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研究气候变化经济学首先是由于经济学科理论研究上的需要，大致有以下两个方面原因。
传统环境经济学、公共经济学、福利经济学等基本理论和分析框架解决全球气候变化问题具有必然的局限性：传统环境经济学、公共经济学理论提出了税收、产权或公共物品供给途径的气候政策，却忽视了发达国家与发展中国家之间、富人和穷人之间、当代人与后代人之间的公平性；全球气候治理的集体行动机制缺乏效率，福利经济学理论无法提出更有效率解决办法，需要从政治经济学、制度经济学视角推进多中心的全球气候治理机制。应对气候变化的紧迫性要求气候变化经济学研究范式转型，探索从工业文明范式向生态文明范式转型的气候变化经济学理论、方法学和政策创新，从而构建系统完整、理论严谨、方法科学、解释力强、接受度高、具有中国特色的气候变化经济学理论体系、学科体系、方法体系和话语体系。气候变化经济学研究有利于将社会经济发展过程与资源配置、环境政策、生态文明建设、可持续发展战略等内容紧密结合起来，建立解决气候变化这一人类最大挑战的基本理论和分析框架，评价和指导相关政策。
应用经济学主要涉及将理论经济学的基本原理应用于研究国民经济各个部门、各个专业领域的经济活动和经济关系的规律性，或对非经济活动领域进行经济效益、社会效益的分析而建立的各个经济学科。由于气候变化对自然和社会经济系统的影响具有全球性、区域性、部门性和行业性特征，气候变化经济学研究将促进该学科与应用经济学学科的进一步融合发展，出现一部分具有创新性的交叉学科或交叉研究领域。例如，国际贸易商品中隐含碳排放测度及责任划分促进了气候变化与国际贸易研究方向的发展；碳交易、绿色投融资催生出气候金融学或绿色金融学的出现；气候目标约束下能源生产与消费的转型促进了能源与气候变化研究方向的发展；由高碳经济向低碳经济的转型产生了碳排放核算方法学、低碳经济评价方法学、低碳城市等新兴研究方向。
研究气候变化经济学还源于气候政策实践的需要。研究气候变化经济学的最终目的在于应用对气候变化问题内在规律的正确认识来指导气候政策的制定，以降低气候变化风险对自然系统和社会经济系统的不利影响，促进经济的可持续发展，其现实意义有以下三个方面。
当前国际、国内气候治理面临的挑战主要有三个方面：一是气候变化巨大的风险性和不确定性使得成本收益方法难以准确估计碳排放的社会成本，制约了以碳价格为基础的气候政策效果；二是以国家为主体的单中心气候治理体系没有达到预期目标，整体缺乏效率；三是以功利主义为基础、强调效率优先的西方气候变化经济学不能提供全球低碳转型的解决方案，难以很好解释中国经济社会转型发展的现实情况。因此，开展气候变化经济学研究，考虑温升厚尾分布，能够优化不确定条件下碳排放社会成本计算结果，为基于碳价格的市场化政策工具提供科学依据；通过气候变化影响评估、碳排放权公平分配引入发展权益的权重，体现代内公平、人际公平；构建企业、社会以及区域合作为主体的多中心治理体系，有利于提高应对气候变化集体行动的有效性；气候变化经济学研究范式转型，强调人与自然和谐，提供全球低碳转型的解决方案。总之，发挥气候变化经济学交叉性、复合性和综合性的学科优势，能够为气候治理政策体系的优化、完善提供学理基础、方法论支撑。
中国已经明确了2035年和2050年两大历史节点的生态文明建设的目标愿景，即2020—2035年要总体形成节约资源和保护环境的空间格局、产业结构、生产和生活方式，实现生态环境质量根本好转；2035—2050年全面形成绿色发展方式和生活方式，人与自然和谐共生，建成美丽中国。与此同时，从现在起到21世纪中叶，是中国全面落实应对气候变化《巴黎协定》的关键时期，要实现2030年CO 2 等温室气体排放达峰目标和2050年中长期低碳排放目标，这与中国生态文明建设目标愿景的历史节点具有高度的契合性。现阶段基于自然的解决方案已经成为一项非常具有成本有效性的应对气候变化政策，将可持续利用自然资源纳入应对气候变化政策和行动框架，最大限度发挥自然的作用，增强应对气候变化的有效性，充分反映了应对气候变化与生态文明建设在倡导人与自然和谐共生这一理念上的高度一致性与激励相容性。因此，开展气候变化经济学研究，促进经济社会绿色低碳的深刻转型，将是对中国生态文明建设的巨大贡献，也是对全球生态安全保护的有效引领。
气候变化是当前人类面临的最大威胁，危及地球生态安全和人类生存与发展。采取应对气候变化的政策行动可以通过多个途径促进社会经济可持续发展，助力联合国《2030年可持续发展议程》的实现。第一，应对气候变化已经极大地推动了世界范围内能源体系的革命性变革和社会经济发展方式的转变，低碳发展成为世界潮流。研究气候变化经济学可以推动低碳技术创新，带来新的经济增长点，促进经济高质量发展。第二，评估气候变化社会经济影响有利于制定更加科学合理的减缓和适应对策，规避气候变化不利影响，提高气候变化脆弱地区经济发展抗灾韧性，特别是有助于农村地区采取适应气候变化措施、改善农村劳动力供给水平、提高劳动生产率以及减少贫困现象。第三，应对气候变化政策还具有广泛的协同效益，可以有效降低区域大气污染水平、改善公众健康和提高生活质量。