一直以來最著名的統(tǒng)計(jì)圖表也許是1869年法國(guó)土木工程師查爾斯?約瑟夫?米納德（Charles Joseph Minard）發(fā)布的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)示意圖。他使用了一系列代表了總?cè)藬?shù)的細(xì)色帶繪制了行軍圖，追蹤了拿破侖軍隊(duì)入侵俄羅斯并于1812年到1813年撤退的情況。

42.2萬名將士向東進(jìn)發(fā)，入侵俄羅斯，其中10萬抵達(dá)莫斯科，1萬穿過涅曼河向西，朝普魯士進(jìn)發(fā)。正是在普魯士，這支大軍團(tuán)損失了97.6%的起始軍力。英國(guó)土木工程師學(xué)會(huì)（ICE）的一個(gè)委員會(huì)在1897—1898年蒸汽機(jī)熱效率報(bào)告中也采用了類似的圖形表達(dá)技術(shù)。

該圖展示了Louisville-Leavitt蒸汽泵的運(yùn)行情況，圖中繪出了蒸汽機(jī)的鍋爐爐篦燃燒煤時(shí)，每分鐘產(chǎn)生193 708千焦（18.36萬英制熱單位）熱量，實(shí)際到達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)的熱量為每分鐘149 976千焦。

最終的有效功（制動(dòng)馬力）則為每分鐘26 788千焦，總效率僅為13.8%。很快，這種表示法就被命名為了桑基圖，以該委員會(huì)的名譽(yù)主席馬修?亨利?菲尼亞斯?里亞爾?桑基（Matthew Henry Phineas Ri-all Sankey）的名字命名。

?；鶊D最著名的應(yīng)用之一是追蹤美國(guó)全國(guó)能量流動(dòng)，從左側(cè)的所有一次能源投入開始，包括化石燃料和生物燃料，還有水力、核能、風(fēng)力、太陽能和地?zé)崮苣茉串a(chǎn)生的電力。右邊是實(shí)際的能源服務(wù)，包括工業(yè)用熱、動(dòng)能和化學(xué)能、住宅及商業(yè)供熱和制冷，以及所有的交通方式。

美國(guó)有一組1950年、1960年和1970年的相關(guān)繪圖，之后從1978年到2019年，每年都有相應(yīng)繪圖；通過勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（LLNL）的兩個(gè)網(wǎng)站就可以下載這些繪圖。最近的2019年?；鶊D顯示，美國(guó)的有用能源（能源服務(wù)）合計(jì)占總一次能源投入的32.6%，該表現(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如1950年，1950年的總平均值為50.8%！

有兩種實(shí)際情況可以解釋這種倒退。首先，交通運(yùn)輸在能源預(yù)算中占據(jù)了更大的份額。從20世紀(jì)70年代以來，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的平均效率一直在提高；飛機(jī)方面，每載客公里的效率更是有了顯著的提高。

不過，汽車持有率的升高、更重的車輛、更頻繁的航班飛行以及每人每年更遠(yuǎn)的旅行距離，都能夠解釋為什么交通運(yùn)輸部門的最終能源使用占比更高（2019年占比37%，1950年占比30%），以及為什么過去70年來其效率從26%略微下降到了21%。

第二個(gè)實(shí)際情況是，住宅和商業(yè)能源使用的平均能量轉(zhuǎn)換效率在下降，從約70%下降到了65%，更有效的供熱帶來的能量結(jié)余更多地被大量的空調(diào)使用所消耗?？照{(diào)用電大多數(shù)來自化石燃料發(fā)電廠，其固有的能量轉(zhuǎn)換損耗非常大。

2019年，美國(guó)燃煤發(fā)電廠的平均效率只有約32%，而目前主流的燃?xì)獍l(fā)電站的平均效率為44%。在工業(yè)部門，平均能量轉(zhuǎn)換效率的下降更明顯，從70%下降到了49%，這很大程度上是由該部門持續(xù)的電氣化（電氣化取代了從前的直接燃料使用）和用電集中的制造業(yè)的擴(kuò)張?jiān)斐傻?。改善相關(guān)設(shè)計(jì)和提高單個(gè)能量轉(zhuǎn)換器的效率是普遍矛盾的。

即便特定性能有所改善，總體性能也會(huì)下降。美國(guó)現(xiàn)在浪費(fèi)的能源比以往加起來的都多。一次能源總投入中，約有2/3都直接用于了讓全球變暖，而沒有首先做任何有效功，只有1/3投入提供了所需的能源服務(wù)，而1950年，這一比例為五五分。這又是一個(gè)倒退式發(fā)展的例子。

作者：Vaclav Smil

編輯：jq