从经济学上讲，二氧化碳排放和环境保护，具有极强的外部性特征。从哈丁“牧场的悲剧”模型，也可推导出世界环境问题上的困境：全球环境是一个公共场所，每一个国家，为了自己的利益，都想多排放，于是整个世界就变成不适宜人类居住、生活和发展“高碳化和温室化”的地方了。这种由国际市场调节机制无法解决的问题，必须由各个国家（相当于哈丁模型中的牧民家庭）形成公共环境治理组织，进行多边协商，制定规则，约束各国行为，来改善和保护人类共同的家园。但是，由于发展阶段和国家大小等方面的不同，在国际排放和气候问题上，如何处理发展中国家迫切需要首先解决温饱问题与发达国家强调保护环境之间的关系；如何处理能源高消耗和高排放国家与低消耗和低排放国家之间的关系；如何处理陆地大国与海洋小国之间的关系等，成为现代国际关系中的重要组成内容。中国有自己的国家利益，但是，如何在自身发展的过程中，不对人类造成更多的负外部性，处理好中国国家利益与世界环境利益之间的关系，需要从国际关系和国际战略层面仔细探索。
一、气候变暖、减排措施对中国发展的影响
由于经济的快速发展和化石能源的使用，中国目前已经成为世界最大的二氧化碳排放国，中国的温室气体减排问题是近年来国际气候谈判的焦点。一方面，作为一个地域广阔、人口众多的发展中国家，气候变暖对中国带来了很大的影响，尤其是生态脆弱地区的贫困人口深受其害。另一方面，减少二氧化碳排放必须寻找替代能源和技术，引起的成本上升，同样会对中国的发展造成巨大的影响。近年来，中国已采取了多项措施进行节能减排，正在探索低碳发展的模式。
（一）气候变暖对中国的影响
全球气候变暖对中国的可持续发展是一个前所未有的挑战。中国自然条件差，自然灾害较多，生态环境脆弱，气候变化带来的破坏性对中国的自然资源和农林牧业的影响很大。中国的贫困地区与生态环境脆弱地带高度重叠，属于全球气候变化的高度敏感区。中国的贫困人口也已经成为气候变化的最大受害者，在生态敏感地带人口中，74%的人生活在贫困县内，约占全国贫困县总人口的81%，中国赤贫人口有95%生活在内地生态脆弱地区。近几年，干旱、冰雹、暴雨等极端天气频繁出现，已经敲响了气候变化的警钟。
清华大学国情研究中心主任胡鞍钢教授的研究表明，2001—2006年，中国每年因灾损失的粮食从20世纪50年代的每年380万吨猛增到3400万吨。如果全球气温升高2℃~3℃，到2050年中国的粮食产量将会下降20%，北方地区和部分河流年径流量会减少2%~10%。目前，青藏高原冻土融化和冰川雪线上升，已经开始让三江源这个“中华水塔”受到严重威胁。气候变暖致使喜马拉雅山冰川面积变小，由此，中国将有2.5亿人口受到不同程度的影响，特别是完全依靠冰川提供淡水的居民。而全球变暖引起的海平面上升，将对珠江三角洲、长江三角洲和环渤海地区这三大中国经济的精华地带构成直接威胁，有可能导致的损失是无法估量的。
在中国内部的不同地区，气候变化带来的“马太效应”式损害也已经显现出来。绿色和平组织与乐施会对甘肃永靖、四川马边和广东阳山3个典型贫困县的调查表明，气候变化已成为我国贫困地区致贫甚至返贫的重要原因。95%的中国绝对贫困人口生活在生态环境极度脆弱的地区，已经成为气候变化的最大受害者，他们无法分享到经济发展的成果，反而要为此付出沉重的代价。种种迹象表明，中国作为世界人口最多、地域辽阔的国家是全球气候变暖的最大受害者。因此，无论是从自身的利益，还是从可持续发展的目标出发，中国都愿意在应对全球气候变暖的世界行动中采取更加积极的政治态度和更加主动的实际行动。
（二）减排措施对中国的影响
作为发展中国家，中国在《京都议定书》框架下不承担二氧化碳减排的义务。但是从2006年以后，荷兰环境评估署的二氧化碳排放报告将中国列为世界上最大的排放国，2011年中国占全球碳排放的28%，其余排放大国的情况是美国占16%，欧盟占11%，印度占7%。激增的排放量让中国成为世界“众矢之的”，越来越多的声音要求中国为国际气候变化承担责任。那么中国减排的困难在哪里呢？
