第36卷 第6期 2014年6月 2014，36（6）：1244-1255
Resources Science
， June，2014
收稿日期：2013-12-23；修订日期：2014-03-12
基金项目：国家自然科学基金项目（编号：71173141）；国家自然科学基金项目（编号：71373170）；山西省国际科技合作项目（编号：
2013081070）。
作者简介：赵国浩，男，浙江东阳人，教授，博士生导师，研究方向为资源管理、工商管理、管理统计理论与方法。E-mail：gzhao1958@
1）资料来源于凤凰网财经频道：http：//
文章编号：1007-7588（2014）06-1244-12
中国能源投融资耦合协调机制研究
——基于应对气候变化与实施环境保护视角
赵国浩 1，杨 毅 2，3，郝奇彦 3
（1.山西财经大学管理科学与工程学院，太原030006；2.山西财经大学统计学院，太原030006；
3.中国人民银行太原中心支行调查统计处，太原 030001）
摘 要：基于应对气候变化与实施环境保护的视角，运用协同学理论对能源投融资的耦合协调特征进行分析，
认为能源投融资对气候环境具有胁迫效应，气候环境对能源投融资具有约束效应。在不考虑气候环境的情况下，
能源投融资之间的交互作用逐年减弱。在考虑大气污染物排放的情况下，通过统计分组发现，能源工业温室气体
排放较高地区的能源投融资耦合性相对较低，协调性相对较差；能源开发建设仅是区域性复合式大气污染的原因
之一；气候与环境保护政策对能源投资的约束性不强，但对能源融资具有重要影响。对全国30个省（市）的能源投
融资耦合协调程度进行综合评价，认为各地区能源投融资发展不均衡、耦合程度不高、协调程度较弱。
关键词：能源投资；能源融资；气候变化；环境保护；协同学理论；耦合协调机制；中国
1 引言
IPCC（2007年）发布的《气候变化 2007综合报
告》指出，“大部分已观测到的全球平均温度的升高
很可能是由于观测到的人为温室气体浓度增加所
导致”。近年来，受资源禀赋约束和经济增长拉动
的共同影响，中国能源生产和能源消费以煤为主，
温室气体排放增长极快，已经成为全球二氧化碳和
二氧化硫的第一排放国 1）。IEA（2009年）数据显示，
中国化石燃料燃烧排放的二氧化碳超过 60亿 t，是
1994年的 倍，其中 83%来自于煤炭消费部门
（50%来自电力部门）。一个新的情况是，最近几年
中国大气污染物排放负荷持续加大，复合性大气污
染日益突出，二氧化硫、氮氧化物与挥发性有机物
导致细颗粒物、臭氧、酸雨等二次污染呈加剧态
势。大气污染成因复杂，其中一个重要来源是能源
生产和加工转换领域，因此能源工业实现节能减
排、低碳化发展势在必行。能源投融资是调控能源
工业提高其清洁生产程度的“总阀门”，两者的耦合
协调发展将有助于加快现有技术设备的升级改造
和清洁化生产项目与技术的投产运行，进而从根本
上有效降低能源消耗、减少各类工业废气的排放，
达到促进能源、经济、环境、气候协调发展的目的。
能源投资与能源融资的互动耦合关系表现如下：能
源投资通过生产投资和污染源治理投资两个方面
拉动融资发展，能源融资通过对上述两个方面的支
持来推动投资扩张。当能源投资扩张过快，超出了
气候与环境可承载的限度时，政府部门基于气候与
环境恶化的现实，将大幅增强应对气候变化和实施
环境保护的政策约束。能源融资在产业政策、信贷
政策和气候与环境保护政策的综合调控下，将持续
收缩并对能源投资产生约束性影响。相反，符合国
家产业政策、气候与环境保护政策的可再生能源生
产项目和能源生产的污染源治理项目将获得融资
倾斜，从而拉动相关领域能源投资的发展。但是，
当能源生产的污染源治理投资过快增长时，其与资
金利用最优的经济原则不相吻合，投资规模将有所
2014年6月 赵国浩等：中国能源投融资耦合协调机制研究
减少，气候与环境保护政策的约束作用将有所下
降。随着经济快速增长，日趋强化的气候与环境约
束已经成为能源经济发展的重要瓶颈。本文基于
应对气候变化和实施环境保护的宏观政策背景，借
鉴协同学理论和耦合协调评价方法，将能源投资与
能源融资各自看成两个子系统，在分析两者耦合协
调关系的基础上，建立能源投融资耦合协调模型及
序参量评价指标体系，通过揭示两者之间的发展规
