区域资源--经济-环境可持续发展与能源互联网研究——以京津冀为例

　　《区域资源--经济-环境可持续发展与能源互联网研究——以京津冀为例》从区域可持续发展的角度分析京津冀区域资源-经济-环境系统，在对该领域的现状进行深入分析基础上，从资源供应和消费能力、人口和经济发展结构，以及典型的环境问题等方面，构建区域可持续发展系统指标体系，分析京津冀区域资源-经济-环境系统的现状及发展趋势。重点建立区域资源-经济-环境系统模型群，对京津冀区域的诸多焦点和热点问题——产业结构演变、区域能源安全、区域承载力、节能减排、三元协调度和大气环境进行分析、预测及优化研究，并围绕可持续发展和能源互联网的关系，对区域能源互联网、储能、微电网进行了深入研究和实证分析。最后从科研平台和决策支持两个角度，介绍了京津冀区域资源-经济-环境可持续发展大数据决策支持共享平台，以及基于该平台的相关专题研究系统。

目录
序
前言
第一篇 资源-经济-环境可持续发展研究
第1章 导论 3
1.1 研究背景及意义 3
1.2 研究对象 4
1.3 研究路线 5
1.3.1 3E系统协调发展演变历程 5
1.3.2 研究流程 7
1.4 可持续发展的共识、发展与创新 9
1.4.1 可持续发展的共识 9
1.4.2 发展与创新 10
1.5 本章小结 11
参考文献 11
第2章 3E可持续发展研究 12
2.1 全球3E可持续发展研究 12
2.1.1 全球3E可持续发展研究 12
2.1.2 全球3E可持续发展的研究进展 19
2.2 中国3E可持续发展研究 24
2.2.1 中国3E可持续发展研究历程 24
2.2.2 中国3E可持续发展面临挑战 28
2.3 区域3E可持续发展研究 31
2.3.1 区域3E可持续发展研究现状 31
2.3.2 区域3E可持续发展研究进展 32
2.3.3 京津冀区域3E可持续发展现状 34
2.4 本章小结 37
参考文献 37
第3章 区域资源-经济-环境可持续发展指标体系研究 40
3.1 国内外可持续发展指标体系研究 40
3.1.1 国外可持续发展指标体系研究 40
3.1.2 国内可持续发展指标体系研究 42
3.2 区域可持续发展系统组成 43
3.2.1 资源子系统——可持续发展的物质基础 44
3.2.2 经济子系统——可持续发展的核心 44
3.2.3 社会子系统——可持续发展的保障 44
3.2.4 环境子系统——可持续发展的空间支持 45
3.3 区域可持续发展指标体系构建方法 45
3.3.1 区域可持续发展指标体系的构建思路 45
3.3.2 区域可持续发展指标体系的功能描述 46
3.3.3 区域可持续发展指标体系的构建原则 46
3.3.4 区域可持续发展指标的筛选方法 47
3.4 区域可持续发展指标体系 48
3.4.1 一元指标体系 49
3.4.2 二元指标体系 83
3.4.3 三元指标体系 86
3.4.4 区域各子系统间因果关系分析 88
3.5 本章小结 90
参考文献 90
第二篇 现状及趋势分析
第4章 区域资源供应能力与消费现状分析 95
4.1 资源与能源 95
4.1.1 常规能源 96
4.1.2 新能源 101
4.2 水资源 104
4.2.1 水资源概况 105
4.2.2 供水分析 108
4.2.3 用水分析 110
4.3 资源利用分析 114
4.3.1 能源利用效率 115
4.3.2 水资源利用效率 118
4.4 本章小结 119
参考文献 119
第5章 区域人口与经济发展现状分析 120
5.1 人口规模与结构 120
5.1.1 区域总体情况 120
5.1.2 分地区情况 122
5.2 经济规模与结构 129
5.2.1 经济规模 129
5.2.2 经济结构 134
5.3 本章小结 144
参考文献 144
第6章 区域环境现状分析 145
6.1 大气环境 145
6.1.1 大气污染物排放浓度 146
6.1.2 大气污染物排放总量 151
6.2 水环境 156
6.2.1 地下水环境 157
6.2.2 地表水环境 160
6.3 土壤环境 162
6.3.1 重金属及工业三废 162
6.3.2 化肥农药的过量使用 163
6.4 碳排放分析 164
6.4.1 CO2排放量分析 164
6.4.2 碳足迹分析 166
6.5 本章小结 170
参考文献 170
第7章 区域承载力分析 171
7.1 承载力的提出与发展 171
7.2 区域承载力的基本现状 173
7.2.1 人口承载力 173
7.2.2 水资源承载力 174
7.2.3 土地资源承载力 176
7.2.4 环境承载力 178
7.2.5 交通承载力 179
7.3 提高区域承载力的路径与对策 180
7.3.1 增强承载力 180
7.3.2 疏解承载力 181
7.4 本章小结 182
参考文献 182
第三篇 理论与模型研究
第8章 区域资源-经济-环境系统与可持续发展 185
8.1 区域可持续发展理论 185
8.1.1 区域可持续发展概念 185
8.1.2 区域可持续发展特征 186
8.1.3 区域可持续发展原则 188
8.1.4 区域可持续发展影响因素 189
8.2 区域资源-经济-环境系统概述 191
8.2.1 资源系统定义及构成 191
8.2.2 经济系统定义及构成 192
8.2.3 环境系统定义及构成 193
8.3 区域资源-经济-环境系统与可持续发展的关系 193
