第1章  氣候變化的科學1

1.1  氣候變化的定義和現像1

1.1.1  氣候是氣像數據的統計平均2

1.1.2  氣候變化現像2

1.2  氣候變化原因4

1.2.1  氣候繫統內部年代際變率7

1.3  溫室氣體和溫室效應8

1.3.1  溫室氣體理論的發展歷史8

1.3.2  自然溫室效應9

1.3.3  人為溫室效應11

1.4  氣候變化的模擬與預估12

1.4.1  氣候變化的模擬12

1.4.2  氣候變化的未來情景14

1.4.3  氣候變化的預估17

1.5  氣候變化與公眾認知17

本章習題18

延伸閱讀18

第2章  與氣候變化相關的經濟學概念回顧20

2.1  供給和需求20

2.2  市場和價格22

2.3  效用和稀缺23

2.4  產權和交易成本24

2.5  公共物品26

2.6  外部性及其政策措施27

2.7  時間的成本：貼現率33

本章習題35

延伸閱讀35

第3章  與氣候變化相關的經濟學方法36

3.1  經濟決策評估方法37

3.1.1  成本效益分析（CBA）37

3.1.2  成本效果分析（CEA）40

3.1.3  多準則決策（MCDM）42

3.1.4  不確定性下的穩健決策方法44

3.2  環境價值評估方法45

3.2.1  直接市場評價法46

3.2.2  揭示偏好法（RPM）48

3.2.3  陳述偏好法（SPM）53

3.2.4  綜合評估模型方法（IAM）57

3.3  能源—環境—經濟繫統建模方法概述61

3.3.1  自上而下模型61

3.3.2  自下而上模型64

3.3.3  混合模型66

第4章  氣候變化的影響及其經濟評價68

4.1  氣候變化的表征69

4.2  氣候變化對環境繫統的影響70

4.2.1  氣候變化對水資源的影響70

4.2.2  氣候變化對陸地生態繫統的影響71

4.2.3  氣候變化對海洋生態繫統的影響72

4.3  氣候變化對經濟繫統的影響74

4.3.1  氣候變化對農、漁、林業和糧食安全的影響74

4.3.2  氣候變化對能源和工業的影響76

4.3.3  氣候變化對於第三產業的影響76

4.4  氣候變化對社會繫統的影響77

4.4.1  氣候變化對人類健康的影響77

4.4.2  氣候變化對人居環境的影響79

4.5  受氣候變化經濟影響評價的四個案例79

本章習題90

延伸閱讀90

第5章  適應氣候變化及其經濟學問題91

5.1  適應行動概述91

5.1.1  適應氣候變化需求91

5.1.2  適應氣候變化行動92

5.1.3  適應行動的可行域95

5.1.4  適應行動的動態性96

5.2  適應技術概述96

5.2.1  適應行動的主要技術97

5.2.2  適應行動的技術需求評估101

5.3  適應政策概述104

5.3.1  風險共享/轉移政策104

5.3.2  稅費及補貼政策105

5.3.3  改善自然資源市場政策106

5.3.4  知識產權政策106

5.4  適應行動決策的經濟障礙因素107

5.4.1  交易成本107

5.4.2  市場失靈與缺失107

5.4.3  行為影響108

5.4.4  政府失靈110

5.4.5  不確定性111

5.5  適應行動的重要經濟學問題111

5.5.1  適應行動成本收益預測112

5.5.2  不確定性決策及時機選擇117

本章習題121

第6章  減緩氣候變化及其經濟學問題122

6.1  減緩技術概述122

6.1.1  能源供應部門123

6.1.2  交通部門124

6.1.3  建築部門125

6.1.4  工業部門125

6.1.5  地球工程技術126

6.2  減緩政策概述127

6.2.1  命令控制型政策工具127

6.2.2  基於市場的政策工具127