律与演变趋势，为有效处理经济增长、能源供给与
气候环境恶化的突出矛盾，积极促进能源投融资耦
合协调发展，提供新的研究思路和分析方法。
2 文献评述
协同学理论研究
该理论最早由德国物理学家赫尔曼 ⋅ 哈肯
（Haken）于 1976年提出，认为协同系统是由许多子
系统组成的且能以自组织方式形成宏观的空间、时
间或功能有序结构的开放系统，这一系统在宏观序
参量的驱动和子系统相互作用的情况下，形成空
间、时间或功能有序结构的条件、特点以及演化规
律[1]。Haken认为只要找到关键的序参量，就可以解
释整个复杂系统的运行特征。W B Zhang基于
Haken的协同学理论，将非线性和不稳定性作为动
态经济系统变化性和复杂性的根源，分析和解释了
动态经济系统非线性、不稳定和无序性的特点，最
早形成了系统的协同经济学理论[2]。国内协同理论
研究最早见于吴大进等出版的著作《协同学原理和
应用》[3]。邱建华等运用协同学的理论，分析铝工业
企业技术创新过程中技术创新系统机制的协同状
况，建立子系统有序度模型和全面协同度模型，对
具体铝工业企业的技术创新协同度进行测度[4]。吴
玉鸣等基于协同学理论，对 1985-2007年广西城市
化与环境系统的耦合度和协调度进行测度和分析，
发现广西城市化与环境系统的耦合协调程度较低，
城市化进程给环境带来的压力越来越大，需要尽快
采取措施促使广西城市化与环境系统向耦合协调
方向发展[5]。范斐等以协同学理论和加速遗传算法
为基础，构建社会、经济与资源环境3个系统的有序
度模型和协同进化模型，使用大连市统计数据，开
展社会、经济与资源环境复合系统协同进化的实证
研究[6]。
系统学理论研究
奥地利生物学家L V Bevtalanffy系统性提出一
般系统理论，认为自然界和社会中的各种系统是相
互作用的诸元素的综合体，都具有整体性、层次性、
结构性、功能性、变异性和相对稳定性的共同特征[7]。
英国经济学家Boulding将系统方法应用于经济与环
境相关性的分析，倡导建立储备型、休养生息型和
福利型经济发展模式，建议用既不会导致资源枯
竭，又不会造成生态环境破坏的“循环式”经济系统
来代替“单程式”经济系统 [8]。Y C Chang将海洋生
态系统分为生态、环境、经济社会和管理 4个子系
统，在对子系统内部进行协调性分析的基础上，建
立海岸带综合管理决策系统动力模型，对海洋生态
经济系统的可持续发展进行综合评价[9]。国内学者
钱学森最早把系统理论用于研究复杂问题，认为系
统是相互作用、相互依赖的若干部分组成的，具有
特定结构和功能的有机整体，各系统本身又是它所
从属的一个更大系统的组成部分[10]。国内使用系统
理论研究经济问题的文献较多，在能源-经济-环境
系统研究方面，魏一鸣等从复杂系统分析与建模的
角度出发，论述了目前国际上具有代表性的且应用
比较广泛的能源-经济-环境模型 [11]。崔和瑞等根
据中国 1995-2006年能源消费总量、GDP和二氧化
硫排放量的时间序列数据，建立能源-经济-环境的
“3E”VAR模型，分析中国能源-经济-环境之间的交
互响应情况和响应路径[12]。
耦合协调理论研究
耦合协调理论主要运用于经济管理中的技术
创新与技术管理、产业集群与产业链以及生态环境
与区域经济等问题的研究。美国学者K E Weick最
早使用耦合理论研究经济社会问题，其通过松散耦
合理论解释学校组织成员之间相互联系却又彼此
保持独立的关系[13]。Andrea B. Coulson使用耦合理
论分析金融业对环境保护的承诺以及在信贷决策
影响下企业的环境保护能力，认为环境保护因素将
影响金融业对经济发展和环境保护的融资支持[14]。
Andre Doree等运用耦合理论探讨了建筑业创新与
发展的可行性 [15]。Burak Guneralp等构建重要基础
设施与国家安全、生态环境、经济发展之间的耦合
效应模型等[16]。Norgaad提出协调发展理论，认为通
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第36卷第6期资 源 科 学
过反馈循环，可以在社会系统与生态系统之间实现
协调、共同发展[17]。国内学者基于耦合协调测度方
法，围绕生态环境与经济社会耦合协调发展等问题
进行研究。20世纪 80年代，任继周院士在草地农
