在气候变化日益严峻和全球低碳经济的发展方兴未艾的背景下,能源消费与二氧化碳排放问题已经成为国内外政治、经济、环境、外交等领域备受关注的重要议题。作为世界上第二大能源消费和第一大二氧化碳排放的发展中大国,中国的能源消费和二氧化碳排放问题已成为国际社会关注的热点问题之一。中国在保障能源安全供给、减少二氧化碳排放,应对气候变化等问题上所面临的压力越来越大。节能减排不仅是自身经济发展方式转变的内在要求,也是中国承担起应对全球气候变化的一种责任和义务。如何在不影响中国经济又好又快发展的同时,减缓能源消费和二氧化碳排放量的过快增长,是中国政府当前乃至今后较长一段时期内应对能源安全和气候变化的重要课题之一。中国幅员辽阔,各地区在资源禀赋、经济发展水平、产业结构与人口规模等方面差异较大,从而使各地区在能源消费和二氧化碳排放方面也存在较大的地域性差异。基于此,分析研究全国和各地区能源消费和二氧化碳排放增长的影响因素以及预测其未来发展趋势,对应对能源和气候变化形势、完善相关能源政策、制定中长期能源发展战略以及低碳发展战略具有重要的理论价值与现实意义。为此,本文围绕国家和地区的能源消费和二氧化碳排放问题,详细剖析了中国经济发展、能源消费和二氧化碳排放的演变历程,深入研究了影响能源消费和二氧化碳排放增长的驱动因素,探讨了中国未来的能源需求和二氧化碳排放前景,以及实现节能减排目标的可行性等问题。本文的主要内容如下：(1)系统分析了国家和地区两个层面的经济发展、能源消费和二氧化碳排放(3E系统)演变趋势,通过对各地区3E系统进行灰色关联分析,把全国30个地区的3E系统划分为六种不同的发展模式。(2)从产业关联角度利用MRCI结构分解分析法,研究了能源效率、经济增长、生产结构、最终使用结构、最终分配结构、人口规模以及人均生活能耗对1997-2007年间国家能源消费总量变动的贡献；同时,利用LMDI Ⅱ分解分析法研究了各地区能源效率、经济增长、产业结构、人口规模、城镇化水平以及人均生活能源对1997-2009年间全国30个地区的能源消费变动的影响效应。(3)基于“消费者责任”原则和“电热分摊”原则估算了国家和各地区能源消费相关的二氧化碳排放量,利用MRCI结构分解分析法和LMDI Ⅱ分解分析法分别对国家和地区1997-2009年间二氧化碳排放变动原因进行了详细分析,考察了各驱动因素对国家和各地区二氧化碳排放增长的贡献。(4)从时间序列角度和因素关联角度出发,分别利用改进的灰色预测模型和偏最小二乘回归模型预测了国家及地区能源消费需求,基于Markov链模型对能源消费结构的预测结果,估算了2020年之前的国家和地区二氧化碳排放量,探讨了实现到2020年单位GDP二氧化碳排放量比2005年下降40-45%的可行性以及各地区单位GDP二氧化碳排放量的下降潜力。