2009年12月,在《联合国气候变化框架公约》第15次缔约方会议,即哥本哈根世界气候大会,温家宝同志提出我国未来具体的二氧化碳减排目标,到2020年单位GDP的二氧化碳排放量比2005年下降40%-45%,并将次目标作为约束性指标纳入中长期规划中,保证承诺的执行受到监督。中国政府推动温室气体减排的碳排放强度指标,是我国节能减排领域的一次重大里程碑,表明了我国在为全球气候变化承担“共同但有区别的责任”,对全球遏制气候恶化方面做出的贡献。相对于国际社会主流的绝对量减排,强度减排更符合我国国情,在经济发展和环境管理找到平衡点。本文基于产业系统,通过对我国碳排放现状分析,对我国碳减排机理、碳排放强度、基于产业部门的碳配额和碳交易市场进行了系统的分析研究。第一,基于产业系统自身的特征,我国的产业系统表现出与耗散结构理论高度的内在契合。本文根据耗散结构原理,运用产业系统熵表征产业系统低碳化发展状态,揭示产业系统的碳减排机理,探讨碳资源配额对产业系统低碳运行状态的传导影响,并构建产业系统低碳发展效用函数,以产业系统碳排放为约束条件,形成产业系统低碳发展的动态汉密尔顿系统,论证最优解的存在,将其表述为产业系统最小熵,阐释产业系统最优碳减排的机理。第二,通过ARIMA模型模拟对我国碳排放强度进行预测,发现我国要完成碳排放强度减排目标压力还是巨大的。对各行业部门的碳排放强度进行了因素分解,算出各行业部门的碳排放强度数据。可以看出,我国在第二产业的碳排放权较大,其中石油行业、钢铁行业和电力行业的碳排放强度最大。通过对《京都协定书》中规定的清洁能源发展机制(CDM)的研究,发现通过CDM项目,发达国家可以获得相应的碳减排指标,而我国缺蒙受了巨大损失,不仅没有获得与国际市场相匹配的碳价格,也没有获得过多的来自买方的技术支持。为此,我国需要建立国内统一的碳排放权交易市场,迅速与国际接轨,这既能提高我国在国际碳市场的地位,也能为提高国内企业和民众参与的积极性,为我国减排目标、经济与环境的可持续发展做出巨大贡献。第三,对于产业部门进行配额,需要遵循产业系统本身的特征。产业之间碳减排责任分摊的焦点问题在于分配的公平性,各产业出于不同的立场,用各种有利于己的方式来解释和应用关于公平性的准则。采用公平与效率权衡模型进行碳配额。经实证分析,得出三个重要结论:一、在公平与效率视角下,基于约束条件的非线性规划问题求解,得到了我国产业系统的值初始配额。二、实现初始碳配额的情况下,我国产业部门的满意度表现为对称分布的状态。三、通过分析我国产业系统的低碳发展弹性系数,得出6种低碳发展情形下,完全脱钩发展、基本脱钩发展和弱脱钩发展的17个产业部门,在碳配额后,碳减排压力相对较小,而弱联结发展、联结发展以及超联结发展的22个产业部门,碳减排压力较大。第四,分析我国产业系统碳交易的实现机理,建立基于产业系统的碳配额交易市场。本文基于产业系统碳排放的熵变分解及低碳发展弹性系数,将我国的产业部门归为低排放产业、一般排放产业和高排放产业三大类。使用经济学领域分析交易市场比较典型的“代表性厂商”描绘了我国产业系统碳排放交易模型,论证了碳排放交易进行的基础以及交易原理,并且通过求解一般均衡解,对我国产业系统的碳排放交易经济效益、社会效益和环境效益进行了理论分析。