业系统的研究中率先引入系统耦合概念[18]，时正新
率先研究生态农业与生态经济的耦合问题[19]。黄金
川等基于代数学和几何学两种方法对环境库兹涅
茨曲线和城市化对数曲线进行逻辑复合，推导出城
市化与生态环境交互耦合的数理函数和几何曲线，
揭示出区域生态环境随城市化的发展存在先指数
衰退、后指数改善的耦合规律[20]。赵旭等通过耦合
度、耦合协调度函数的测算发现，中国城市化与生
态环境处于勉强的调和解阶段[21]。吴玉鸣等基于经
济子系统和环境子系统，对中国31个省级区域经济
增长与环境耦合协调发展的时空分布进行检验，发
现大部分区域的经济增长与环境发展尚处于低强
度、低协调的低水平耦合阶段，且各区域之间存在
明显差异[22]。江红莉等建立区域经济与生态环境系
统协调发展的动态耦合模型，通过对江苏省经济与
生态环境系统的协调发展进行研究，发现该省经济
与生态环境处于协调发展状态，但协调耦合度不平
稳[23]。柴莎莎等对山西省1996-2007年经济发展与
环境污染的耦合度进行分析，发现山西省近10年来
环境与经济增长的耦合度均处于较低水平，协调度
以中度失调与过渡性协调为主，生态环境系统与经
济系统之间没有达到良性共振的协调状态[24]。结合
能源投融资特点，本文认为两者可能存在交互耦
合、协调运行的机制，上述耦合协调理论与方法应
当也适用于能源投融资领域的协调机制研究。在
可持续发展平面内，如果能源投资与能源融资的相
互作用具有较高的耦合协调程度，将有助于整个复
合系统的效率提升，最终实现能源经济低碳化、集
约型发展。
3 能源投融资的耦合协调分析
耦合作为物理学概念，指两个（或两个以上的）
体系或运动形式通过各种相互作用而彼此影响的
程度。例如两个单摆之间连一根弹簧，它们的震动
就彼此起伏，相互影响，这种相互作用被称为单摆
耦合。类似地，可以把能源投资与能源融资两个子
系统通过各自的耦合元素产生相互作用、彼此影响
的现象定义为能源投资—能源融资耦合，两者构成
能源投融资复合系统。能源投资子系统作为能源
经济发展的向导与引擎，决定着与之配套的能源融
资子系统的质量、规模与效益，而同时又受到能源
融资序参量的运动影响。能源投融资的交互耦合
状况由投融资缺口决定，这一缺口等于投资减去融
资的时间累积。凡是影响投融资缺口的投资因素
都将对融资的变化具有贡献。在应对气候变化与
实施环境保护的背景下，能源投资除了传统能源工
业投资的范畴还应涵盖污染源治理、新开工建设项
目的“三同时”项目、可再生能源开发、碳捕捉及封
存技术（CCS）以及整体煤气化联合循环技术
（IGCC）等新型能源生产项目与加工技术的投资。
这些投资形成的能源生产能力有助于大幅减少工
业废气，提高区域气候与环境质量。相关的投资信
息将不断地反馈到环境部门与交易市场，通过政策
干预和价格信号吸引融资支持，实现能源投融资耦
合协调发展目标。
胁迫效应与约束效应
能源投融资复合系统对气候环境具有胁迫效
应。受经济快速增长拉动影响，能源生产量与能源
消费量增加，能源投融资需求扩大，反过来进一步
增加了能源生产量与能源消费量，并将持续加大气
候环境的承载压力。在这一过程中，不考虑气候与
环境保护的能源生产将对大气环境污染起到推波
助澜的作用。发展循环经济，提高能源投融资质量
与层次，将有助于减少能源消耗，控制大气污染物
总量排放，缓解气候环境的空间压力。气候环境对
能源投融资复合系统具有约束效应。能源生产领
域产生的大气污染物应控制在气候环境可吸纳范
围之内，这将对能源投融资项目的节能减排功效提
出更高要求。如果气候环境出现持续恶化，政府部
门将出台严厉的气候与环境保护政策，要求能源企
业加大污染源治理投资。这将分流能源企业的有
限资金，降低其投资回报率，迫使其压缩投融资决
策。上述两种效应表明，气候与环境保护对能源投
融资的耦合协调发展会产生重要影响。
不考虑气候环境因素的耦合协调性分析
在能源投资子系统内部，能源投资长期实行政
府审批、企业出钱、银行贷款的投融资模式，缺乏灵
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2014年6月 赵国浩等：中国能源投融资耦合协调机制研究
活、有效、清洁的投融资机制。这类投资的行为主
体是国有能源企业。国家对这类企业的投资活动
