能源效率分析能够提供用于分析能源利用绩效、评估政策有效性以及进行公共交流的定量化信息,现已成为科研工作者、分析决策者以及政策制定者的一项重要工作。在众多能源效率评估方法中,非参数数据包络分析(DEA)技术无需设定投入与产出之间具体的函数形式,被认为是处理多投入多产出生产过程的有效分析工具。随着环境问题日益凸显,考虑非期望产出的全要素能源效率评估研究获得快速发展,但在技术刻画与效率测度方面依然面临着明显的理论不足和模型缺陷。与此同时,现有的能源效率研究多因理性“经济人”假设而忽视非经济生产过程,进而造成评估结果出现明显偏差。本文对考虑非期望产出以及非经济生产过程的全要素能源效率评估问题进行了系统的综合性研究,并在此基础上提出了能源拥挤的相关理论与方法。本文具体的研究工作和创新之处包含以下几个方面:(1)挖掘了考虑非期望产出的生产前沿面的形成机理及经济学内涵。考虑非期望产出进行效率评估具有现实合理性,但对于如何刻画存在非期望产出的生产技术目前文献中存在着众多分歧。本文基于污染生产与减排原理探究了联合生产技术框架下生产前沿的真实形状及其具备的性质,解决了有关弱可处置技术的一系列争议。本文还分析了投入无效的真实含义,揭示了弱可处置技术下传统效率测度模型评估结果有偏的根本原因。(2)探寻了弱可处置性的经济含义,提出了效率测度的改善模型。弱可处置技术下的传统效率测度模型面临着严重缺陷,如效率值与非期望产出之间不满足单调性、非期望产出具有无经济意义的影子价格等。针对这些问题,现有的解决办法无法保证非期望产出具有弱可处置性,因而并不一定参考了真实的生产前沿。本文首先探寻了弱可处置性的经济含义,进而结合生产前沿的性质以及对偶模型的经济意义提出了效率测度的改善模型。研究发现,改善后的模型解决了传统模型的弊端,能够提供更为合理可靠的评估结果。(3)基于现有的两类弱可处置技术构建了改进的静动态全要素能源效率指数模型。弱可处置技术下的传统能源效率测度模型违背了单调性原理,会给决策者带来严重误导,并且由于无法识别生产与减排活动中的全部能源利用无效而致使评估结果产生较大偏差。本文针对这些问题提出了具备更高鉴别力和更强合理性的改进的能源效率指数模型,良好的解决了能源效率值与非期望产出之间不具备单调性、非期望产出具有负的影子价格以及无法识别全部能源无效等问题。(4)刻画了包含非经济生产过程的拥挤生产技术,提出了面向全过程生产的全要素能源效率指数模型与能源无效分解模型。通过对中国工业进行分析,本文发现非经济生产现象(生产技术拥挤)在行业生产中具有普遍存在性,但传统的能源效率测度模型易因忽视非经济生产过程而高估能源效率。本文基于拥挤生产技术构建的考虑非经济生产过程的全要素能源效率指数模型解决了目前由于忽视非经济生产过程而造成的能源效率评估结果有偏问题,所提出的能源无效分解模型可用于分析拥挤所导致的能源浪费程度。(5)探究了非经济生产中的能源拥挤现象,挖掘了能源拥挤出现的经济学根源,构建了两类识别能源拥挤的非参数DEA方法,并首次对中国工业行业的能源拥挤问题展开研究。本文发现,资源质量的下降是能源拥挤产生的根本原因;即使企业可通过理性决策避免出现能源拥挤,但其追寻利润最大化的行为却极有可能造成行业能源拥挤的出现。实证研究中,不论是投入导向的能源拥挤测度模型还是产出导向的能源拥挤测度模型均显示中国工业存在能源拥挤,特别是在西部地区的部分省份中。研究还显示,能源强度高的地区和经济发展水平低的地区较易出现能源拥挤。