6.2.3  自願型政策工具134

6.3  氣候變化減緩的技術成本和經濟成本135

6.3.1  氣候變化減緩的技術成本136

6.3.2  氣候變化減緩的經濟成本139

6.4  減緩行動中的重要經濟學問題141

6.4.1  國際合作的博弈分析及其公平性原則142

6.4.2  減排成本的估算及貼現率選擇144

6.4.3  減排綜合效益的價值評估146

本章習題148

延伸閱讀149

第7章  排放情景研究及應用150

7.1  排放情景研究的概念和作用150

7.1.1  情景及情景研究的概念150

7.1.2  排放情景的定義152

7.1.3  未來路徑的不確定性153

7.2  排放情景分析方法155

7.2.1  情景要素選擇155

7.2.2  情景設置158

7.2.3  情景要素賦值159

7.2.4  路徑生成159

7.2.5  排放情景的研究工具161

7.3  全球氣候情景的發展歷程164

7.3.1  減排目標164

7.3.2  排放情景發展脈絡165

7.4  排放情景的應用171

本章習題174

延伸閱讀174

第8章  應對氣候變化的國際合作175

8.1  為什麼應對氣候變化需要國際合作175

8.1.1  市場失靈176

8.1.2  政府失靈177

8.2  應對氣候變化的國際合作177

8.2.1  《公約》內應對氣候變化國際合作進程178

8.2.2  《公約》外應對氣候變化國際合作進程183

8.3  應對氣候變化國際合作中的經濟學問題188

8.3.1  分配式決策： 減排方案與責任分配188

8.3.2  自主式決策： 博弈下的國家行為193

本章習題200

延伸閱讀201

第9章  計量模型在氣候變化經濟學中的應用202

9.1  應用概述203

9.1.1  碳排放量203

9.1.2  氣候變化影響204

9.1.3  政策工具指標204

9.2  計量經濟學基本概念及模型介紹205

9.2.1  計量經濟學應用研究步驟205

9.2.2  計量經濟模型的基本概念207

9.2.3  時間序列模型與截面模型208

9.2.4  空間計量模型209

9.2.5  STIRPAT模型212

9.2.6  簡化模型213

9.3  案例研究214

本章習題217

延伸閱讀218

第10章  能源繫統技術優化模型及其在氣候變化經濟學領域的應用219

10.1  能源繫統技術優化模型簡介220

10.2  能源繫統技術優化模型建模方法221

10.2.1  能源繫統技術經濟模型的結構和框架223

10.2.2  能源繫統技術經濟模型的主要方程224

10.3  能源繫統技術經濟模型在氣候變化經濟學領域的

應用227

10.3.1  能源政策對電力繫統的影響研究227

10.3.2  能源—水關聯研究229

10.3.3  能源—空氣質量—健康影響協同研究231

本章習題233

參考書234

延伸閱讀234

第11章  投入產出模型及其在氣候變化經濟學領域的應用235

11.1  投入產出模型概論236

11.2  投入產出模型分類238

11.2.1  單區域投入產出模型238

11.2.2  多區域投入產出模型239

11.3  環境投入產出模型241

11.3.1  EEIO模型理論241

11.3.2  EEIO模型應用242

11.3.3  貿易在碳排放責任分配中的作用245

11.4  環境投入產出模型的拓展應用247

11.4.1  結構分解法247

11.4.2  投入產出—全生命周期混合模型253

11.5  投入產出模型在氣候變化經濟學中的應用

局限性256

本章習題257

延伸閱讀257

第12章  CGE模型及其在氣候變化經濟學領域的應用258

12.1  CGE模型的簡介260

12.1.1  理論基礎： 一般均衡理論概述261

