当前我国经济正面临严重的能源短缺和生态环境恶化约束，协调达成经济增长和节能减排的双重目标已成为经济发展可持续性的必然要求。然而，随着促进经济增长政策措施的深入执行，非技术进步型的节能方式给经济增长带来了极为不利的影响，节能减排政策的边际效用正逐渐递减，对于“十二五”及之后的低碳化发展目标，单纯依靠行政手段或工程技术贡献已变得十分有限。因此，如何在能源约束下保持经济的可持续性增长，同时有效地降低能源消耗、减少污染排放，成为必须破解的“两难困境”。在此背景下，积极引导非能源生产要素对能源进行替代，进而推动产业结构的优化升级，提高能源使用效率，是转变我国经济增长方式、实现低碳化发展目标的重要途径。本文正是在我国经济增长面临巨大能源约束的背景下，以要素替代理论、经济增长理论和弹性理论等为理论支撑，基于要素价格引发资本与能源发生替代的作用机理，以能源消费为出发点，从生产要素的视角，研究资本与能源的要素替代效应，以期为经济可持续增长背景下的节能减排措施提供新的思维角度和决策依据。首先，从能源消费出发，对经济增长及其引致的能源消费之间的影响关系特征进行分析。通过运用Divisia理想指数法对异质能源消费量进行加总，并根据Toda-Yamamota检验方法比较检验了能源消费对经济增长的作用方向。研究发现，我国经济增长与能源消费量之间仍然存在着较强的双向因果关系，能源强度虽呈现不断下降趋势，经济增长对能源需求的拉动作用仍显示为刚性。进一步，建立平滑转移向量自回归模型（LSTVAR），并运用广义脉冲响应函数（GIRF），刻画了我国经济增长和能源消费之间的动态冲击特征，发现在不同的经济增长状态下，经济增长对能源消费的冲击具有非对称性效应，在经济高速增长时期，随着经济增长的加速，对能源的消费量也不断地增加，而且经济增长率的提高对能源消费的增加具有长期增长要求；在经济非高速增长时期，经济增长对能源需求拉动更为显著，对能源消费增长率的影响也更长久。然后，基于经济区域视角，结合各区域要素禀赋、产业结构各异的背景，对不同经济区域资本与能源之间的替代关系和替代程度进行差异性分析。在三要素的生产要素投入框架下，采用超越对数成本函数构建资本与能源的生产要素成本份额方程和弹性模型，并通过计算成本份额MoranI指数、Geary C指数和全局G指数，发现资本与能源生产要素存在显著的空间相关性。进一步，采用空间面板模型，并通过对我国八大经济区域的资本与能源之间能源替代弹性系数的估算和分析，发现由于各区域的产业结构和要素禀赋等存在差异，资本与能源替代关系表现出显著的区域差异性，说明我国还没有从整体上形成显著的资本对能源替代的长效机制，节能技术的研发和使用在各地区的重视程度和利用程度各异，亟待提高。资本与能源之间总体上表现为替代关系表明，通过加大资本的投入来缓解能源供应缺口、降低能源强度是可行的。进一步，结合制造业行业间的技术差异及要素替代发生机制，本文将能源的异质性考虑进来，基于制造业层面，更微观地研究制造业及其分行业表现出的资本与能源替代的异质性和非对称性效应。在超越对数成本函数基础上构建MES弹性模型，首先分析了制造业及其分行业中资本与异质能源之间替代强度及替代方向的差异性，发现由于能源的异质性，资本与煤炭、电力、石油的替代程度及方向存在着显著差异；同时，制造业的行业属性差异，也使得资本对各类能源的替代关系呈现出行业差异性。随后，分析了要素价格变化引发的制造业资本与能源替代的非对称性效应，研究发现，资本对能源的替代与能源对资本的替代呈现显著的非对称性特征；资本密集型行业的资本对能源的替代强度略低于劳动密集型的替代强度，非对称性明显；该非对称性还进一步表现在能源品种类型替代上的差异。这种非对称效应体现了制造业不同行业资本与能源的替代互异性，为从行业的微观层面考察产业能源效率提供依据，但目前整体制造业尤其是资本密集型行业仍然存在能耗偏强的特征。最后，本文研究了资本替代能源对我国各省际区域的能源使用效率与节能减排的影响。在双产出生产函数和投入方向距离函数的框架下，通过采用随机前沿的分析方法，在两种情境对比下（是否考虑资本对能源替代）分析了资本替代能源对我国经济区域能源使用效率的影响。研究表明，除个别省份之外，资本替代能源情境下的能源使用效率值均高于不考虑替代情景下的能源效率值；两种情境下各省份（或区域）的节能减排潜力在不考虑替代时都高于考虑替代时的情境，证明了通过资本替代能源方式进行节能减排的现实可行性。在此基础上，将资本能源比、能源结构因素纳入联合回归模型，通过对区域能源效率的影响因素分析，发现资本存量对能源消费的比率与区域能效水平的提高呈现出同向变动趋势。由此表明，加大资本的投入以替代能源消费，是提高我国能源使用效率，减轻经济发展对能源使用的惯性依赖，跳出“能源诅咒”，缓解并最终解决能源与环境对与经济社会发展约束的一种有效途径。