经济、能源和环境是区域协调发展的重要因素，而协调发展是可持续发展的重要前提和必然要求。过于重视经济增长而忽略能源和环境保护，必将导致能源危机和环境污染日益严峻，最终经济发展不协调和不可持续。近年我国积极转变经济增长方式，取得一定成效，但是部分区域资源环境问题仍然比较突出。推动区域经济-能源-环境系统的协调发展，成为当今发展的首要问题。

基于协调发展相关理论，以东、中、西部代表性省份-苏鄂蒙三省为研究对象，2005-2030年为研究期间，借助研究复杂问题的系统动力学方法，构建经济-能源-环境发展系统动力学模型，探讨我国不同地区实现协调发展的实现路径。首先，厘清经济-能源-环境系统的总体结构和内部关系，选取地区生产总值、能源消费总量、能源缺口总量、“三废”排放量、环境污染强度等主要评价指标，设计因果关系图和系统动力学流程图。其次，确定模型参数和建立方程，运用VENSIM PLE软件构建苏鄂蒙三个地区结构相同但参数不同的系统动力学模型，并对模型进行直观检验、运行检验、历史检验和灵敏度分析，并对真实系统进行自然发展状态下3E系统系统动力学模型的仿真模拟与分析。再者，设置自然发展、工业发展、产业结构优化、技术创新、能源结构调整、环境保护、综合调整7种模拟情景，进行仿真模拟，并计算不同情景下经济、能源和环境各子系统发展水平及三系统的耦合协调发展度。

研究结果表明：（1）系统动力学模型能够真实反映经济-能源-环境（3E）系统的作用机理，即经济-能源-环境系统相辅相成，存在复杂的相互作用和反馈循环关系，且技术创新是3E系统发展的关键促进要素。（2）自然发展情景下，各省经济发展稳定增长，能源缺口不断扩大，环境污染强度增加，区域3E系统协调发展度总体上升，协调发展等级相应提高，并呈现一定的地域差异，湖北的协调度略高于江苏，并且二者均处于中级协调阶段，内蒙古协调度相对较低，处于初级协调阶段。（3）不同时间段内，不同情景对推动地区3E子系统发展和协调发展的影响存在明显的空间差异，若不考虑政策实施成本，综合调整情景总体最优。该情景综合产业结构优化、技术创新、能源结构调整、环境保护4项措施，使各省经济、能源、环境和协调发展度均有显著提升。（4）苏鄂蒙分别是东、中、西部地区典型代表省份，研究结果较好地反映了我国的整体情况和空间差异，为各地区按实际谋求发展提供借鉴。考虑到各地区资金、人力等资源条件有限，为提升区域3E系统协调度，综合政策实施成本，内蒙古应优先采取优化产业结构的政策，该举措可大幅降低能源缺口和环境污染强度，提升协调发展度水平；而对于江苏和湖北，在短期5年内，江苏可采取产业结构优化或能源消费结构调整的政策来提升区域3E系统的协调度，湖北的优选政策为产业结构优化，长期来看，各政策的效果差异不大，江苏和湖北可采取自然发展的模式。但为了弥补各省经济、能源、环境各子系统的发展短板，对于经济发展好而资源禀赋差的省份或地域，尤其是东部地区，可优先采取调整能源消费结构的方式谋求发展，依托本地较强的技术创新能力，积极开发利用新能源；对于经济快速崛起而资源有限的省份或地域，尤其是中部地区，可将提高技术创新水平作为促进发展的重要举措，同时重视能源和环境发展水平的维持；对于资源产业依赖较强的省份或地域，主要是西部地区，应在加快产业结构调整的基础上，提高技术创新水平，推动经济发展，并加强环境治理并创新治理模式，有助于度过产业结构调整的阵痛期。

根据实证分析结果，提出促进经济-能源-环境系统协调发展的四条建议：（1）产业结构持续优化升级，重视发展高端制造业；（2）调整能源消费结构，开发利用新能源；（3）提高技术创新水平，促进经济增长和节能环保；（4）增加环境污染治理投资，创新环境污染治理模式。

Coordinated development of Economy-Energy-Environment (3E) is an important factor to realize sustainable development. Too much emphasis on economic growth and neglect of energy and environmental protection, that lead to severe energy crisis and environmental pollution. Ultimately, the economy is not sustainable. In recent years, China has made some achievements in changing the mode of economic growth, but the problems of resources and environment is still serious. Promoting the regional coordinated development of the 3E system has become the primary issue of development.

