钢铁、水泥和电力行业是中国能源密集程度最高,二氧化碳排放最高的三个行业。由于能源密集型产业产量的增长导致能源需求的快速增长,以化石燃料为主的能源消耗结构带来了严重的温室气体排放。而短期内,以化石燃料为主的能源结构不会发生较大改变。国家对资源环境保护和可持续发展越来越重视,为降低能源消耗和CO2排放,政府和相关部门出台了一系列相关的政策,强调在追求经济增长的同时要兼顾可持续性发展,节能减排相关研究随之而来。由于我国“富煤、贫油、少气”的特点,“经济新常态”下重点耗能行业的发展愈发受到资源能源和环境的制约,因此推进重点耗能行业的节能减排进程刻不容缓。本文以中国重点耗能行业一钢铁、水泥、电力行业为研究对象,开展节能和二氧化碳减排潜力分析。以往的研究对于产量、能耗、排放及技术经济性的分析相对独立,缺乏全面合理的分析方法。为了研究2015年至2050年中国重点耗能行业的节能减排潜力,本文建立了综合模型包括未来的能耗排放预测、技术经济性分析及敏感性分析。采用自下而上建模的方法分析了三个行业的能耗和CO2排放。设置了基准情景（REF）、结构调整情景（STA）、技术提升情景（TEI）和综合情景（INT）来探究产量变化、结构调整、技术推广和综合因素和对未来能耗和CO2排放量的影响。结果表明,产量是决定能耗和CO2排放趋势的最主要因素。在上述四种情景下,重点耗能行业的能耗和CO2排放量虽然不同,但趋势都是一样的。综合情景（INT）由于产量变化、结构调整和技术提升的综合作用,达到了最好的节能减排效果。本文将节能供给曲线（CSC）模型应用到三个重点耗能行业进行实证分析,针对具体先进技术进行节能减排潜力分析和成本效益分析。当贴现率为15%时,钢铁工业35项节能减排技术节能3.01 GJ/t,减少CO2排放398.22 kg/t。水泥工业36项节能技术节能1.45GJ/t,减少CO2排放139.57kg/t;煤电工业35项节能技术节能4960.31 kJ/kWh,减少CO2排放0.43 kg/kWh。敏感性分析结果表明,低贴现率、高能源价格、低投资成本以及高成本补贴可以起到积极的技术推广作用。