单耗分析是在㶲和㶲经济学的基础上所设计的能量系统分析理论和方法，它不但保留了㶲和㶲经济学的优点削弱了其不确定性，而且直观，易被理解和运用，能与成本和技术水平直接挂鈎，可望对节能降耗起到较大的促进作用。我国的国民经济发展将主要地依靠技术进步。节能降耗既是技术进步的重要任务，也是技术进步的重要标誌。使用传统的热效率衡量节能潜力往往不确切，有时甚至会出现假象㶲和㶲经济学是当代能量系统先进的分析方法，但也有不足之处。首先㶲分析和㶲经济学要规定环境基準，这不仅带来了㶲值的不统一性而且在涉及到多种化学物质时是相当繁杂的。其次㶲效率指标存在着多义性，有传递效率、普遍效率和目的效率等的区别，不同效率的数值有差异，有时差异甚至可达90%以上，同一效率在不同理解时其数值也有差异。同时，为了表证㶲效率需要对能量系统中的每个设备或子系统定义燃料和产品，这不仅掺入了很多人为的规定性，而且当系统複杂能量流、物质流和设备多时，这是一件很冗繁的步骤。此外，㶲经济学的基本步骤就是把系统中的能流转化为㶲流，再由㶲流转化为金钱流。为此，系统中的众多设备都要涉及棘手的成本分摊问题，进一步掺入了很多的主观规定性，因而带来了多义性和不确定性。

能量的高效转化利用被认为是应对有限化石燃料资源高速粗放消耗和温室效应等问题的有效手段，而高效热力系统的设计与改造离不开先进的节能分析理论，尤其是㶲分析理论。它虽已广泛套用于各种类型热力系统的热力分析及参数最佳化，但固有的缺陷使其对系统和设备节能的指导意义没有得以充分发挥。常规㶲分析不考虑设备内部细节，孤立地计算设备能耗，然而系统中各设备并非孤立存在，物流连线使设备间能耗发生相互作用——设备能耗并非全部由设备本身结构不完善造成，它与系统中其他设备的缺陷也密切相关。另外，常规㶲分析常以㶲损与㶲效率作为设备性能的评价指标。事实上，㶲损不能反映变工况下设备性能优劣， 而㶲效率评价不同设备的热力完善程度也一直备受争议。

近年国内外学者已针对㶲分析的上述缺点开展相关研究，G.Tsatsaronis等率先提出了先进㶲分析理论，将设备㶲损划分为可避免与不可避免、内部与外部㶲损，初步探索单元间能耗耦合关係及其定量模型。H.Chang等提出了基于可逆运行、热力学平衡运行的设备内外因㶲损划分方法，试图消除可避免与不可避免㶲损划分的主观
性。宋之平将设备能耗与燃料单耗相联繫，提出单耗分析理论，增强了设备性能评价指标的适用性与实用性；周少祥等对单耗分析理论进行深入思考，拓展了其在能量系统分析中的套用。上述研究都在一定程度上改进了㶲分析理论，但既可揭示设备本身结构和系统拓扑结构完善程度，又可灵活评价不同工况、不同设备性能优劣的㶲分析理论远未发展起来。

设备间附加单耗存在耦合关係 f，只要系统拓扑结构确定，则f 函式形式确定，即由b_aux,I→K可计算设备K 的系统拓扑因素附加单耗b_aux,K^sys，因此耦合关係具有能耗“空间”作用特性。然而，複杂的系统拓扑结构使f的具体形式难以确定，增加了系统拓扑因素附加单耗的计算难度。从另一个角度，如果能确定设备本身结构因素附加单耗，则可由式计算出设备的系统拓扑因素附加单耗。实际上，只要确定b_aux,K^sys与b_aux,oth的依变特性，即可计算出设备的结构因素附加单耗。这一方面可以辅助计算某工况下设备的系统拓扑因素附加单耗，另一方面也利于评估设备K对其他设备附加单耗变化的敏感度，因此依变特性具有能耗“时间”作用特性。图1表示设备间附加单耗耦合关係f 与依变特性的具体意义。

图 1 耦合关係 f 与依变特性示意

进一步发展了单耗分析理论，提出了设备自身结构和系统拓扑因素附加单耗的概念，探索了设备附加单耗的耦合关係和依变特性，并据此给出了两种类型附加单耗的计算方法。主要得到以下结论：