 

Based on theory of coordinated development, take Jiangsu, Hubei and Inner Mongolia represent the eastern, central and western parts of the country, take 2005-2030 as study period, use the system dynamics (SD) method, and construct the SD model of 3E system, to explore the mode of realize coordinated development. The first, figuring out the overall structure and internal relationships of the 3E system, and choose the main indicators to design causal relationship diagram and SD flow chart. The second, calculating the model parameters and equations, and use VENSIM PLE software to build the system dynamics model of Jiangsu, Hubei and Inner Mongolia. After these models pass the test of logical test, operation test, historical test and sensitivity analysis, to simulate the SD model. The third, setting up 7 different simulation scenarios to simulate, including natural development scenario, industrial development scenario, industrial structure optimization scenario, technological innovation level improvement scenario, energy structure adjustment scenario, environmental protection scenario, integrated adjustment scenario. Then, calculating development level and coordinated development degree of 3E systems.

 

The results show that: (1) The system dynamics model can reflect the mechanism of 3E system, which has multiple feedback channels and complex relationships, and technological innovation is a main factor to promote the development of 3E system. (2) Under the natural development scenario, the economy grew steadily, the energy gap is widening, the intensity of environmental pollution is increasing, coordinated development degree of 3E system is rising, and coordinated development level is increased accordingly, and presents regional differences. Hubei’s coordination degree is slightly higher than Jiangsu, and both are in the stage of intermediate coordinated development, Inner Mongolia’s coordinate degree is relatively lower, and in the stage of primary coordinated development. (3) In different time periods, there are obvious spatial differences in the influence of different scenarios on promoting the development and coordinated development of regional 3E system. If regardless of the cost of policy implementation, integrated adjustment scenario is generally optimal. This scenario contains four measures of industrial structure optimization, technological innovation, energy structure adjustment and environmental protection, which can significantly improve the development level of economy, energy, environment and their coordinated development degree. (4) Jiangsu, Hubei and Inner Mongolia are representative provinces in the eastern, central and western regions, the results can reflect China's overall situation and spatial differences. In order to improve the coordination degree of regional 3E system and save cost of policy implementation, Inner Mongolia should give priority to the policy of optimize the industrial structure, which can significantly reduce the energy gap and environmental pollution intensity, and improve coordinated development level. For Jiangsu and Hubei, in 5 years, Jiangsu can adopt policies of optimize the industrial structure or adjust the energy structure to improve the coordination degree of regional 3E system. Hubei is better to adopt policies of optimize the industrial structure. In the long term, there is little difference in the effects of different policies, Jiangsu and Hubei can adopt natural development mode. However, to make up for the shortcomings of 3E subsystem, the regions with good economic development and poor resource endowment, especially the eastern region, that can give priority to adjust the energy structure, and use technological innovation to develop new energy. The regions with rapid economic rise and limited resources, especially in the central region, that can improve technological innovation level and pay attention to keep balance of energy and environment. The regions with strong dependence on resource industries, especially in the western region, that can raise technological innovation level on the basis of adjust the industrial structure, and strengthen environmental governance and innovate governance models.

 

According to the results of the coordinated development of Jiangsu, Hubei and Inner Mongolia, four suggestions to improve the coordinated development of the 3E system were purposed. (1) Optimizing and upgrading the industrial structure, and attach importance to the development of high-end manufacturing industry. (2) Adjusting the energy consumption structure, and developing new energy. (3) Raising the level of technological innovation, that can promote economic growth, energy conservation and environmental protection. (4) Increasing investment in environmental protection, and innovating environmental governance models.

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