В данном исследовании анализируются ключевые аспекты устойчивого развития региональных экономик в условиях интенсификации процессов декарбонизации и энергетического перехода. Комплексное рассмотрение современных вызовов, связанных с необходимостью снижения углеродного следа при сохранении экономической устойчивости регионов, представляет собой актуальную научно-практическую задачу. Методологическая база исследования включает системный анализ статистических данных по 85 регионам, компаративный анализ эффективности различных стратегий декарбонизации, а также экономико-математическое моделирование сценариев энергетического перехода с применением авторегрессионных моделей с распределенным лагом (ARDL). Эмпирическую основу составили официальные статистические данные за 2010-2023 годы, включающие показатели энергоемкости ВРП, структуры энергобаланса, объемов выбросов парниковых газов и региональных инвестиций в ВИЭ. Результаты исследования демонстрируют существенную гетерогенность потенциала декарбонизации региональных экономик, обусловленную различиями в структуре промышленности, природно-климатических условиях и степени технологического развития. Выявлена положительная корреляция между интенсивностью внедрения возобновляемых источников энергии и экономической устойчивостью регионов (r = 0,743). Разработанная многофакторная модель позволяет прогнозировать экономические эффекты различных сценариев энергетического перехода с точностью до 87,6 %. Исследование вносит вклад в развитие теории устойчивого регионального развития и предлагает практический инструментарий для оптимизации региональных стратегий декарбонизации с учетом специфики территорий.