（1）设备K的系统拓扑因素附加单耗并非设备对K的作用量的线性叠加，设备间能耗存在複杂的非线性耦合关係。

（2）固定设备K的㶲效率，改变其他设备㶲效率，则系统总附加单耗与其他设备附加单耗之和线性无关，但是两者呈线性关係，且直线纵向截距为设备K的结构因素附加单耗。

（3）燃气轮机系统中，能耗最大的设备为燃烧室，各设备附加单耗的65%~75%源自其自身结构的不完善，而剩余25%~35%则由系统拓扑结构造成。

能源利用的效率问题是一个重要而不容易说清楚的问题。在很多时候，人们喜欢用效率来描述能源利用，但又时常面临着热力学第一定律效率失效或不科学的尴尬境地。众所周知，热力学第二定律是分析能源利用的有力武器，但是由于第二定律和焖概念抽象性和複杂性，仍难以套用于工程实践。为解决这一问题，华北电力大学宋之平教授提出了能源利用的单耗分析方法，经过多年的研究和发展，彻底改变了第二定律套用难的现状，为能源利用的统计与评价以及指导节能减排提供了有力的武器。

根据第二定律，任一能源利用过程的㶲平衡可以一般性地描述为燃料㶲=产品㶲+㶲耗损。为更好地进行能源利用的评价，有必要根据第二定律对“用能目的”进行“产品”界定。所谓产品可以是能量形式的，如电和热；也可以是直接或间接耗用一次能源生产出来的非能量形式的，如钢铁冶金产品、化工产品、海水淡化的产品淡水等。供热是能源利用的一大类，不同的供热需求，要求不同的参数，因此需根据第二定律对热产品的品位进行界定。

冶金、化工及海水淡化等产品，以吨计量，纯度是表征产品品质的重要指标；交通运输产品的科学定义应该
是“吨·公里”；风机，压缩机、水泵等耗能设备的产品定义应是“流量·扬程”。显然，只有针对同一品位的产品，其能耗的对比分析才具有本质意义。当然，应把在某一品质範围内的产品看成同一种产品，以使问题简化。

虽然第一定律效率简单明了，但不足以反映能源利用的高效性。并且许多能源利用如钢铁、化工及海水淡化等也不适合用热效率来评价，因此本文仅讨论能源利用的第二定律效率。儘管我国供电的燃料单耗比国际先进水平差许多，但其第二定律效率仍是全国能源利用中最高的。不少人根据热力学第一定律分析，说电力生产的效率低，实际上是一种不科学的认识。不但如此，电力是国民经济的支柱行业，其效率的提高可以极大地提高其他行业的效率，因此大力发展高效的电力是推进一个国家能源利用效率的重点。位于其后的是钢铁生产，但所计算的是上海宝钢的情况，由于宝钢在国内属于比较先进的，因此这一效率代表钢铁行业的先进水平。能源利用第二定律效率最低的是海水淡化和供暖，它们均是直接涉及民众日常生活的，是非常普通的能源需求，但也是国家和民众普遍感到有压力的行业。可以讲，正是因为其第二定律效率过低，才使得它们的发展面临巨大的困难。

基于单耗分析，我们很容易得到任何产品生产的第二定律效率，可以用来进行一切能源利用的横向比较和评价。换句话说，单耗分析既可以进行同一能源行业或领域内各种不同生产方式之间的横向比较和评价，还可以进行不同领域之间的横向比较和评价，这是其他分析方法所无法做到的。不仅如此，单耗分析研究和计算的是从能源利用的生产供应，网路输配到终端用户使用之全过程的绩效性指标，而不只是某一个环节，因此是最全面的热力学分析。只有掌握了终端产品的燃料单耗，才能真正回答能源利用系统是否节能的问题。

但是，产品的第二定律界定以及理论最低燃料单耗的确定是有一定理论难度的问题，它可以结合国家能源统计的有关要求和规定，由有关专家来完成，并作为大家共同遵守的标準规範颁布，以指导能源利用的单耗分析与评价。基于单耗分析理论，建立能源利用的评价基準以及包括环境影响评价在内的统一化能源利用的绩效性评价指标体系，是从全局角度管理能源利用的关键，应引起有关部分的重视。