在中国经济增长和节能减排双重目标下,科学评价全要素能源效率并提出合理的发展对策具有十分重要的意义。本文考虑了指标之间的不可分性,使用NUSBM模型和ML指数测算了中国30省份2005-2015年的全要素能源效率,同时采用三阶段NUSBM-ML指数将环境因素和随机因素纳入框架进行分析,并将采用SBM-ML指数测算的结果、Hybrid-ML指数测算的结果与本文测算的结果进行比较分析。研究结果表明:(1)我国全要素能源效率年均增长23%,技术进步具有重要贡献,而技术效率下降是制约我国全要素能源效率提高的内部主要原因。(2)中国全要素能源效率呈现"东-中-西"的格局,中部与东部差距正在逐渐缩小。(3)剔除外部环境因素和随机因素后全要素能源效率提高了4%,外部环境水平偏低制约着整体全要素能源效率提高,且东部地区和西部地区的全要素能源效率比中部地区更容易受到外部环境水平的影响。(4)评价全要素能源效率时忽视指标之间的不可分性会高估评价结果。最后建议从内部和外部两个方面来改善全要素能源效率,在内部方面以提高技术效率为主,而外部方面则要通过环保措施、调整结构、价格机制、吸引外资、强化研发等举措改善不利的环境因素。