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当前中国能源消耗仍然是以一次能源为主，2019年国内统计数据显示全国能源消耗达48.6亿吨标准煤，其中煤炭消耗28.04亿吨标准煤，占消耗总量的57.7%（见表3.1）。而中国在第六个五年计划开始的1981年，全国能源消耗量为59447万吨标准煤，煤炭消耗量为43243万吨标准煤。39年时间，能源消耗总量翻了8.18倍，煤炭消耗总量翻了6.50倍，能源结构并没有发生大的变化。20世纪80年代以来，中国经济高速发展，能源消耗不断增加，使得发达国家上百年工业化过程中分阶段出现的能源和环境问题在中国集中出现，国家的可持续发展受到严重挑战。2014年，中国政府发布《能源发展战略行动计划（2014—2020年）》，提出到2020年，中国一次能源消耗总量控制在480000万吨标准煤左右，煤炭消费总量控制在300000万吨标准煤左右，煤炭消费比重控制在62%以内。中共中央总书记、国家主席、中央军委主席、中央财经委员会主任习近平在2019年8月26日召开的中央财经委员会第五次会议时指出，截至2009年，全国仍有10多个省份难以完成“十三五”能耗总量指标。要完成中国的能源消耗控制目标，实践能源政策，有必要对中国能源消耗特征进行分析。
表3.1 2001—2014年我国能源消耗总量及构成
本书分别以各省区市以及八大区域为单元，用泰尔指数对我国1996—2013年能源消耗规模以及能源消耗结构的空间差异进行测度。其中，八大经济区分别为北部沿海地区（山东、河北、北京、天津）、东北地区（辽宁、吉林、黑龙江）、东部沿海地区（上海、江苏、浙江）、黄河中游地区（陕西、河南、山西、内蒙古）、南部沿海地区（广东、福建、海南）、西北地区（甘肃、青海、宁夏、西藏、新疆）、西南地区（广西、云南、贵州、四川、重庆）、长江中游地区（湖南、湖北、江西、安徽）。
本书的泰尔指数计算公式如下
式中， n 为区域个数； E i 为地区 i 能源消耗总量占全国能源消耗总量比重； G i 为地区 i 的GDP占全国GDP比重，即选用与能源消耗关系最密切的地区GDP比重作为泰尔指数计算的权重。如果将研究区域按照一定规则分组，则可将泰尔指数分解为
式中， T a 为组间差异； T b 为组内差异； i 为组； n 为分组的个数； j 为组内的子区域（本研究中即为省）； G i 为第 i 组的GDP占全国GDP的比重； E i 为第 i 组能源消耗总量占全国能源消耗总量的比重（分能源种类则是各能源消耗总量占分能源种类消耗总量的比重）； G ij 为 j 省GDP在第 i 组GDP中所占比重； E ij 为 j 省能源指标在第 i 组能源指标中所占比重。
泰尔指数计算可以采用不同正数为底的对数运算，结果仅具有相对意义，在本研究中以正数10为底进行运算。
泰尔指数分析空间差异性的优势在于其不仅能够判断对象整体差异水平，还能够区分组间差异和组内差异对整体差异的贡献大小。本研究以八大区域为单元计算能源消耗泰尔指数，分为八大区域间泰尔指数计算和区域内各省区市泰尔指数计算，因此可以定义区域间差异对整体差异贡献率为 P a ，区域内差异对整体差异对贡献率为 P i ，其中 i =1，2，3，4，5，6，7，8地区分别代表北部沿海地区、东北地区、东部沿海地区、黄河中游地区、南部沿海地区、西北地区、西南地区、长江中游地区。
根据公式分别计算区域间和区域内差异对整体差异的贡献率大小。
利用中国大陆30个省区市（除西藏自治区）1996—2013年各能源消耗数据，包括能源消耗总量、煤炭消耗总量、石油消耗总量、天然气消耗总量，其中石油消耗总量中的石油包含原油以及原油制品，用泰尔指数对我国能源消耗规模以及能源消耗结构的空间差异进行测度，得到能源消耗总量泰尔指数变化图，如图3.1所示。
