目前能源需求和碳排放情景分析主要采用可计算一般均衡(Computable General Equilibrium,CGE)模型，如OECD的GREEN模型mo、美国能源部的G-Cubed模型、日本国立环境研究所的AIM-CGE模型等。本研究采用日本国立环境研究所开发的 AIM-CGE模型，通过逐年动态递推求解一系列的静态均衡，来模拟未来的经济和能源发展动态。

(一)基本模型

1.生产活动和需求模块

对常规部门，生产要素(劳动力、资本、土地、能源)之间存在替代，通过多层的常弹性替代生产函数(CE5)描述;其他非能源商品则具有列昂惕夫函数(LEO)关系。对能源加工转换部门、生产要素(劳动力、资本、土地)之间存在替代，但能源之间不能相互替代。

居民的收入来源于劳动力、资本、土地和来自其他机构的转移收入，支出分为税收、消费、储蓄和转移支出，消费结构按线性支出函数(LE5)分配。企业的收入来自资本、土地和转移收入，支出分为储蓄和转移支出。政府的收入来源主要是税收(营业税、生产税、所得税、关税、出口税和碳税)，此外还有资本、土地和转移收入。

2.进出口模块

作为单区域模型，本模型假设世界商品市场价格是固定的，但汇率随政策情景变化。本地生产的商品通过常弹性转换函数(CET)分为本地消费和出口两部分。本地消费的商品总量通过本地生产消费的商品、进口商品并通过阿明顿函数合成。

3.温室气体模块

本文只考虑化石能源燃烧排放的COZ气体，排放量可由能源消费量乘以排放因子获得。COZ的减排措施包括碳税、碳排放限制、碳交易、碳捕获和储存技术(CC5)、自主能效提高(ADEEI)等。

4.模型动态化设计

动态CGE模型是在静态CGE模型的基础上研究和模拟多时期(不同年份)的经济变动。

1)劳动力增长率

劳动力的变化和人口数量呈正比关系，人口的变化是外生的。

2)资本增长率

每一年新投入到生产活动的总资本等于上一年的总储蓄，然后按照各个生产活动拥有的资本比例分配到各个生产活动中。式(1)中，QFNO (A)表示生产活动A的新投资;QINV表示今年的总投资QF(A)表示A目前的总资本。

这是新资本的初始分配，再按以下两种方式进行校正:

一是按资本的回报率校正，资本回报率越高的生产活动，投入的新资本就越多。式(2)中，L}F(F,A)表示生产要素F在生产活动A中的价格;L}F(A)是生产要素F在所有生产活动中的平均价格;二是效率系数。

二是按宏观政策校正，2035年之前政府会对电子设备业、服务业等新型战略产业增加财政支出。同时适当降低对煤炭发电的投资.鼓励天然气发电和新能源发电的投资 

经过校正后的新资本毋1V0 (A)需要做归一化后再乘以总投资口INV，保证新资本总和不变。

5.全要素生产率(TFP)  全要素生产率(TFP)由劳动力、资本、GDP增长率等决定。式((6)中，。。表示TFP ; QVA万‘(l+脚二，)表示今年预期的增加值;脚二，表示GDP增长率血州表示生产要素的增长率。

(二)数据来源及部门划分

模拟的时间范围是2005-2050年，其中，2005-2014年数据与已发布的统计数据校核一致。研究基年为2005年，数据基础是2010年中国投入产出表，本文在此基础上对能源部门进行了数据拆分。已发布的统计数据源于《中国统计年鉴2015)，能源数据来源于2005-2015年的《能源统计年鉴》，一次能源排放因子来源于IPCC报告。

模型中的生产部门包括20个“常规部门”和9个“能源加工转换部门”。“常规部门”包含1个农业部门、12个工业部门、1个建筑业部门、1个服务业部门，以及CC5部门;能源加工转换部门包括:石油炼制部门，以及由传统发电部门拆分而成的8个部门，即煤电、油电、气电、水电、核电、风电、光伏发电、生物质能发电。模型主体包括居民、政府和企业3类，生产要素包含资本、劳动力、土地、能源4种。