减排温室气体主要有两种对策：一是“固定化对策”，使已生成的二氧化碳变为其他物质，防止其向大气中排放，目前除森林碳汇外，其他技术尚在探索之中；二是“排放控制对策”，就是控制减少化石燃料消耗，以抑制二氧化碳排放。
现代经济的动力是能源，石油、煤炭和天然气等化石能源是人们可利用的传统能源，其中煤炭的碳密集程度比其他化石燃料要高得多，单位能源燃煤释放的二氧化碳是天然气的近两倍，原油燃烧释放的二氧化碳量介于煤炭和天然气之间。太阳能、风能、水能、生物质能和核能等是清洁的新能源，在发电的过程中几乎不会增加二氧化碳排放，那么这些新能源为什么不能取代化石能源呢？
太阳能和风能很不稳定。太阳能发电在白天和夜晚以及阴雨天输出的电量差异很大，同样，风能也受风力大小的影响。这种能源直接接入电网，可能造成电网运行的不稳定，必须控制在一定的比例之内。另外，世界各国家都还未攻克大规模就地存储电能这一难题，在目前的技术条件下只能采取将电能转化为化学能，在需要时再转化为电能的解决办法，但转化效率不高，仍需要继续研究和探索。这些原因使得中国目前已建成的风力发电站都不能满负荷运转。此外，太阳能和风能发电设备在制造的过程中要排放大量的二氧化碳，并且造价昂贵，目前新能源发电的单价成本是化石能源的几倍甚至十几倍，不具备大规模运用的条件。
水能的利用同样受到自然条件的影响。水能本身是有限的，水库的建设需要人口迁移，另外，大量的土地被淹没，可能造成地质灾害，对生态环境也有很大的负面影响。而且水电能否真正减排二氧化碳也还存在疑问，由于水库要淹没大量的自然植被，这减少了二氧化碳的吸收，并且造成大片湿地，可能释放甲烷等温室气体。一些科学家认为在热带地区利用水电排放的二氧化碳甚至超过化石能源。
生物质能是太阳能以化学能形式储存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，是一种可再生能源。利用生物质能最典型的是用玉米生产酒精作为燃料，以及利用农作物秸秆的生物质能发电等。但是一些原材料的种植占用生产粮食的土地，对于中国这个人均耕地面积不大，人口众多的国家来说，势必对粮食安全构成威胁，所以中国发展生物质能的空间非常有限。
然而，从核电发展总趋势来看，中国核电发展的技术路线和战略路线早已明确并正在执行，当前发展压水堆，中期发展快中子堆，远期发展聚变堆。具体地说就是，近期发展热中子反应堆核电站；为了充分利用铀资源，采用铀钚循环的技术路线，中期发展快中子增殖反应堆核电站；远期发展聚变堆核电站，从而基本上“永远”解决能源需求的矛盾。
根据以上分析可以得出的一个明显结论：煤炭、石油等化石能源在历史上支撑了发达国家的工业化进程，目前仍是高效和低成本的能源来源。低碳排放的新能源在现代化大工业中要担当大任，还有很长的道路要走。
中国能源结构一直以煤炭为主。中国煤炭探明保有储量1万亿吨，居世界第三位，但煤炭生产和消费长期居于世界首位，2011年煤炭消费为34.25亿吨，超过排名第二位至第五位的四个国家的消费量总和。2011年，中国一次能源消费中煤炭占68.4%，远远高于世界平均28%左右的水平。较清洁且效率较高的石油占18.6%，其中近57%需要从国外进口，从目前世界石油市场的供求状况和价格看，石油在我国能源消费中的比重难以大幅度提高。天然气占5%，而非化石能源在我国能源消费中的比重只有8%。
目前，中国正处在工业化和城市化进程的关键时期，限制二氧化碳排放将会限制可供选择的能源，影响能源服务和生产要素的价格、能源的供应与需求，以及经济的投资和消费决策，从而影响经济增长。学者应用中国的MARKAL MACRO模型进行模拟分析，当减排率为0%～45%时，实施减排约束当年的GDP损失率在0%～25%之间，碳减排率越高，对经济的冲击幅度越大，持续时间越长，且越早开始实施减排，GDP损失率越大；碳减排对GDP增长的影响在减排实施之后约10年发生，并逐渐增强一直延续到实施减排以后若干年；如果从2040年提早到2030年、2020年开始实施碳减排，GDP总损失率将分别增大0.58%～0.74%、1.00%～1.32%。可见，实施二氧化碳减排对中国经济造成的影响是非常巨大的。
