阶段，而且对中国实现大国和平崛起具有重要的战略性意义。但是，重化工业具有资本有机构成高、能耗密集度大等特征，导致了中国工业部门的能源需求构成了全部能源需求的绝大部分。　　中国工业部门的节能增效是中国节能降耗的核心。在中国当前劳动力相对过剩和资本充裕的背景下，有效地实现劳动与资本对能源的替代，将有助于实现中国经济增长方式由粗放型向集约型的转变，规避中国工业化可持续进程面临的能源约束及其过度消费引发的生态环境约束。研究发现，技术创新、产出规模效应以及能源价格机制改革以及现有的能源体制变革都将通过资本与劳动对能源的替代来实现工业部门的可持续发展，这不仅为反思中国当前一系列旨在促进节能降耗的政策绩效偏离原定目标的现象提供了参考，也为如何实现工业部门乃至中国经济整体可持续发展提供了良好的政策建议。　　本文将借助于一系列模型在分析中国能源替代的同时，进一步考察产出效应、技术进步对能源替代的影响，通过分析能源替代的短期和长期效应来寻找劳动与资本对能源的演化路径，并模拟价格改革（能源税）对中国能源替代的影响，从而提供符合中国国情的工业能源替代战略和政策建议。　　第一章提出选题的理论及实践意义，并简要地提出了本文的研究思路、创新之处、研究方法和体系结构。　　第二章针对国内外研究能源替代的相关文献，指出其在研究假设、实证方法的不足，尤其在研究中国工业部门能源替代方面存在的差距。在此基础上，本文从能源替代、创新和经济增长关系、工业部门的能源替代现状、技术进步和产出效应对能源替代的影响、中长期能源替代趋势、体制性因素等角度来分析中国工业部门的能源替代问题。　　第三章将主要分析存在能源（不可再生能源）供给约束的情况下，能源消费对能源储量和经济增长持续性的影响。本章首先从能源消费速度存在确定性和不确定性两种情况来探讨能源消费对经济增长的持续性影响，发现在缺乏技术创新和可再生能源的背景下，能源供给约束是经济增长持续性的瓶颈。在此基础上，本章进一步将技术进步、人力资本因素内生化来分析能源替代对经济持续增长的影响，发现人力资本、物质资本对能源的替代过程中伴随着技术进步的发生，摆脱了单纯性研究人力资本或物质资本对能源替代的影响。通过借鉴熊彼特的创新模型来建立以资本、劳动、资源三种投入的柯布-道格拉斯生产函数，得出通过创新实现的能源替代是避免不可再生资源对经济增长约束的有效途径。　　第四章主要考察了中国工业部门的能源替代关系，进一步分析了技术进步和产出效应对能源替代的影响。本章针对以往用于估计要素替代率的经济模型存在的不足，以超对数成本函数和不变替代弹性为基础，把MES模型与技术进步和产出效应结合起来，首次估算了中国工业部门能源与资本及劳动之间的绝对替代弹性和净替代弹性（相对替代率），发现劳动与能源之间存在明显的替代关系，而资本与能源之间的替代关系呈现不确定性，即资本与能源之间呈现间或的互补关系。此外，实证研究还发现技术进步和产出效应在过去的近30年中促进了劳动对能源的替代。本章最后在实证研究的基础上对中国工业部门的能源中长期发展战略提出了建设性的建议。　　第五章主要分析了中国工业部门的能源替代在短期和长期的变化，并考察了能源价格冲击是否对中国工业部门的能源替代是否存在一定的阈值效应。本章在研究能源替代的短期效应时，首先针对古典经济学假设要素之间存在完全替代的观点难以解释现实现象的缺陷，利用弹性-粘性模型考察中国能源价格冲要基于理性预期的假设，从动态角度来考察能源价格变化对工业部门的能源替代的影响。　　研究发现，短期内，由于资本、劳动对能源替代受到调整成本的制约，因而能源价格的上升并不必然形成资本、能源对劳动的绝对交叉价格弹性的正面影响。相反，由于资本投资存在着事前投资的灵活调整性和事后调整的不可逆性，导致资本、劳动对能源的替代不能迅速地作出调整。只有当资本调整成本小于调整后所节约的能源成本时，才会发生资本的更新投资。根据弹性-粘性理论模型的实证研究发现，能源价格的持续上升在短期内反映为资本存量的下降，并导致资本更新的发生。通过脉冲效应发现，在短期内，能源价格对资本存量减少的影响呈现负面效应，而对劳动投入则表现为良好的促进效应。就1978-2005年的资本与能源之间的替代而言，更新后的资本能源比明显大于之前的临界资本能源比。这说明资本更实际上降低了单位产出的能耗。　　相对于能源替代的短期成本制约，能源替代的长期替代成本因资本或劳动的调整成本的消失而增大，在能源价格长期呈现布朗运动的背景下，资本、劳动与能源的替代弹性分别为1.14，1.52。同时，技术进步对能源替代的影响系数由0.17转变为正0.60。　　第六章主要考察了中国经济转型时期的体制性因素对中国工业部门能源替代的影响。本章主要从中央向地方行政性分权所导致的区域间竞争角度出发，考察了区域间竞争对工业部门的能源资本比以及能源劳动比的影响，发现区域间的竞争形成的资本重商主义在缺乏统一能源替代战略的背景下，无论能源劳动比、能源资本比都呈现增加的趋势，并最终对区域经济的持续发展形成制约。　　由体制性因素形成的长期能源补贴政策导致了中国能源的市场价格偏离实际价格，低廉的能源价格引发了能源的过度消费，构成了对中国能源安全的挑战。针对上述情况，本章比较能源补贴与能源征税对能源替代（主要从能耗角度）的影响，借助于B-O模型分析发现，能源征税更有利于降低能耗，可以实现良好的能源替代。在此基础上，通过CGE模型来分析能源征税政策对中国工业部门的影响，发现在征收10％能源税的情况下，工业部门的产出只是出现轻微的下降，而节能却有较大程度的降低。此外，还发现劳动与能源之间存在明显的替代关系，这意味着能源税的征收对促进就业具有良好的效应。