能源问题是国民经济运行和社会发展的重要战略性问题，能源使用引发的二氧化碳排放、环境、资源问题越来越突出。一方面，随着城镇化进程加快，居民部门将是未来能源消费及碳排放增长的重点领域；另一方面，气候变化可能影响能源的供给和需求，从而使能源供需形势更为复杂。此外，面对既要改善民生，又要应对气候变化的困难，寻求科学合理的节能减排政策至关重要。能源经济系统建模，将为能源经济和气候政策的制定提供科学定量依据。本文在查阅国内外相关文献基础上，在国内城镇化和全球气候变化背景下，针对中国能源经济问题，开展了能源经济系统建模深入研究。围绕居民生活能源消费及碳排放、气候对能源需求影响、极端气候下能源供应中断的易损性以及节能减排政策效果相关问题进行建模与应用研究，扩展和完善了我国能源经济系统模型和方法。取得了以下具有创新性的工作。（1）综合国家统计数据和调研数据，构建了我国城镇和农村居民生活碳排放强度驱动因素的AWD分解模型，弥补了自下而上模型在中国研究中的不足。在应用研究中具体考察了取暖制冷、炊事热水、照明、家用电器和私人交通行为对碳排放的驱动贡献。从研究结果中得到启示：短期内通过调整终端用能结构和终端能耗强度才是有效可行的减排途径，分别意味着电力节能和降低单位终端使用量的重要性，因此，为实现减排，从根本上引导居民生活行为，减少用电浪费，控制过高舒适度标准等是最明智的选择。（2）构建了城镇化效应的绝对量Divisia指数分解模型，重点比较分析了城镇化对全国1996-2011年历年间和各区域2000-2011年间生活直接用能总量变化、各类能源品种用能变化的贡献作用。结果发现：1996-2011年，城镇化率增加对居民生活直接用能增量累计贡献16%；城镇化率每提高1个百分点，由此引起的全国居民生活直接用能增量约为115万吨标准煤，煤炭消费减少28万吨标准煤；其中，对油品合计和天然气消费具有最大的增量效应；城镇化率提高对中部区域居民生活能源消费的贡献最大，累计665万吨标准煤；城镇化率每提高一个百分点，对西部区域生活直接用能增量贡献最大，对东部区域油品消费增量贡献最大但对电力消费增量贡献几乎为零。（3）结合文献调研数据和统计数据，将2007年投入产出表的居民部门消费由原来的两类扩展为三类，构建了含农民工账户的投入产出模型，并用于计算城镇、农村居民和农民工消费的直接和间接能耗和二氧化碳排放，以及预估农民工市民化政策下居民消费改变带来的环境影响。模型应用结果表明，农民工消费拉动的完全能源消费和完全碳排放约占全国水平的8.1%，其中食品加工业和电力生产业贡献最大（36.3%），人均完全碳排放水平不足城镇居民的1/3；农民工市民化带来的居民消费改变将增加一次能源1.28亿吨标准煤，增加CO2排放2.72亿吨。（4）将四类气候因素引入能源经济建模中，构建了气候因素对电力需求的四组月度回归模型，分析了气候和非气候因素对我国第一、二、三产业和居民部门月度电力消费的定量影响，并绘制了各部门的温度敏感性曲线。研究发现：居民部门和第三产业对冷热压力比第一、二产业更为敏感；寒冷压力对居民部门、第二、第三产业用电量的刺激程度是等幅的炎热压力的1/2；气温升高条件下，11-3月用电减少量不足以弥补4-10月份的用电增量，给电力供给带来挑战；尽管第二产业相对量影响最小，但其绝对量敏感程度最大，仍需警惕第二产业给整个电力供给安全带来的风险；相反，即便第一产业在温升条件下全年各月用电均有增加，但绝对总量却最低，对电力安全威胁较小。（5）将极端气候事件和电力中断纳入到能源经济系统建模研究中，通过构建中国和日本的CGE模型，定量研究了对气候极端事件下电力中断的社会经济易损性，并深入比较了中国和日本易损性差异及其背后的原因。结果表明，极端气候事件存在不平等的威胁：极端事件所带来的同等程度的电力中断对中国社会经济的负面影响大于日本，且这种差异在极短期情景下更明显；中国的GDP、总产出和就业水平的下降程度是日本的2-3倍，而居民福利水平下降程度差异更甚，是日本的3-5倍；结构性因素是造成中日易损性差异的主要原因，具体包括：支出结构的不同，生活需求生产部门的要素投入结构的不同，工业部门生产的物质能源依赖程度的不同以及服务业产出的使用结构的不同。研究结论对理解气候变化与能源经济社会系统关系、正确认识应对气候变化公平性等方面具有重要意义。（6）应用北京理工大学能源与环境政策研究中心开发的大型可计算一般均衡CEEPA模型，模拟了出口退税政策的短期和中长期节能减排效果和经济影响，并与碳税政策作对比。结果表明：取消钢铁、化工等关键部门出口退税的当前政策只能在较大的经济代价下实现一定程度的减排，并不是一项可持续的减排手段；取消关键部门出口退税且保护企业的政策，短期内具有双重红利效应，短期内可以作为一项减排手段但减排潜力有限；取消关键部门出口退税且刺激内需的政策,短期内有利于居民福利改善，但长期也会产生较明显的社会经济负面影响，应慎重抉择。此外，取消出口退税政策的长期经济代价均远高于碳税政策，优化能源结构方面效果较差。就现阶段来讲，出口退税调整政策并不是一项值得推荐的长期战略性减排手段。