根据对发达国家工业化历程的分析，在工业化的中、后期阶段，能源消费弹性会快速上升，在经历峰值后才会逐步下降。而中国目前正处在能源消费弹性快速上升的阶段，还没有达到二氧化碳排放的峰值，碳排放在今后一些年份还会继续上升。对于中国而言，最大的难题是如何在现代化任务尚未完成、既缺资金又缺技术的情况下促使经济向低碳经济转型，这种转型尽管从长远来说是有利的，但在短期内必然会使国家面临前所未有的困难。
（三）目前中国应对全球气候变暖的主要措施
中国政府高度重视全球气候变化问题，先后于1998年签署、2002年批准了《联合国气候变化框架公约》和《京都议定书》。作为发展中国家，中国不需要像发达国家那样承担绝对减排的责任，但中国政府仍然主动采取了一些措施来减少二氧化碳的排放。中国在制定气候变化战略时需要解决的一个关键问题是如何处理经济发展与温室气体排放增加之间的矛盾，对此，中国采用了“单位GDP二氧化碳排放量（碳强度）”的相对减排指标，实现低碳增长。
早在《京都议定书》之前，中国政府就把减排列为国家发展重要目标，1996年中国制定“九五”计划（1996—2000年）时，就提出了节能率平均每年为5%，削减主要污染物排放量（也包括温室气体排放量）的目标。中国也因此成为发展中国家第一个提出节能减排目标的国家。由于“九五”时期中国大规模淘汰落后产能，且受到亚洲金融危机冲击经济增长放缓，到2000年中国实现了上述目标，实际节能率平均每年为6.1%，主要污染指标大幅度下降。因此，在2001年制定“十五”规划（2001—2005年）时，又列出节能和减少主要污染排放10%以上的目标。但到2005年，实际排放的绝对数没有下降反而增加了。2007年，中国制定了官方的《中国应对气候变化国家方案》，提出要在2010年以前把单位GDP能耗比2005年降低20%，以此作为减少温室气体排放的指标。尽管最后的结果是各省基本上完成了任务（单位GDP能耗下降了19.1%），但在2010年最后考核期限到来之际，各地区为完成减排目标，纷纷采用了拉闸限电等极端措施，这也说明节能减排对中国来说绝不是一项简单的工作。
2009年9月23日，胡锦涛在美国纽约举行的联合国气候变化峰会开幕式上发表的讲话，包含了四点强有力的行动计划：加强节能、提高能效，争取到2020年单位GDP碳排放比2005年有显著下降；大力发展可再生能源和核能，争取到2020年非化石能源占一次能源消费比重达到15%左右；大力增加森林碳汇，争取到2020年森林面积比2005年增加4000万公顷，森林蓄积量比2005年增加13亿立方米；大力发展绿色经济，积极发展低碳经济和循环经济，研发和推广气候友好技术。在哥本哈根气候大会上，中国政府承诺，将应对气候变化、降低二氧化碳排放强度纳入国民经济和社会发展规划，决定到2020年我国单位GDP二氧化碳排放量比2005年下降40%～45%。
为达到上述目标，中国政府出台多重保障措施。中国政府“十二五”期间计划采取的主要措施包括：加快调整产业结构，大力发展服务业和战略性新兴产业，到2015年服务业增加值和战略性新兴产业增加值占国内生产总值比例分别提高到47%和8%左右；大力推进节能降耗，到2015年形成3亿吨标准煤的节能能力，单位国内生产总值能耗比2010年下降16%；积极发展低碳能源，到2015年非化石能源占一次能源消费比例达到11.4%；努力增加碳汇，新增森林面积1250万公顷，森林覆盖率提高到21.66%，森林蓄积量增加6亿立方米；控制非能源活动温室气体排放；加强高排放产品节约与替代。
要达到中国政府承诺的单位GDP二氧化碳排放比2005年降低40%～45%的目标，必须严格执行相关节能减排措施，付出巨大的减排成本。根据中国人民大学邹骥教授的研究，2020年碳强度降低40%，GDP将损失3384亿美元，年均损失0.64%；降低45%，GDP将损失5862亿美元，年均损失1.11%，这对中国来说绝不是一件轻松的事情。
二、中国在国际气候谈判中的处境和立场