改革开放以来,我国经济高速发展,伴随着温室气体的大量排放,大气污染愈加严重,碳排放问题引起高度重视。我国要求加快生态文明建设,改善环境质量,实现持续健康发展。山东省作为经济大省、能源消耗大省,同时也是碳排放量最大的省份,在推动新旧动能转换时期,研究提升碳排放效率,对山东省具有重要的意义。本文主要基于随机前沿模型,对山东省碳排放效率进行全面深入的比较研究。从碳排放总量、碳排放强度、人均碳排放三个方面分析山东省碳排放现状,利用经济增长和碳排放的脱钩模型,分析山东省2001-2015年的脱钩情况。发现山东省碳排放总量大,和经济发展在研究期内大部分年份处在弱脱钩、扩张连接、扩张负脱钩状态;运用随机前沿模型分析山东省碳排放效率及其影响因素,结果表明,能源结构、政府干预、技术水平(单位GDP能耗)与碳排放效率负相关,城市化水平、开放度与碳排放效率正相关,当产业结构(第二产业占GDP比重)低于一定比例时,能促进碳排放效率的提升,高于一定比例,抑制碳排放效率的提升。本文从四个角度将山东省和其他省市从碳排放效率和影响因素作比较分析,采用核密度估计,分析不同省市间碳排放效率差异的动态演变趋势。发现在经济综合竞争力前十省市里,山东省排名第九,省市间差异逐渐缩小;在GDP规模前四省市里,山东省碳排放效率最低,差异呈缩小趋势;在人口总数前四省市里,山东省碳排放效率第三,两极分化情况好转;在煤炭消费量前四省市里,山东省碳排放效率第一,差异有变大的趋势。根据实证分析结论,建议山东省应加快调整能源结构,提升能源利用效率、优化产业结构、扩大对外开放,优化外贸结构等以提高碳排放效率,促进节能减排。