港口是耗能和温室气体排放大户,低碳港口建设日益受到重视。港口低碳发展是我国世界一流绿色港口发展的最基本要求,也是我国碳排放2030年达峰、2060年碳中和承诺实现的主力军。分析和把握港口低碳形成机理,对于掌握我国港口低碳发展规律、辅助港口低碳投资决策、做好碳减排风险管理等方面具有重大意义。围绕上述目的,本论文对我国港口低碳形成机理展开了深入研究,并应用到获取港口低碳建设投资优化策略上。以上港集团为典型案例,通过借助LMDI方法详细探究了低碳港口的能源结构和能源效率两大驱动因素贡献规律;借助Gamma分布函数深入分析了基于深层多维度影响因素的低碳港口演化机理规律,借助随机优化理论构建了不确定环境下低碳港口碳减排投资优化模型。本研究的主要工作和结论如下:(1)借助LMDI分解法构建了基于能源消耗视角下的我国港口碳足迹测算和表层驱动因素分解分析模型,测算港口能源结构、能源效率对单位货物吞吐量碳足迹的驱动效应。同时,以2008-2019年期间的上港集团为案例进行了实证分析,结果表明:上港集团碳足迹总量呈缓慢增长趋势,电力能源消耗是上港集团碳足迹的主要来源;受制于我国火电在电力能源结构中占比仍较高影响,上港集团单位货物吞吐量碳足迹降低主要来自能源效率的提高驱动,其能源结构的调整对单位货物吞吐量碳足迹影响不明显。(2)借助Gamma分布函数建立了不含影响因素和含有影响因素低碳形成机理演化模型,揭示我国低碳港口形成机理。以港口单位货物吞吐量碳足迹为低碳港口演化因变量指标,同时借助对应深层政策、能源、港口规模、技术和管理五大影响因素的我国单位GDP能耗、单位发电量二氧化碳足迹、上港集团货物吞吐量和节能减排资金投入四个量化自变量指标,采用Gamma分布概率密度函数拟合得到低碳港口形成机理。以2006-2019年期间的上港集团为案例进行了实证和预测分析,结果表明:近年来上港集团碳排放强度不断下降;2020-2030年期间其单位货物吞吐量碳足迹仍将保持持续下降趋势,但上港集团要突出重视提升碳减排技术和管理能力。(3)构建了不确定环境下的港口碳减排投资决策模型。将碳排放投资预算上限约束、碳排放清缴配额、碳减排政府补贴、碳足迹总量、碳排放权市场交易价格等多个关键因素纳入了港口碳减排投资优化决策范围,让场景尽量贴近港口实际。同时,以碳减排投资综合成本最小化为优化目标,基于港口碳排放配额、碳减排投资预算上限等约束条件,将港口碳足迹和碳排放权市场交易价格同时纳入碳减排投资优化决策过程,考察了两者不确定情景下对碳减排投资决策所带来的联合影响及优化策略。利用随机过程理论方法,推导得到了不确定性环境下的港口碳减排投资简约式目标函数和优化模型,并利用梯度下降法求解得到最优化投资额。对上港集团碳减排投资优化问题进行案例分析,验证了本模型科学性和合理性。