高耗能产业往往不仅是驱动经济发展的重要动力之一，也是能源的主要消耗者和污染的主要排放者。中国当前粗放型经济的特征之一就体现在工业生产部门的高排放、高污染上。对产业内结构和能源消费结构进行调整是转变经济增长模式的两个重要方式。在本文的研究范畴内，我们将产业内结构升级定义为三个方面内容:第一，以非能源类要素代替能源要素，优化投入结构实现减排目标;第二，在能源投入内部，以清洁能源（天然气、风电和光伏发电等）代替化石能源，优化能源投入结构;第三，提高要素产出效率，优化产业技术演化路径。　　实现产业内结构升级的可行性取决于能源与非能源要素之间、不同能源之间的可替代性。本文以超对数成本函数和AES替代弹性模型为基础，估算了高耗能产业能源品种间（煤炭、石油、电力、天然气）和要素间的替代弹性以及价格弹性，通过对弹性结果的分析提出产业内结构升级的政策建议。　　本文研究结果表明:不同高耗能产业所体现出能源间以及要素间的替代性有所差异。但高耗能产业总体呈现以下替代规律:第一，煤炭-石油、煤炭，天然气以及石油-天然气之间呈现替代关系且替代性依次减弱;第二，煤炭-电力、石油-电力以及天然气-电力之间存在互补关系;第三，除了电力、热力的生产和供应业，其他高耗能行业的劳动和能源之间总体上呈现互补关系;第四，资本和劳动力之间存在替代关系或表现出替代趋势，部分行业的资本和能源之间表现出较强的替代性。根据弹性估算结果，为达到产业内结构升级，本文建议提高高耗能产业创新能力、促进技术进步;淘汰落后产能、优化产品结构;部分行业通过大型装备投资，促进资本对能源的替代;提高资本投入本身的技术含量。