随着科学技术和生产力水平的大跨步发展,城市对自然资源的消耗与日俱增,特别是对化石能源的使用。这导致油气资源不断紧张,能源安全压力增大,二氧化碳等温室气体排放超标,环境生态问题日益严峻,因而向绿色经济和低碳经济转型成为各国共同面临的机遇和挑战。能源是城市发展的动力,安全环保的能源供应及高效清洁的能源利用是经济社会可持续发展的重要保证,也是低碳经济和绿色经济的必然要求。实现城市能源体系低碳化不仅涉及传统化石能源结构调整和绿色能源体系优化,还涉及产业结构和消费模式等问题。因此,须尽快开发和利用绿色能源、研发和推广节能减排技术、加强国际合作、实现能源体系低碳化。广州作为我国经济发展前沿城市,GDP连续多年名列全国前茅,经济的高速发展对能源的消耗和需求日益扩大,同时环境问题相伴而生。多年来广州能源消费结构以煤炭、石油为主,导致能源利用率低、能耗指数高、污染严重。2013年广州市PM2.5和PM10状况恶化,其中PM2.5年平均浓度为53微克/立方米,超过国家《环境空气质量标准》二级标准0.51倍；PM10年平均浓度为72微克/立方米,超过国家《环境空气质量标准》二级标准0.03倍。广州迫切需要实现能源体系低碳化,顺应绿色经济发展潮流实现城市可持续发展。因此,对广州现有能源体系结构分析评价并提出能源低碳化对策建议具有重要的理论意义和现实意义。本文首先对国内外研究文献进行了归纳总结,并阐述了经济学、环境学、能源学相关理论及其之间的关系；然后分析了广州市能源体系结构及发展现状,并根据2001-2011年的广州市化石能源消耗量,利用逐步回归法研究各类主要化石能源(原煤、焦炭、原油、汽油、柴油)对二氧化碳排放总量的影响程度,利用层次分析法对广州市可开发利用的主要绿色能源(水能、风能、太阳能、生物质能)排序；最后借鉴国内外其他城市相关方面经验,从广州市能源体系研究结论出发,从产业结构、能源结构、政府调控、企业节能减排、居民低碳生活方方面面提出实现广州市能源体系低碳化的对策建议。