金融发展、能源消费与经济增长——基于系统耦合模型的实证分析

王文波，刘 洋

（1.南开大学 经济学院，天津 300071；2.山东大学（威海）商学院，山东 威海 264209）

一、引言

改革开放以来，中国经济整体上取得了飞速发展。根据国家统计局调查数据显示，1978年以来，中国人均国内生产总值保持了年均8.5%的增速。到2016年末，人均国内生产总值达到53 980元，比2000年增长了5.8倍，年均增长率达到8.9%。与之相对应的是，在金融发展方面，在2000年，金融机构人民币各项存贷款余额为22.3万亿元，而在2016年达到257.2万亿元，平均增速为16.45%；同时这一时段内，保险公司保费金额也由1598.0亿元增加至30 904.2亿元，平均增速为20.3%。在能源消费方面，2016年相比2000年能源消费总量增幅达到196.7%，年均增长率为7.0%，至2016年末达到436 000万吨标准煤①数据来源：2001年和2017年《中国统计年鉴》。。上述数据表明，21世纪以来，金融业的快速发展和能源消费强度的快速提高是中国经济增长的一个重要特征。在中国经济快速增长的同时，金融业和能源消费均呈现快速发展。

但从目前形势来看，在中国经济快速发展的同时，金融发展和能源消费面对的诸多问题依然没有得到很好的解决。一方面，中国金融业在发展过程中，存在金融资源错配现象，金融资源配置效率不高。另一方面，当前中国具有明显粗放特征的经济发展模式已经尽显疲态，高强度的能源消费在维持经济持续快速增长的同时，能源紧缺和环境恶化问题愈发严峻。而自“十二五”开始，伴随中国经济发展瓶颈期的到来，以宏观经济“转方式、调结构”为主导的发展指针，对金融发展和能源消费提出了更高的要求。那么，在此背景下中国经济增长会受限于金融发展和能源消费的滞后吗？金融发展、能源消费、经济增长之间的协调发展水平如何？影响其协调发展水平提高的因素又有哪些？本文将对这些问题展开深入研究。

从既有研究来看，对金融发展、能源消费和经济增长三者间的内在相互作用关系的研究颇多。部分学者以时间序列数据为样本，运用协整分析、因果检验和门槛模型等计量方法，对金融发展与经济增长[1-8]和能源消费与经济增长[9-14]之间的关系进行了探究。同时随着近年来金融发展对能源消费的影响逐渐凸显，国内外学者对金融发展与能源消费之间的相互关系也进行了深入探究[15-18]。研究发现，中国金融发展与经济增长二者之间存在长期稳定的互为因果关系，且二者之间作用关系在区域间存在差异；能源消费对经济增长具有显著的正向影响，而随着经济的发展，能源消费将进一步增加；金融发展可以减少可再生能源的消费，并对能源消费结构的改善有着一定的促进作用[17]。亦有学者将金融发展、能源消费与经济增长三者置于统一框架下，对其内在关系展开了综合讨论[19-20]，研究发现：从全国层面来看，金融发展、能源消费对经济增长均具有显著促进作用；在区域层面，刘志雄（2012）研究指出西部地区金融发展并不是经济增长的格兰杰原因[19]。此外，商海岩等（2018）认为，单纯的技术进步，难以解决能源消费问题，其与政府干预结合效果更好[21]。

现有文献虽从不同角度对金融发展、能源消费与经济增长之间的关系进行了研究，但一般主要针对其中两者间的二元关系进行研究，而将三者纳入到统一框架下进行研究还尚不多见。其次，现有文献多使用金融相关率、M2和标准煤的使用量、能源消费总量等单一指标分别作为金融发展和能源消费的替代变量，但金融发展和能源消费本身包括诸多因素的相互影响和制约，构成了复杂的动态关联系统，这种度量方法过于单一，并未充分考虑其内部因素的影响。因此，在上述背景下，以前人研究为基础，本文建立了较为完善的金融发展和能源消费指标体系，从系统角度更深入地探讨金融发展、能源消费与经济增长的时空关联特征。并基于系统耦合模型，对三者之间的协调发展关系进行探究，以期对中国不同区域金融发展、能源消费以及经济增长提供一定的建议。

