能源是人类生存和发展的重要物质基础,稳定、可靠、安全的能源供应体系和高效、经济、清洁的能源利用方式,二者缺一不可。全球范围内无论发达国家还是发展中国家都在积极推动能源的可持续发展,但由于不同国家或地区的能源资源禀赋、经济发展规模、工业化进程、城镇化发展所处阶段不同,面临的环境制约也不同,因此,能源系统建设过程中遇到的挑战也不尽相同。若要提出一套我国能源可持续发展的战略体系,首先有必要明确当前中国能源系统的建设状况和运行水平,这就需要对整个能源系统的状态进行评价,通过解析评价结果,识别本国能源系统的欠缺与不足。鉴于能源系统自身的复杂性及其与人类经济、环境和社会紧密的交互作用,现阶段关于能源系统可持续性的定义和判别标准仍未达成共识。这也给能源系统可持续性的评价工作增添了难度,特别是如何科学地选择合适的评价指标和评价方法俨然成为国内外研究的热点与难点。本论文面向国家能源政策建模的国内外研究热点,基于可持续发展理论、区域经济学、多属性决策理论与方法,运用多种定量分析工具,分别从全球、国家和省域三个层面,针对能源系统可持续性的评价理论、方法及其应用,完成了以下五个方面的研究。(1)本文在回顾总结了国内外能源可持续发展研究的基础上,界定了能源系统可持续发展的概念和判别标准。能源的供应系统包括本国能源禀赋与储备、对能源进口的依赖、能源生产加工的水平以及能源运输的效率;而能源的消费系统则包含了能源系统的可用性维度、终端部门能源需求结构;能源系统具有环境外部性和代际外部性。各要素之间并非各自独立,而是在监管部门的指导下相互渗透以反映能源系统状态、水平和动态趋势。因此,能源供应的可持续性具体表现在供应的稳定性、清洁性、效率性、经济性;能源消费的可持续性具体表现在终端能源消费强度、能源消费公平性;能源环境的可持续性表现在能源系统对空气、水、土壤造成的污染;能源管理的可持续性注重政府和市场在能源能源政策、公众态度上的引导和管理力度。(2)根据能源系统可持续性判别标准,运用荟萃分析法与主成分分析法相结合的方法对指标分别进行初选与二次筛选,构建了能源系统可持续性综合评价指标体系。以“供应、消费、环境和管理”四个维度为基本框架,首先针对21篇标杆文献中使用的216个指标进行系统综述和荟萃分析,构建了一套包含15个二级指标、46个三级指标的的理论指标框架。但考虑到指标的冗余、数据的可获得性等多重因素,又采用相关性分析和主成分分析进行二次筛除,从而构建了一套具有实际应用价值的指标框架(Energy System Sustainability Indicator Framework,ESSIF),系统、全面地反映能源系统的可持续发展。(3)运用ESSIF,创建主客观组合权重的理想解法,构建了基于国际比较视角下的多国能源系统可持续性指数。通过将指标频率法和熵权法进行加权平均,构造主客观组合权重,结合理想解法,构建了G20国家能源系统可持续性综合指数。研究发现,发展中国家的能源系统与发达国家仍存在巨大差距,中国、巴西、南非和印度的能源发展水平一般或较差,尤以印度表现最差,得分仅为0.337。中国的能源系统在供应环节、终端消费环节以及对环境的污染方面均与发达国家呈现显著差异,但由于长期以来积极参与减缓气候变化的全球行动,出台了多项节能减排计划,因此在管理可持续性中国的得分与发达国家的差距最小,且远高于其他发展中国家。(4)运用ESSIF,创建基于全局熵的二次动态加权法,构建了中国省域能源系统可持续性综合指数,评估“十一五”和“十二五”期间能源政策的实施效果。研究发现,在“十一五”和“十二五”期间,各省域能源系统可持续性综合指数较为稳定,多数地区呈现小幅的增长趋势,但并不具有连贯性。受宏观经济发展环境的不确定性以及不同阶段能源政策调整的影响,较多的省份在“十二五”初期的得分大幅度下滑,而在中后期有显著提升。从各地区的综合表现来看,西部省份能源系统的可持续发展水平整体略好于东部地区。从能源的供应、消费、环境和管理四个维度分别来看,东、中、西部在供应的可持续性上差距较小,而在环境、消费和管理可持续性方面差距显著。(5)运用空间计量模型,探索了宏观经济增长与能源系统可持续发展的空间交互影响。通过计算Moran’I指数发现省域的能源系统可持续性指数存在显著的空间自相关性,在此基础上,针对2006年至2015年的30个省、市、自治区的面板数据,分别利用空间滞后模型、空间误差模型和空间德宾模型来测算我国省域能源系统的可持续性与经济增长、工业结构和城市化率的关系。实证结果证实,一省的人均GDP和能源系统的发展与其周边省份的交互影响及反馈作用非常显著,ESSI与人均GDP将呈现“倒N型”的曲线关系。考虑到短期内我国仍无法改变以高耗能、高污染产业为主的工业结构,且在城镇化进程中必然存在着由基本需求消费向“享乐型”能源消费的转变过程,加之农村地区居民消费主要依靠传统能源,因此,工业比重的提高和城镇化进程短期都将对能源系统的可持续发展带来巨大的挑战。由于资源的稀缺性和地区发展的不平衡性,相邻省份的工业化、城镇化甚至还会抑制本省能源的可持续发展。