12.1.2  數據基礎： 社會核算矩陣的結構及編制263

12.1.3  CGE模型的數學基礎265

12.2  CGE模型的拓展269

12.2.1  能源CGE模型269

12.2.2  環境CGE模型270

12.2.3  分區域CGE模型273

12.3  CGE模型在氣候變化經濟學領域的應用274

12.3.1  減排的成本評估275

12.3.2  減排的共生效益評估277

12.3.3  減碳路徑的優化設計280

本章習題282

延伸閱讀283

第13章  綜合評估模型及其應用284

13.1  綜合評估模型（IAM）簡介286

13.1.1  IAM的概念與發展歷程286

13.1.2  IAM的要素與分類289

13.1.3  構建IAM的關鍵性問題291

13.2  DICE模型： 一個經典的IAM297

13.2.1  DICE模型概述297

13.2.2  模型基本結構299

13.2.3  模型求解思路302

13.2.4  加入適應的ADDICE304

13.3  綜合評估模型在氣候變化研究中的應用306

13.3.1  成本—效益分析306

13.3.2  排放情景開發309

13.3.3  不確定性表征311

本章習題314

延伸閱讀315

第14章  氣候變化中的行為學研究316

14.1  應對氣候變化行為有關的影響要素316

14.2  個體行為研究理論和模型簡介320

14.3  行為學研究在氣候變化中的應用322

第15章  不確定性條件下的氣候變化決策328

15.1  氣候變化決策的不確定性概述328

15.1.1  氣候繫統及其影響的不確定性329

15.1.2  溫室氣體源與彙的機制不確定性329

15.1.3  技術繫統的不確定性329

15.1.4  市場行為與政策行動的不確定性330

15.1.5  個人及企業認知的不確定性330

15.2  不確定性/風險條件下決策者的決策行為332

15.3  氣候變化決策的不確定性分析334

15.3.1  不確定性分析概述334

15.3.2  期望效用理論及相關方法337

15.3.3  成本收益分析與成本效果分析342

15.3.4  預警原則及穩健決策方法345

本章習題346

推薦閱讀346

參考文獻347

氣候變化是當前人類面臨的威脅，危及地球生態安全和人類生存與發展。采取應對氣候變化的行動可以推動創新、促進經濟增長並帶來諸如可持續發展、增強能源安全、改善公共健康和提高生活質量等廣泛的協同效益。全球已開展了應對氣候變化的合作進程，《巴黎協定》確定了將溫升控制在2℃以內的目標，並力爭實現控制在1.5℃以內的目標。為了達成這些目標，核心對策是控制和減少溫室氣體排放，其中主要是化石能源消費的CO2排放。這既引起了新的國際治理制度的建立和發展，也極大推動了世界範圍內能源體繫的革命性變革和經濟社會發展方式的轉變。
從經濟分析的角度看，氣候變化屬於外部性問題。越來越多的人認可這樣的觀點，氣候變化是人類迄今為止面臨的外部性問題。氣候變化外部性相對於傳統環境問題而言，具有一些顯著的特點。首先，應對氣候變化在空間上屬於全球性問題。溫室氣體無論在哪裡排放，都將會引起大氣中溫室氣體濃度的變化，進而引起全球氣候變化，終產生全球性的影響。因此，溫室氣體是一個典型的全球公共需求行為，所有國家將共享減排的效益（因減排而避免的氣候變化損害），然而，采取了減排行動的國家還需要承擔相應的減排成本。這就產生了搭便車的激勵。其次，應對氣候變化在時間上涉及代際之間的公平問題。巨大損害更有可能發生在未來的幾十年或更長時間段，而實現長期溫升控制目標迫切需要當下的溫室氣體減排行動。再次，應對氣候變化面臨著巨大的不確定性和高風險。氣候變化問題存在一些具有正反饋效果的非線性因素，例如，在全球變暖的趨勢下土壤和凍土層中的甲烷可能大量釋放出來，從而進一步加劇氣候變化。