二、耦合模型解析

耦合方法近年来已经被诸多学者逐步引入社会与经济系统的研究中[22-25]，不同于传统的主要集中于因果关系检验的计量实证方法，耦合方法的研究思路和所得结果都较为新颖。耦合是一个物理学名词，指两个及以上系统之间相互协调、协同发展的一个量度，包括“协调”和“发展”两个层面的含义[26]。其中，协调衡量了系统间相互依赖、共进的程度；发展则衡量了系统随着时间的推移由低水平到高水平共同变化的过程。

鉴于现有研究中缺乏对耦合模型机理的解析，本文在构建实证模型前，首先对其推导过程和机理做出解析。参照廖重斌（1999）[27]的研究成果，二系统耦合的计算公式为：

其中，U1、U2为两个系统各自的综合指数。C表示二系统的协调度；T表示二系统的发展度；D为二系统的耦合度。α、β为表示两个系统重要程度的权重。

在二系统耦合基础上，可对三系统耦合模型做出推导和理论解析。由多系统离差系数为：

那么可得金融发展U1、能源消费U2、经济增长U3三系统的离差系数为：

由此便推导出三系统协调度公式：

同二系统发展度原理，三系统发展度可以定义为：

α、β和γ为待定权重，可由专家系统确定。考虑到金融发展、能源消费和经济增长三系统间同等重要的关系，并参考相关领域研究成果[26，28]，设定α=β=γ=1/3。

则三系统的耦合度为：

如下对三系统耦合模型做出理论解析。如图1中三个平面U1-O-U2、U2-O-U3和 U1-O-U3，即为三个二系统。它们共同构成三系统发展空间，即图1中正方体。当三系统的离差系数为0时，此时三系统的协调度C=1，即有U1=U2=U3，即图1中射线OK。此时协调水平最高，对应在三个二系统平面上的射线投影为原点发出的45°射线，这意味着三系统处于最优协调时，任意一个子系统所处的二系统中也必定处于最优协调，同时这也是三系统耦合发展的最佳路径。如图1中所示，M、N两点有相同的协调度1，但是相对于M点，在N点有更高的发展度，所以在N点的耦合度大于M点的耦合度。当不处于最优协调线上时，其所对应三个二系统中至少有一个不处于其对应二维平面从原点发出的45°射线上，即没有达到最优水平。如图1中的A点仅在U1-O-U3平面上的射线投影位于从原点发出的45°射线上，即仅在U1U3二系统中处于最优。

图1 三系统耦合原理解析图

三、数据说明及耦合度的测算

（一）数据说明与指标体系

考虑到数据可得性，本文构建了中国2001—2016年30个省域①受数据所限，不包括西藏、台湾、香港、澳门等省区。的面板数据，所用数据来源于各年《中国统计年鉴》《中国能源统计年鉴》《中国金融年鉴》和各省统计年鉴等。部分缺失数据，统一采用趋势拟合法估算而得到。如下分别对金融发展、能源消费和经济增长三系统进行指标界定。

金融发展U1：本文从金融机构所涵盖的银行、保险、证券三个行业所包含的金融机构存贷款余额/GDP、金融机构贷款余额/金融机构存款余额、保险深度、保险密度、股票市场总值/GDP五个指标对金融发展系统加以表示。

能源消费U2：本文从能源消费总量、能源消费效益和能源消费结构三个层面对能源消费系统加以表示，其中总量指标包含：能源消费总量（-）②其中（-）表示负向指标，即指标值越小对评价系统越好。、能源消费增长率（-）；效益指标包含：单位GDP能耗（-）、规模以上工业万元产值能耗（-）、能源消费弹性系数（-）；结构指标包含：水电和核电消费量/能源消费总量、煤炭消费量/能源消费总量（-）、石油和天然气消费量/能源消费总量。

经济增长U3：本文采用GDP、实际GDP增长率、人均GDP三大宏观指标予以表示。

（二）三系统耦合度的测算

首先，对数据进行标准化处理，以消除量纲影响。计算公式如下：

max Pij为各指标数据中的最大值，min Pij为各指标数据中的最小值。

其次，为避免主观因素带来的偏差，本文采用熵值法确定各因子的权重①限于篇幅，权重值不再列出。。按以下步骤计算：数据的标准化式见（10）（11）式；计算比例系数见（12）式；信息熵的计算见（13）式；信息熵的冗余性的计算见（14）式；最后计算指标的权重见（15）式。

再次，利用如下公式测算各系统的综合指数：

其中，U1n、U2n、U3n分别为金融发展U1、能源消费U2、经济增长 U3三系统的综合指数；Wj、Wi、Wk分别为各因子的指标权重；Pjn、Pin、Pkn分别表示各因子的标准化数值。

