全球变暖问题归根结底是人类活动所造成的人为温室气体排放问题，其中温室气体排放又以CO2排放为主体。无论是哪个国家，其排放的CO2都将进入大气中，最终改变自然的碳循环过程，这体现了气候变化问题形成的多区域全球化特性;而大气中以CO2为代表的温室气体通过长时间的累积，逐渐形成温室效应，直至对世界各国产生长期的反馈影响，这又体现了气候变化反馈损失的长时期特性。针对气候变化问题的全球性和长时间维度特性，本文基于新古典经济理论和Ramsey-Solow储蓄法则，构建了同时囊括宏观经济模块、能源技术演变模块和碳排放模块的能源-经济-环境系统综合模型。该模型既延续了传统自顶向下的宏观经济模型的框架体系，同时也包含了丰富的能源技术细节，因此，该模型是一个连接自顶向下和自底向上两种建模思路的混合系统模型。随后，我们将这一全球模型体系拓展到单国层面，通过合理解决模型的区域封闭问题搭建了专门用于研究中国碳排放路径和新能源技术扩散的E3综合模型平台。　　解决全球气候变化问题的根本在于减少人为CO2的排放，而减少排放的措施有很多。短期来看，提高化石能源使用效率，节约能源使用，增加森林碳汇等都是促进减排的有效手段。然而，要实现IPCC报告提出的450或400ppmv的大气温室气体浓度控制目标，仅依赖这些措施是远远不够的，而限制或大规模削减化石能源的使用才是最可靠的途径。在这样的背景下，人类一方面要在削减CO2排放和稳定经济发展两个目标间进行审慎权衡;另一方面，就是要大力发展稳定可靠的清洁能源技术，以从根本上替代化石能源并支撑经济稳定发展。因此，本文基于全球和中国两套模型体系，重点研究了气候减排背景下，无碳能源技术对传统能源技术的替代演变，以及政策激励下的新能源技术扩散问题。　　此外，从微观层面上考察代表性的无碳能源技术间的关系也是本文的另一研究重点。前面宏观层面的技术扩散路径研究主要关注的是减排政策对技术成本演化和技术渗透的影响等问题，而对新能源技术内在的扩散规律关注不够，市场中不同可再生能源技术间的扩散关系也未做探究。因此，本文还从微观层面对风能与太阳能这两种代表性的可再生能源技术各自内在的扩散规律，尤其是两种技术扩散间的相互竞争关系进行了深入研究。通过对全球主要的风能和太阳能发达国家的技术扩散情况进行对比分析，探索出了一些十分有意义的普适性规律。总结起来，全文的结论主要有以下几点:　　(1)碳税及补贴组合政策的减排效果很显著，然而这些政策的实施在短期内将较大幅度地减少化石能源的使用，在替代能源发展远未成熟而不能及时有效地替代传统能源使用的情况下，政策的实施将会对经济造成一定程度的负影响，且随着碳税和补贴额度的增加，其对经济所造成的负影响将不断增大。　　(2)能源研发投入对全球的减排成本节约效应很明显;同时，替代能源R&D投资活动的碳减排效果十分显著。因此，短期来看，减排可以通过提高能源效率，尤其是限制含碳能源的使用来实现，而从长期来讲，加大新能源R&D投入以增强非化石能源替代减排的潜力才是降低碳排放的根本途径。　　(3)就减排成本而言，实现同样的减排目标，补贴政策是最昂贵的减排方式，其累积减排成本要远远高于单独的碳税政策以及碳税与补贴的组合政策。从长期来看，碳税是完成减排和实现盈利的双赢工具。　　(4)碳排放约束对中国新能源技术的发展有显著的激励作用，但这种激励作用在2030年以后方才明显显现并逐渐增强。这意味着即使在最严格的碳排放空间约束情景下未来20-30年内的能源市场仍将由化石能源主导。因此，在没有碳减排政策的激励下，中国提出的“十二五”非化石能源发展目标至少要在2030年左右才能实现。　　(5)中国煤炭为主导的能源结构使得经济发展对煤炭的高度依赖状况在短时间内难以改变。在这一背景下，碳捕获与封存技术(CarbonCaptureandStorage，CCS)将成为可以依赖的减排力量。模拟结果显示:在高学习效应的作用下，CCS的减排贡献将逐步超过由能源需求减少所带来的减排贡献，达到50％;而考虑CO2资源化利用的情景下，CCS技术的减排贡献最高可达到60％。　　(6)基于学习的技术进步能显著加速CCS技术的扩散，且这种加速效果随着时间的推移而增强。我们假设2050年时发电耗煤占总煤炭消费总量的80％，那么，在高学习效应的驱动下，整个煤电行业将最多有31％的电厂应用CCS技术减排。而当考虑CO2资源化利用时，这一比率将最高升至33.4％。　　(7)从全球范围来看，风能技术仍处于快速发展和扩张阶段，各国风电市场均存在着不同程度的规模制约现象。对光伏太阳能技术市场而言，美国、意大利、英国和日本的光伏市场是规模促进的;而法国、西班牙和中国光伏市场则和风能市场一样存在着规模制约效应。　　(8)各国的风能和太阳能两种技术扩散间的关系多为互利共生型，即两种技术是相互促进式发展的，这其中包括美国、德国、西班牙、日本和中国;而法国、英国和意大利的风能和光伏太阳能市场间则表现出捕食关系。其中，对法国和意大利而言，光伏技术充当捕食者，风能技术充当食饵;而英国的情况则与之相反，即风能技术处于捕食者地位，太阳能技术则居于食饵地位。