缺乏有效的监管方法和风险控制手段，对其投资决
策缺乏有效的监督考核机制，对其项目审批缺乏有
效的效益与风险评价机制。特别是在油气、电力等
行业，很大程度上都存在着行政性干预，政府职能
界定不清，宏观调控越位，导致能源企业往往出现
盲目投资行为。在能源融资子系统内部，近年来能
源融资渠道趋向多元化，但仍以企业内部自筹和银
行信贷为主。商业银行在能源企业垄断利润与国
家气候与环境保护政策之间艰难抉择，导致融资规
模大起大落。如图 1所示，近年来能源工业投资与
能源工业新增贷款之间的缺口不断加大，由2007年
的 万亿，扩大到 2011年的 万亿。同时，受
能源生产与能源消费的拉动影响，能源投资增速逐
年提高，由2007年的万亿元，增加到2011年的
万亿，年均增长%。能源融资在2007年为
4 亿元，到2009年大幅下降至4 亿元，到
2011年又迅速增至6 亿元，虽然年均增速达到
%，但波动幅度较大。整体而言，两者之间的
交互作用逐年减弱、协调发展面临挑战。
从能源投融资的构成比例来看，两者的耦合性
不强。如图 2所示，2009-2011年煤炭采选业投资
在能源投资中的占比（以下简称投资占比）逐年上
升，但该行业新增贷款在能源工业新增贷款中的占
比（以下简称融资占比）持续下降，其投资占比由
2009年的 %增加至 2011年的 %，融资占
比 却 由 2009 年 的 % 下 降 至 2011 年 的
%。相反，电力、热力生产和供应业的投资占
比逐年下降，融资占比却逐年上升，其投资占比由
2009年的 %下降至 2011年的 %，融资占
比由 2009年的 %增加至 2011年的 %。
石油和天然气开采业，石油化工、炼焦及核燃料加
工业的投资波动较大，融资支持力度不足。总体来
看，能源工业内部投融资耦合性不高，这一特征在
2011年尤为明显。
考虑气候环境因素的耦合协调性分析
在考虑气候环境因素的情况下，能源投融资复
合系统具有两个特点：一方面，复合系统要求，必须
在气候环境可承载范围内协调发展能源投融资，从
而实现能源企业利润与气候环境保护的利益最大
化；另一方面，气候环境的承载力是动态的，能源投
融资所引致的能源生产与能源消费不能超过气候
环境的可承载范围。本文借鉴Cleary把企业投资支
出进行动静态分组的研究方法[25]，将大气污染因素
作为分组指标，按区域对能源投融资进行动静态分
组统计（如表1所示）。静态分组的划分依据是按地
区将 2007-2011年的代表性大气污染因素（如能源
工业CO2排放量、工业SO2排放量、PM10、能源工业碳
强度等）进行平均，将低于均值水平的地区划为低
排放地区组，反之则反；动态分组的划分依据是在
允许同一地区在不同年度内处于不同分组区间的
基础上，按年度计算代表性大气污染因素的50百分
位点，将低于 50百分位点的地区划为低排放地区，
图1 2007-2011年能源投融资、能源生产与消费变化
The evolution of energy investment and energy financing，energy
production and energy consumption
图2 2009-2011年能源投融资构成的演进
The evolution of the composition of energy investment
and the energy finance
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第36卷第6期资 源 科 学
反之则反。动静态分组结果表明：
（1）能源工业温室气体排放较高地区的能源投
融资耦合性相对较低，协调性相对较差。静态分组
显示，能源工业二氧化碳排放较高地区的能源投资
是其能源融资 倍，而较低地区仅为 倍，表
明能源投融资分布不均衡；从发展情况看，排放较
高地区的能源投资是较低地区能源投资的倍，
其能源融资仅仅相当于较低地区能源融资的
倍，表明能源投融资发展速度不协调。同时发现，
江苏、浙江、广东、河北、山西等工业废气排放高度
集中地区（表现为能源工业CO2排放总量较高和工
业SO2排放总量较高的地区），其能源投融资相对集
中且规模较大，能源生产建设可能是工业废气排放
的重要来源，这将进一步固化“经济增长→能源需