前言氣候變化經濟學環境與資源經濟學在處理外部性問題上已經有很長的歷史，並形成了相對成熟的關於外部性的經濟學理論。當外部性存在的時候，競爭均衡不再是帕累托，市場失靈由此而出現。外部性理論已經進一步證明可以通過政策工具來糾正市場失靈，包括庇古稅和產權配置（科斯方法）。但是，在應對氣候變化的問題上，盡管當前很多國家的政策實踐仍然遵從了這些基本的方向，在政策實施過程甚至政策目標制定上，存在著大量的細節問題需要進行經濟分析。例如：氣候變化影響及其損害的識別與經濟價值評估；處理高度不確定性及高風險情況下的決策問題；識別應對氣候變化對經濟增長、社會發展、技術變化帶來的結構性影響；需要在面臨權力缺失和搭便車激勵雙重挑戰下形成全球政策並協調全球行動；解決代際和代內的分配問題，以及引發的貧富國家之間、歷史責任與當前發展之間、當代人與後代人之間的倫理問題。與這些經濟分析問題並行的是氣候變化本身存在與應對氣候變化政策實踐之間的動態變化，這種動態機制又涉及全球尺度上自然要素與人文要素的相互影響與作用機制。這毫無疑問是一項艱巨的任務，已經由此催生了大量重要的學術文獻，並促成了氣候變化經濟學作為一門相對獨立的學科的產生與發展。
在這樣的背景下，本書作者自2012年起在清華大學開設了面向地球科學、環境、能源等專業學生的“氣候變化經濟學”研究生課程，在講授氣候變化經濟學基本概念、問題、進展的基礎上，重點以專題研討的方式就氣候變化經濟分析中的熱點問題進行探索，例如氣候變化影響的經濟評估研究、減緩氣候變化的共生效益的研究、適應氣候變化行為的經濟學分析、應對氣候變化項目的融資分析等。在此過程中，逐漸發現經濟分析方法和繫統分析工具對理解和拓展氣候變化經濟學中的前沿問題研究至關重要，由此逐漸發展了以不同模型為工具的應用案例教學內容，包括可計算一般均衡模型（CGE）、投入產出模型（I/O）、計量經濟模型、能源繫統優化模型、綜合評估模型等方法在氣候變化經濟與政策分析中的應用。
本書正是在上述課程教學逐年改進、不斷完善的過程中形成的成果。全書共15章，可分為四部分，分別為基礎篇、概述篇、專題篇和工具篇。在基礎篇裡，讀者可以了解與氣候變化密切相關的經濟學知識以及氣候變化經濟學所涉及的經濟學問題。在概述篇裡，讀者可以全面了解氣候變化所帶來的影響及其經濟評價；適應和減緩行動所采用的技術手段和政策工具以及所涉及的重要經濟學問題。在專題篇裡，讀者可以分專題了解排放情景設置和國際合作相關領域研究問題和案例。在工具篇裡，讀者可以繫統學習與氣候變化經濟學為密切的各種模型和方法學。
第1～3章屬於基礎篇。第1章從自然科學角度講解氣候變化的原因及其發展趨勢，並介紹用於預測未來氣候變化趨勢的氣候模式和排放情景。第2章對氣候變化經濟學主要用到的經濟學基本概念進行梳理和回顧，幫助讀者復習相關概念及經濟學原理。第3章介紹與氣候變化相關的經濟學方法，包括經濟決策評估方法、環境價值評估方法和能源-環境-經濟繫統建模方法。
第4～6章屬於概述篇。第4章對氣候變化對環境繫統、經濟繫統以及社會繫統的影響進行了詳細討論。第5章和第6章分別介紹了適應和減緩氣候變化的技術手段和政策工具及其相關經濟學問題。
第7～8章屬於專題篇。第7章詳細介紹全球溫室氣體排放情景的研究方法、研究現狀和實際應用。第8章圍繞應對氣候變化的國際合作展開，包括國際合作的原因、進展、主要方式和其中的經濟學問題。
第9～15章屬於工具篇。第9～13章對研究氣候變化常用的模型進行梳理，包括計量經濟模型、能源繫統技術經濟模型、投入產出模型、可計算一般均衡模型、綜合評估模型等。第14章和第15章分別對氣候變化的行為學和不確定性條件下的氣候變化決策相關問題進行詳細闡述。
本書由王燦和蔡聞佳主編，王嘉琛、張宇涵、惠婧璇、黃海、陳華棟、高帥、鄧紅梅、雷丹婧、陳藝丹、趙一冰、鄭馨竺、母亞乾、翁宇威、丁群、李瑞瑤參與部分章節的編寫，鄧紅梅、張海玲、郭芳、崔學勤、宋偉澤對全書進行了多輪審閱和修改校訂。
參與本書編寫的人員較多，給統稿工作帶來相當難度，加之編者水平有限，懇請同行專家和讀者對本書提出寶貴意見，您的意見我們將給予特別的關注。

編者2019年10月