8.3.1 区域资源-经济-环境系统对可持续发展的影响 193
8.3.2 区域可持续发展中的资源、经济、环境要素制约 195
8.4 区域3E系统模型群 196
8.4.1 基于认识论的3E系统模型群 196
8.4.2 基于方法论的3E系统模型群 199
8.5 本章小结 202
参考文献 202
第9章 区域3E系统分析模型群 203
9.1 能源系统分析模型 203
9.1.1 基于模糊聚类的光伏发电规划模型 203
9.1.2 基于层次分析法的能源安全评价模型 206
9.1.3 基于脱钩指数的经济发展与能源消耗关系模型 211
9.2 经济系统分析模型 214
9.2.1 基于实物期权法的风力发电投资规划模型 214
9.2.2 基于柯布-道格拉斯型的经济发展与能源生产关系模型 218
9.2.3 基于灰色关联分析的产业结构与3E系统关系模型 220
9.3 环境系统分析模型 225
9.3.1 节能减排分析模型 225
9.3.2 空气质量短期分析模型 228
9.4 3E系统耦合模型 231
9.4.1 基于主成分分析法的3E系统综合发展水平模型 232
9.4.2 基于回归分析法的3E系统耦合模型 235
9.4.3 3E系统协调度概念模型——“δ”模型 237
9.4.4 3E系统协调度几何模型——“θ”模型 239
9.4.5 3E系统协调度物理模型——“β”模型 244
9.4.6 基于OLAP 技术和数学统计方法的能源与经济指标定量影响关系模型 249
9.5 本章小结 254
参考文献 255
第10章 区域3E系统预测模型群 256
10.1 基于系统动力学的3E系统预测研究 256
10.1.1 模型概述 256
10.1.2 模型原理 256
10.1.3 算例研究 260
10.2 京津冀区域能源安全预测研究 261
10.2.1 模型概述 261
10.2.2 模型原理 261
10.2.3 算例研究 262
10.3 基于ARMR模型的经济增长与能源消耗的脱钩预测研究 264
10.3.1 模型概述 264
10.3.2 模型原理 265
10.3.3 算例研究 265
10.4 基于回归分析和最小二乘法的碳排放演化研究 269
10.4.1 模型概述 269
10.4.2 模型原理 269
10.4.3 算例研究 271
10.5 基于灰色预测法的大气环境长短期预测研究 273
10.5.1 模型概述 273
10.5.2 模型原理 273
10.5.3 算例研究 273
10.6 基于大数据的机器学习在3E领域的研究 276
10.6.1 大数据环境下的机器学习理论 276
10.6.2 基于大数据的机器学习算法在3E领域的应用 278
10.7 本章小结 292
参考文献 293
第11章 区域3E系统优化模型群 294
11.1 基于粗糙集和信息熵的指标体系优化模型 294
11.1.1 模型概述 294
11.1.2 模型原理 294
11.1.3 算例研究 295
11.2 基于灰色动态规划的产业结构优化模型 296
11.2.1 模型概述 296
11.2.2 模型原理 297
11.2.3 算例研究 298
11.3 基于多目标规划模型的3E系统规划研究 299
11.3.1 模型概述 300
11.3.2 模型原理 300
11.3.3 算例研究 301
11.4 基于不确定性区间优化的3E系统规划研究 303
11.4.1 模型概述 303
11.4.2 模型原理 306
11.4.3 算例研究 307
11.5 本章小结 310
参考文献 310
第四篇 区域能源互联网
第12章 可持续发展与能源互联网 315
12.1 能源互联网概述 315
12.2 能源互联网研究 317
12.3 可持续发展与能源互联网的联系 319
12.4 本章小结 323
参考文献 323
第13章 区域能源互联网 324
13.1 区域能源互联网概述 324
13.2 京津冀区域能源互联网 325
13.2.1 清洁能源分布及利用 327
13.2.2 区域能源互联网构成 333
13.3 本章小结 335
参考文献 336
第14章 储能 337
14.1 储能概述 337
14.1.1 储能基础理论 337
14.1.2 抽水储能 339
14.1.3 压缩空气 350
14.1.4 电池储能 351
14.1.5 石墨烯 355
14.2 电池储能应用 356
14.2.1 电动汽车 357
14.2.2 风光储输 359
14.3 本章小结 361
参考文献 361
第15章 微电网 363
15.1 微电网概述 363
15.2 微电网研究 365
15.3 微电网政策 368
15.4 微电网案例 369
15.4.1 光伏发电 369
15.4.2 案例研究 370
15.5 本章小结 376
参考文献 376
第五篇 “3E+”平台
第16章 3E-DSS平台 381
16.1 3E-DSS平台设计 381
16.2 3E-DSS平台架构 382
16.3 3E-DSS平台功能 383
16.3.1 3E大数据和指标体系 383
16.3.2 模型研究 385
16.3.3 GIS应用 387
16.3.4 科研成果 387
16.4 本章小结 387
参考文献 388
第17章 3E-DSS平台的专题研究 389
17.1 基于大数据的京津冀大气环境决策支持系统 389
17.1.1 AE-DSS系统功能 389
17.1.2 AE-DSS系统实现 391
17.2 能