最后，将（16）式得到的综合指数分别代入（7）（8）以及（9）式分别得到金融发展、能源消费与经济增长三系统的协调度、发展度以及耦合度。

（三）耦合类型的判断标准

借鉴既有研究[22，29]，本文对耦合度做出如下判别标准，如表1所示。

四、实证分析

（一）综合指数分析

表2列出了部分年度中国各区域①30个省（市）区金融发展、能源消费和经济增长三系统综合指数。

表1 耦合度判别标准及划分类型

第一，研究期内中国金融发展综合指数由0.04增加至0.36，增幅较大。具体来看，全国及三大区域基本保持了稳定的发展态势，且自2006年开始，金融发展速度明显加快。这意味着当前中国金融发展受到外部冲击的影响相对较小，发展较为平稳，且从当前趋势来看，未来中国金融发展上升趋势较为明显，发展态势良好。分区域来看，2016年，除四川省外，金融发展指数在0.5～0.87的省份均属于东部省份，而中部省份多处于0.3～0.5之间，西部省份则基本处于0.3以下；同时观察表2可以发现，2016年，东中西三区域金融发展综合指数均值分别为0.54、0.32和0.22。这意味着，在金融发展水平上中国呈现出较为明显的东高西低的特征，东西差距较大。

第二，研究期内中国能源消费综合指数始末年份均为0.48，具体来看，呈现出先下降后上升的发展态势。此外，分区域来看，东中西三区域能源消费综合指数基本分别维持在0.51、0.44和0.48，其发展趋势与全国情况相类似。这意味着，21世纪以来，我国长期以煤碳、石油能源为主的能源消费格局并未发生根本性改变，同时随着经济的快速增长，能源消费强度逐渐提高，导致中国能源消费发展水平并未得到本质提高。受近年来产业结构调整的影响，能源消费水平有小幅提高，但未来如何

有效提高中国能源发展水平仍是需要解决的问题。

表2 2001—2016年中国省域部分年度金融发展、能源消费、经济增长三系统综合指数

第三，研究期内中国经济增长大致经历了四个时期：2001—2007年，经济增长综合指数由0.09提高至0.23，实现较快发展；2008—2009年，受国际经济危机影响，发展较为缓慢，出现经济波动；2010—2011年，中国经济又呈现快速增长；2011—2016年，受“转方式，调结构”的影响，发展速度有所下降，发展趋缓。与金融发展综合指数相类似，经济增长水平也呈现出较为明显的区域差异，东部沿海省份经济发展水平较高，而中部省份介于东西两区域之间，2016年均值达到0.32，西部省份除四川、重庆和内蒙古外，基本处于0.2～0.3。这表明中国金融和经济发展区域差异明显，且西部与东部间差距具有拉大趋势，因此，今后应持续重视西部金融与经济的发展，构建西部经济与金融的良性互动机制，以避免区域间金融、经济发展水平差距的持续扩大。

试验使用的9种辣椒品种，其感官评定结果见表4。9种辣椒其感官辣度分为3个范围：不辣、微辣、辣，其中，不辣和辣这2个区域，感官评定者划分较为稳定，但微辣区域有所差异。

（二）耦合分析

表3列出了中国30个省份金融发展、能源消费与经济增长三系统耦合度。为充分对其发展趋势和空间分布特征进行解析，做出了全国及各区域三系统耦合度的变动趋势图、全国协调度和发展度变动趋势图以及三系统耦合度的空间分位图。分别见图 2、图 3。

第一，整体来看，研究期内中国三系统耦合度由0.31提高为0.62，发展速度较快。观察图2可以发现，研究期内耦合度增长态势明显，基本保持平稳发展趋势。但从耦合值的水平看，仅由轻度失调衰退阶段提高为初级协调发展阶段。这意味着当前中国金融发展、能源消费、经济增长三系统耦合水平还相对较低，未来有较大上升空间。同时观察图3可以发现，研究期内协调度以2010年为界可以分为快速发展和平稳发展两个阶段；发展度则一直保持了较为平稳的增长，但水平较低，仅由0.20提高至0.40①限于文章篇幅，协调度和发展度不再列出。。这表明，在2010年以前协调度对耦合水平的提高起到较大作用，但伴随协调度达到优质协调阶段，今后发展度对耦合水平提高的重要性将会逐渐增大。

