全球气候变暖已经成为不可逆转的趋势，并正在威胁人类的生活方式，将对人类的生存发展造成了巨大的挑战。而其中CO2作为主要的人为温室气体正是引起全球气候变暖的主要因素之一。因此研究政府如何设计碳减排机制来促进企业进行CO2减排这一问题有非常重要的现实意义。本文先是研究了企业在政府外生减排政策下最优生产决策的问题，从企业角度出发，建立了基于企业利润最大化的动态最优控制模型，通过对模型的分析和求解，比较了企业在基准情形以及在三种不同政策下：单一碳税政策、单一碳限额政策、由碳税和碳限额组成的混合政策，不同的生产决策，结果表明企业在混合政策下控制碳排放的效果最好，但产量相较于其他两种政策有相应的下降，并利用数值模拟对所得结论的有效性进行了检验。而后，在分析了政府外生减排政策的基础上，本文研究了基于政府与企业之间博弈关系的最优动态碳税设计以及企业最优生产决策问题，从企业与政策角度出发，建立了政府与企业之间的动态斯塔克伯格博弈模型，利用最优控制中的极大值原理对模型进行求解，并分别与企业在无碳税政策与无减排投资情况下的生产决策进行比较，结果表明，政府制定的碳税随时间而递减，且减排效果明显，企业在碳税政策下进行减排投资有利于产量以及利润的增加。最后利用天津电力市场数据对模型结论进行有效性检验。