环境恶化、全球气候变暖已严重影响了人类社会的可持续发展,目前世界上各个国家和地区都在采取措施应对全球气候变化问题。总体而言,目前的应对措施主要包括三大类：行政命令手段,如强制关闭部分高耗能、高污染企业,让这些企业减产、停产等；市场经济手段,如实行企业排污权交易、二氧化碳排放权交易、征收碳税等；自愿减排手段,如鼓励消费者购买清洁能源产品,鼓励消费者改变不合理的消费方式,提倡低碳生活,提高环保意识等。就这三类应对措施而言,行政命令手段无疑是最直接、效果最佳的,但其社会接受性、对经济发展的负面影响也是最大的,具有不可持续性；宣传、自愿减排手段实质上是一种软约束,完全是一种自愿性的方式,其效果有限,难以持续下去。因此,可以考虑从经济手段的视角来制定相应的政策以应对人类社会目前所面临的一系列问题。目前,欧盟国家实行的碳排放权交易、美国东部部分州实行的区域减排行动、芝加哥气候交易所实行的碳交易、澳大利亚新南威尔士州温室气体排放体系以及中国2013年开始试点实行的碳交易都属于运用经济手段来解决环境问题。这些减排政策有一个显著特点,即都直接作用于生产者,缺乏对消费者的规制,故而从总体上削弱了减排效果。近些年来,学术界提出了一种新的减排概念,即个人碳交易(Personal Carbon Trading, PCT),主要是通过市场化、经济化的手段来研究消费端领域的减排问题。目前,学术界和理论界已经开始了个人碳交易的研究。但是由于个人碳交易还没有在任何国家实行,目前的研究还主要集中于理论探讨阶段,主要以定性分析为主,缺乏运用相关的数理模型来开展实证研究,对于交易中的一些细节问题并没有进行回答,如交易中买卖双方的需求曲线、供给曲线如何确定?如何确定碳排放权价格(碳价)、哪些因素会影响碳价?碳价如何对碳排放权以及消费者能源消费产生影响?个人碳交易的实施会不会对消费者福利产生影响、会不会引起能源价格的大幅度波动?研究这些问题,对于丰富完善个人碳交易理论以及对今后个人碳交易的实施都具有重要意义。本文的研究内容主要包括以下四个方面：(1)基于消费行为理论和产权交易理论,建立个人碳交易体系下消费者能源消费选择模型,探讨消费者对清洁能源和非清洁能源消费的选择问题,发现消费者能源消费选择与市场碳价密切相关；基于消费者能源消费选择,推导得出消费者对碳排放权的供给和需求曲线,并进一步研究供求曲线的性质；根据消费者供求曲线,研究在何种情形下消费者之间的碳交易能够达成并考察了初始碳配额对消费者之间碳交易达成的影响。(2)基于个人碳交易理论和构建的数理模型,得出买方双方实现市场均衡时的均衡碳价,研究个人碳交易的行为特征及其影响机制,包括初始碳配额、能源价格等对碳价的影响；构建消费者福利变化模型,揭示实行个人碳交易可能对消费者福利产生的影响,从而进一步揭示个人碳交易可能存在的分配效应。(3)基于效用理论和价格效应理论,研究个人碳交易体系下碳价对消费者能源消费的影响,发现对于不同收入类型的消费者,碳价对其能源消费数量的影响是不同的,对于低收入群体,可能存在“碳减排悖论”现象,即碳价越高、能源消费数量越多；同时还研究个人碳交易体系下碳价对碳排放权需求的影响,系统分析碳排放权这种特殊“商品”的性质,发现不同收入条件下、对于不同类型的消费者其性质是不同的,对其需求也是不同的。(4)基于个人碳交易理论,研究个人碳交易存在的缓冲效应,发现实施个人碳交易之后的总能源价格总体上保持稳定,该研究结论从理论上说明个人碳交易的实施不会导致能源价格的大幅度波动,从而可以稳定能源市场、更好地实现减排目标；同时还对比研究个人碳交易实施前后消费者能源消费数量的变动情况,发现实施个人碳交易之后,消费者能源消费数量比没有实行个人碳交易之前更加稳定,这也说明个人碳交易能够在一定程度上使得能源消费数量保持稳定。本文的创新点主要有三个方面：(1)对理论模型的创新。本文根据消费者效用理论、产权交易理论和价格效应理论,构建了个人碳交易的数理模型,研究了碳排放权供给和需求情况、个人碳交易的市场均衡问题等。在此基础上,建立消费者能源消费选择模型和福利变化模型,分析实施个人碳交易可能对消费者的能源消费及碳排放权的影响。这些理论模型可以为接下来的研究提供基础。(2)对研究方法的创新。个人碳交易还没有在任何国家实行,缺乏相关数据,对应的实证研究较少。目前关于个人碳交易的研究主要是理论探讨和定性研究,如采用交叉政策学习和焦点群体法等。本文通过建模及数据模拟的方法,对理论模型中碳排放权交易数量、消费者能源消费选择、碳排放权的性质、个人碳交易存在的稳定性和消费者福利等问题进行了检验。在缺乏实际数据进行实证研究的条件下,建模及数据模拟是一种研究个人碳交易的科学方法。(3)对理论价值和实践价值的创新。本文提供了基本的个人碳交易数理模型和研究示例,得出一系列新的结论,该结论可以进一步丰富完善个人碳交易理论；就实践价值而言,本文的研究思路和研究结论,对中国未来能源价格改革(如燃油价格改革)也具有一定的启示作用和借鉴意义。