图2 2011—2016年全国及各区域三系统耦合度的变动趋势

图3 2011—2016年全国协调度和发展度变动趋势

第二，分区域来看，研究期内东部三系统耦合度均值由0.38提高至0.71，实现由轻度失调衰退到中级协调发展的跨越；中部则由轻度失调衰退的0.30提高为勉强协调发展的0.58；西部由中度失调衰退的0.25提高为勉强协调发展的0.55。增幅分别达到86.8%、93.3%和120.0%。其中东部增幅低于全国平均水平，中部基本持平，而西部增幅明显高于全国平均水平。这意味着，当前中国在三系统耦合水平上区域差异明显，呈现出东高西低的特征，且发展水平不高。但有利的一点是各区域耦合水平均已达到正向耦合阶段，三系统基本实现互促发展，同时，研究期内自东向西耦合度增幅逐渐提高，这表明未来区域间耦合水平差距存在缩小的趋势。

第三，分省域来看（见表2），2016年广东和江苏处于良好协调发展阶段；而北京、上海、浙江、山东处于中级协调发展阶段；天津、福建、河南、湖南、湖北、江西、陕西、四川、辽宁处于初级协调发展阶段；河北、海南、黑龙江、山西、安徽、重庆、广西、吉林、内蒙古、云南、贵州、新疆处于勉强协调发展阶段；甘肃、青海、宁夏处于濒临失调衰退阶段。其中，处于初级协调发展及以上阶段的省份占50.0%，处于勉强协调发展阶段的省份占40.0%，处于濒临失调衰退阶段的省份占10.0%。同时需要注意的是处于濒临失调衰退阶段的省份均位于西部区域。这意味着当前中国绝大部分省份三系统已实现协调互促发展，但其中处于勉强协调发展阶段的省份较多，同时有一小部分省份仍处于濒临失调衰退阶段，且主要集中于整体耦合水平较低的西部地区。因此未来在有效提高勉强协调发展省份耦合水平的同时，更应注重西部区域耦合水平的提高，使其尽快实现由失调衰退向协调发展的跨越。分析发现，所有省份金融发展、能源消费、经济增长三系统耦合水平研究期内均有绝对提升，这表明各省份耦合水平整体增长态势明显。

（三）西部各省份耦合的进一步分析

在金融发展、能源消费、经济增长系统耦合水平上，西部整体上落后于东部地区，而且研究期内处于耦合失调衰退的省份均位于西部地区。为此对西部地区三系统耦合进行进一步分析，结果如表4所示。依据表4所列示的西部各省份研究期内三系统协调度和发展度，再结合表2和表3中西部地区综合指数和耦合度相关数据，得出以下三点结论。

第一，研究期内西部地区金融发展、能源消费、经济增长三系统耦合水平省际差异增大，但耦合稳定性明显。具体来看，2001年除四川耦合度为0.31以外，其余省份耦合度均处于0.21～0.27，其中云南和贵州最低，仅为0.21。从这一时间截点来看，西部地区整体耦合水平较低，处于中度失调衰退阶段。至2016年，四川和陕西耦合水平较高，达到初级协调发展的0.67和0.60，内蒙古、重庆、云南、广西、贵州、新疆耦合水平提高至勉强协调发展阶段，甘肃、青海、宁夏则处于濒临失调衰退阶段。

第三，研究期内西部地区三系统发展度呈现稳步发展态势，但绝对水平较低。研究期内西部地区系统发展度由0.18提高至0.32，增幅77.8%，增长态势明显。但从省域层面来看，超过0.40的省份只有四川，其他省份处于0.22～0.38。其中需要注意的是耦合水平尚处于濒临失调衰退的甘肃、青海、宁夏，其发展度在 2016年分别为 0.27、0.28、0.24，而其协调度则分别达0.83、0.75、0.83。再结合表2西部地区综合指数历年均值可以发现，研究期内能源消费指数发展水平相对较高，2016年达到0.48，而金融发展和经济增长综合指数水平较低，2016年仅为0.22和0.27。这意味着对于西部地区尚处于濒临失调衰退的甘肃、青海、宁夏三个省份而言，其发展水平较低的同时，协调水平也处于较低水平。具体表现为金融、经济发展水平明显滞后于能源消费发展水平，三者间并没有形成良好的互促发展机制。