图3.1 能源消耗总量泰尔指数变化
从图3.1可以看出，对于能源消耗总量，以省区市为单元计算的结果与以八大区域为单元计算的结果趋势和数值都几乎一致，能源消耗水平的泰尔指数都随时间呈缩小趋势，表明我国的能源消耗空间差异是逐渐缩小的。
各区域内部空间差异水平不尽相同，黄河中游地区内部差异水平较高，位于八大区域的前列，贡献率历年均在10%上下波动；西南地区内部空间差异呈明显下降趋势，表明西南地区内部省区市差异在逐渐缩小，2002年西南地区泰尔指数被北部沿海地区超越，退于八大区域的第三位；与黄河中游地区和西南地区发展趋势相悖的是北部沿海地区，泰尔指数呈明显上升趋势，贡献率由1996—2001年7%左右，上升至2013年的19%以上，内部差异也于2002年开始位于八大区域之首。由此也可以看出，北部沿海地区差异扩大是区域内差异贡献率增加的主要原因。黄河中游地区、西南地区以及北部沿海地区三个地区的内部差异的贡献率达区域内贡献率的90%以上。其他五个地区内部差异都较小，表明其他五个地区内部省区市间能源消耗总量水平相当，比较均衡。
2013年空间差异最大的是北部沿海地区，其平均能源消耗为19907万吨标准煤，其中的北京和天津消耗分别为6724万吨标准煤和7882万吨标准煤，仅在平均水平的1/3左右；而剩下的河北（29664万吨标准煤）和山东（35358万吨标准煤）则高出平均水平1.5倍以上，能源消耗总量在北部沿海地区呈现两极分化的情况，两极分化的程度在时间上呈加剧态势。
分别以省区市和八大区域为单元，计算单元历年三种能源消耗占消耗总量的比重（分省区市的数据来源于中国能源统计年鉴，但年鉴中，煤炭消耗量换算为标准煤后，比能源消耗总量还要大，所以计算比重存在问题。本书中占比计算方法为分类能源消耗量/煤炭+石油+天然气），并利用式（3.1）～式（3.4）依次完成空间差异和贡献率的测度。
图3.2显示了以省区市和八大区域为单元的煤炭、石油和天然气占比的泰尔指数变化。从图3.2中可以看出，天然气占比泰尔指数远远超过煤炭和石油，表明我国各省区市和区域的天然气消耗水平差距很大。我国天然气消耗比重相对靠前的省区市都是天然气资源较丰富的省份，如海南、青海、四川和重庆、新疆，以及天然气管道建设完善的北京，历年比重均达10%以上。2013年，北京天然气消耗比重达到23.4%，海南则历年均在20%以上。而天然气比重低的省区市比值非常小，以贵州、广西为代表，天然气消耗比重历年均小于1%。两极分化现象明显，天然气消耗水平不平衡现象突出。但从泰尔指数的时间趋势上可以看出，地区不平衡的差距处于缩小趋势，随着天然气相关的应用推广，包括资源辐射和管道建设，天然气消耗的地区差异会进一步缩小。
图3.2 煤炭、石油和天然气占比的泰尔指数变化
石油和煤炭占比的泰尔指数相对较小，表明煤炭和石油在省区市消耗中相对平衡。以省区市为单元来看，煤炭占比位于前列的有山西、内蒙古、宁夏，大部分年份比重在90%以上；其次为河南、河北、安徽、江西、湖南等，大部分年份比重在80%以上；最低的为北京、上海，比重虽然下降明显，但仍然在30%左右。石油占比历年位于前列的有北京、天津、上海、辽宁、广东，历年比重位于40%以上。其中，北京能源消耗结构中石油占比上升明显，2012年北京石油消耗比重最大；广东石油占比呈下降趋势，2005年广东石油占比以55%超过其他省区市，后下降至2013年的45%，但仍然位于前列。石油占比相对较低的是山西、宁夏、内蒙古，比重小于7%。
从时间序列上分析，煤炭消耗水平差异逐渐在缩小中，而石油消耗的差距在2005—2007年呈扩大趋势，2007年以后呈相对明显的缩小趋势，表明无论是石油还是煤炭，其消耗在地区上的差异都在逐渐缩小。