控制全球气温升高、减少温室气体排放已经成为世界各国共同的目标,尤其是中国从2009年哥本哈根世界气候大会到2020年纽约第75届联合国大会,不断提高国家自主减排贡献,从原来的积极参与者逐步转变为有责任有担当的领跑者。提高清洁的可再生能源占总能源消耗的比例是有效可靠的减排方式,因此探索一条高质量的清洁能源发展道路,对于我国实现“2030碳达峰、2060碳中和”的减排目标,优化能源结构,达到能源、经济、环境的协调和可持续发展,具有重要的现实意义。为此,本文利用小波变换、信息熵、复杂网络、非线性动力系统等多学科交叉理论,首先分析了清洁能源发展过程中的主要影响因素,然后分别重点探讨了碳金融市场对清洁能源市场的影响、清洁能源发展和经济增长之间的耦合关系,最后综合国家政策、科技水平、经济增长、碳价等因素以风能为例探索未来40年中国清洁能源的优化路径和减排潜力。具体内容和创新贡献主要体现在以下四个方面:第一,以往的实证分析主要是考察了单一时间尺度下两个市场收益之间的联系,研究方法主要是建立各种计量模型,考察两者之间的线性关系。但碳金融市场是一个动态的非线性非平稳机制,因此,本文基于小波分析理论、信息理论和复杂网络理论,选取了EUA碳交易期货价格和S＆P GCE清洁能源股票指数作为样本数据,构建了不同时间尺度下从碳金融市场到清洁能源市场的传递熵强度波动模态网络模型,进而揭示了不同时频区间碳金融市场对清洁能源市场的信息流动的差异性。研究结果表明在中短期（2-16天）的时候,从EUA到S＆P GCE流入了大量的信息,特别是尺度d2（4-8天）EUA的波动对S＆P GCE波动的影响是比较强烈的。由于在尺度d2（4-8天）时网络节点数最少,从而在该尺度的时候EUA对S＆P GCE的信息流动是最稳定的。第二,将清洁能源市场、化石能源市场、碳交易市场这三者放在同一框架体系内来讨论它们之间的相互作用机制,而并不是忽略其中一个,仅仅只考察另外两个市场的耦合关系。构建了碳价驱动下的清洁能源发展三维动力系统。通过参数设定和数值模拟分析了系统的动力学特性,发现清洁能源-化石能源-碳价三者之间存在复杂的非线性演化关系。进一步,利用标普全球清洁能源指数、标普全球石油指数和欧盟碳排放配额交易期货价格进行参数识别,得到了全球清洁能源-化石能源-碳价的三维动力系统模型。通过实证分析发现碳价在短期内对化石能源消费和清洁能源消费有明显的影响力,且碳价对化石能源消费的影响力明显要强于清洁能源消费。但长期来看,碳价对清洁能源的促进并不是十分明显,因此,还需要进一步建立和完善碳市场交易机制,发挥碳价对清洁能源的消费的调节作用,并且还需出台其他促进清洁能源发展的配套措施。第三,以往研究清洁能源与我国经济之间相互关系的文献大多是侧重于使用传统的计量模型来研究非化石能源消费量和国内生产总值之间的关系。而本文是从经济行业视角,采用BP结构断点检测、传递熵、移动窗口、复杂网络等方法,分时期、分行业考察了清洁能源产业和11个经济行业之间的耦合关系。首先,根据国证新能源指数从2010年7月1日至2019年12月31日的数据,利用BP结构断点检测将新能源发展分为三个阶段。然后,在每一个阶段中使用滑动窗口的方法计算新能源指数和11个行业指数之间的净传递熵,并且符号化后建立网络。再利用复杂网络理论分析新能源与不同行业之间的动态耦合关系。研究结果表明在新能源发展初期,IT行业和建筑行业对新能源行业具有驱动作用,且建筑行业对新能源行业的影响要早于IT行业。到了新能源产业的快速发展阶段,农林产业的驱动作用最大。而在这一阶段制造、水电等其他6个行业对新能源行业没有明显的驱动作用,反而是新能源产业在推动这些产业的发展。在新能源行业发展的第三个阶段,只有农林和地产两个行业驱动清洁能源发展,而采矿、建筑和餐饮这三个行业受到了清洁能源产业的驱动。第四,构建了基于中国“双碳计划”下的风力发电行业发展优化模型,探索了从2021-2060年我国风电在不同影响因素下的发展路径和减排潜力。首先利用单位投资成本的学习效应和技术扩散效应,结合动态规划的方法,以最大化利用风能发电来减少二氧化碳排放量作为目标函数,同时以碳价、减排目标、经济发展、国家政策等影响风电发展的重要因素作为约束条件,基于敏感性分析和情景分析,得到了风能在未来40年的参考路径。研究结果表明,在减排目标的驱动下中国风能有较大的发展潜力,大力发展风能将有效地减缓气候变化所带来的压力,为中国实现“双碳”目标做出自身的贡献度。GDP增速和政府的投资比例在实现碳达峰、碳中和过程中的初期对风电行业的影响并不明显,但随着时间的变化影响加大。电网的消纳能力和碳价的波动会使得风能新增装机容量和减排潜力产生巨大差异,是影响风能产业和减排潜力的重要因素。碳价要达到一定的阈值价格后才能明显促进风能产业发展和凸显利用风电来减排的优势。但是,当碳价达到一定的水平之后,它对风能产业发展的影响力会减弱。