综上来看，至于西部地区三系统耦合度水平较低的原因，通过前文有关区域之间和区域内部协调度和发展度的比较分析，可以发现其主要原因在于西部地区系统发展水平较低，其中金融发展和经济增长水平尤为明显。为此，今后西部地区通过提高金融和经济发展水平，可以有效促进其三系统耦合水平的发展。

五、结论及政策启示

金融发展、能源消费与经济增长存在着密切的互动作用，随着中国经济进入“新常态”，发挥并实现三者的协同发展具有非常重要的意义。本文利用三系统耦合模型，基于2001—2016年中国30个省域面板数据，研究了金融发展、能源消费与经济增长三系统协调发展水平的变化趋势和空间差异，并针对耦合水平较低的西部地区进行了深入研究。结论如下：

表3 2001—2016年中国省域金融发展、能源消费、经济增长三系统耦合度

表4 2001—2016年西部各省份三系统协调度和发展度

研究期内中国金融发展较为平稳，且从当前趋势来看，未来中国金融发展水平上升趋势较为明显，发展态势良好；而能源消费水平发展速度较慢，且并未得到本质提高。在经济增长水平上，研究期内出现了明显波动，但整体呈现增长态势。分区域来看，三类综合指数均呈现明显的区域差异，具体表现为东高西低，且金融发展和经济增长水平相对能源消费的区域差异情况更加明显。

在耦合水平上，首先，研究期内中国金融发展、能源消费与经济增长系统耦合水平呈现稳步发展态势，但耦合水平相对较低，尚处于初级协调发展阶段。其次，当前中国绝大部分省份已实现协调互促发展，但其中处于勉强协调发展阶段的省份较多，这意味着未来中国三系统耦合水平仍有较大上升空间。此外，伴随三系统协调度达到优质协调阶段，今后发展度对耦合水平提高的重要性将会逐渐增大，这意味着，未来通过促进金融发展、能源消费与经济增长发展水平的提高，可有效推动三系统耦合水平的提升，而耦合水平的提升又将通过实现三者的优质协调发展进一步提高各系统发展水平，由此可形成互促发展的良性循环。再次，需要格外注意的是处于濒临失调衰退阶段的省份主要集中于整体耦合水平较低的西部地区。探其原因，发现主要是由于西部地区系统发展水平较低，而其中金融发展和经济增长水平尤为突出。但有利的一点是，研究期内西部耦合水平增幅明显高于中部和东部，未来区域差距存在缩小的趋势。

基于上述结论，未来中国在推动金融发展、能源消费与经济增长优质协调发展时应注意：

第一，在中国整体三系统耦合水平不高，且金融发展水平明显滞后于能源消费和经济增长发展水平的背景下，应进一步加强能源消费、经济增长与金融发展的联系，以形成三者的良好协调互促发展。如通过拓宽能源产业投资和融资渠道，支持能源产业的可持续发展；通过加大金融对新能源产业的扶持，来引导能源的生产及消费结构的调整；通过推进能源资产的证券化进程，发展能源虚拟金融市场等。此外，通过持续促进经济结构的优化升级，提高经济发展质量，以期形成经济增长对金融发展的强大带动作用。但同时也要关注金融发展过快对于经济增长所产生的金融总量失控、信用膨胀、金融运作风险加大、虚拟资本膨胀等问题。以期实现金融发展、能源消费与经济增长的优质协调发展。

第二，在西部地区整体耦合水平较低，特别是甘肃、青海、宁夏耦合水平依然处于濒临失调衰退阶段的背景下，未来在促进东中部省份耦合水平持续提高的同时，更应注重西部区域耦合水平的发展。特别是在当前西部地区金融、经济发展水平明显滞后于能源消费发展水平的大背景下，应在西部地区实施与东中部地区有差别的金融、经济发展政策，持续重视西部地区金融与经济的发展，构建西部地区经济与金融的良性互动机制，使其三系统耦合水平尽快实现由失调衰退向协调发展的跨越，进而缩小与东部耦合水平的差距。同时，甘肃、青海、宁夏三个省份在持续促进三系统发展水平提高的同时，也应注意三系统协调度较低所带来的耦合水平的发展缓慢问题。在注重经济快速增长的同时，协调好其于金融发展、能源消费之间的互促发展。

第三，应建立“金融发展—能源消费—经济增长”协同评价监控机制，及时有效地发现干扰金融发展、能源消费、经济增长协调发展的影响因素，并及时做出政策调整，以实现金融发展、能源消费与经济增长三系统的优质协调发展。