作为国家发展的重要区域之一,近年来京津冀地区受制于高强度能源消耗、能源消耗结构单一、大气污染恶化的情形日益严峻,并已成为该地区协同可持续发展的首要制约因素。随着京津冀一体化协同发展的稳步推进,经济带的快速发展、人口的持续增加、产业结构空间布局与调控、新型城镇化建设进程的加快必将进一步给区域能源系统带来的巨大压力。因此,在充分识别京津冀能源系统的基础上,明确区域能源结构调整与环境之间的响应关系,开展京津冀一体化能源结构优化调控及管理研究,对推动区域协同发展中提高京津冀城市群能源系统的可持续发展水平具有重要意义。本研究以京津冀能源系统为主要研究对象,旨在建立电力需求侧分析预测方法及电力供给侧结构调整减排效应评估方法,量化经济发展、产业结构、节能减排压力等因素对区域电力需求的影响,评估结构调整与污染减排之间的关系,建立京津冀能源结构优化调控模型,动态表征区域能源系统与环境之间的互动关系,具体研究内容包括:(1)在深入梳理京津冀社会经济发展、能源消费结构、能源供给结构以及区域资源环境等方面的基本现状的基础上,利用指数分解分析方法,建立基于指数分解的京津冀电力中长期需求分析模型,综合分析能源需求的关键驱动因子,量化经济发展、产业结构、节能减排压力等因素对区域电力需求的影响;(2)基于京津冀地区推行“以电代煤”“以气代煤”的大背景,以京津冀地区电力行业的大气污染物(S02、NOx)和温室气体(CO2)排放为主要研究对象,结合关联性分析理论,建立区域电力供给侧结构调整环境效应模型,量化未来电力供给侧结构调控情境下大气污染物及温室气体减排趋势;(3)针对京津冀地区能源供需失衡、一次能源消耗比重过大、能源结构不合理等问题,在京津冀区域社会经济与能源环境系统综合分析的基础上,耦合不确定性优化理论,结合京津冀协同发展要求,建立京津冀能源结构优化调控模型,获得不同电力外调及污染物控制情景下京津冀能源结构调控策略,为破解区域能源结构优化调控的壁垒和瓶颈提供支持。总体来看,本研究开展的基于指数分解分析的京津冀地区中长期电力需求分析及预测、京津冀地区电力结构调整大气污染物及CO2减排效应研究、京津冀地区能源系统优化模型及调控研究,紧跟京津冀一体化发展战略,贴合能源与环境相关政策与实际管理工作,进一步丰富和完善了能源系统优化调控的落地案例研究,为实现区域尺度社会经济与能源环境系统综合规划管理提供决策支持。