求量增加→能源投融资规模扩大→能源生产量增
加→大气污染加剧”的恶性循环怪圈。
表1 基于大气污染物排放量分组的能源投融资耦合协调状况
Table 1 The coupling and coordination of energy investment and energy financing based on the grouping
of the atmospheric pollutants emissions
注：“地区能源工业CO2排放量”是根据能源行业单位产品能源消耗限额的国家标准，折算综合能耗限额（以标准煤为单位），
并按照《IPCC国家温室气体清单指南（2006年）》的方法一，分地区测算能源加工转换过程中产生的CO2排放量（本文采用的标准煤
折算二氧化碳排放量的系数为 SO2排放总量”来源于相关年度《中国环境统计年鉴》；“地区可吸入颗粒物
PM10”为各地区省会城市空气质量指标，来源于相关年度《中国统计年鉴》。由于部分省（市）未公布能源工业增加值（占样本总体
的%），本文采用相关地区已公布的能源工业总产值，按照《2007年投入产出表》相关地区总投入与增加值的比例进行折算
（假定2007-2011年比例不变）。代表气候与环境保护政策执行情况的“能源工业碳强度”，为各地区单位能源工业增加值的二氧
化碳排放量。
分组指标
按地区能源工业CO2排放量静态分组
低排放地区
高排放地区
按地区能源工业CO2排放量动态分组
低排放地区
高排放地区
按地区工业SO2排放量静态分组
低排放地区
高排放地区
按地区工业SO2排放总量动态分组
低排放地区
高排放地区
按地区可吸入颗粒物（PM10）静态分组
PM10较低地区
PM10较高地区
按地区可吸入颗粒物（PM10）动态分组
PM10较低地区
PM10较高地区
按地区能源工业碳强度静态分组
低强度地区
高强度地区
按地区能源工业碳强度动态分组
低强度地区
高强度地区
地区能源投资水平（亿元）
均值
标准差
最小值
最大值
1
2
1
2
1
2
1
2
2
1
2
1
1
2
1
2
地区能源融资水平（亿元）
均值
标准差
最小值
最大值
1）齐晔，清华大学气候政策研究中心，《中国低碳发展报告（2011-2012）—回顾“十一五”展望“十二五”》，第一次版，北京：社会科学文献
出版社，2011，304.
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2014年6月 赵国浩等：中国能源投融资耦合协调机制研究
（2）可吸入颗粒物（PM10）较高地区的能源投资
水平偏低，但能源融资差异不大，这意味着能源开
发建设可能不是区域性复合式大气污染的重要来
源。已有研究认为，细颗粒物成因复杂，约 50%来
自燃煤、机动车、扬尘、生物质燃烧等直接排放的一
次细颗粒物；约50%是空气中二氧化硫、氮氧化物、
挥发性有机物、氨等气态污染物，经过复杂化学反
应形成的二次细颗粒物。细颗粒物来源广泛，既有
火电、钢铁、水泥、燃煤锅炉等工业源的排放，也有
机动车、船舶、飞机、工程机械、农机等移动源的排
放，还有餐饮油烟、装修装潢等量大面广的面源排
放。因此调控细粒物污染，仅仅依靠能源领域的环
保政策是不够的，还需要强化多污染源综合管理，
进行区域联防联控。
（3）以能源工业碳强度为代表的气候与环境保
护政策对能源投资的约束性不强，但对能源融资具
有重要影响。表 1显示，两类地区能源投资水平差
异不大，但低强度地区受气候与环境保护政策的引
导，吸引了相对较多的融资支持。总体而言，在应
对气候变化和实施环境保护过程中，地区间能源投
融资分布不均衡、发展速度不协调，两者之间缺乏
密切的协作配合。
4 基于协同学理论的能源投融资耦合
协调模型及指标体系
根据协同学理论，子系统总是存在着自发的无
规则的独立运动，同时又受到其它子系统的共同作
用，这种子系统之间的关联形成了协同运动。在协
同运动中有许多控制参量，分为“快变量”和“慢变
量”，而“慢变量”即序参量处于主导地位。随着序
参量的不断变化，在靠近系统临界点前，子系统之
间的关联逐渐增强；当序参量达到“阈值”时，子系
统之间的关联起主导作用，系统从无序转向有序，
从混沌中产生某种有序结构。可以说，序参量是系
统相变前后所发生的质的飞跃的最突出标志，其左
右着整个系统相变的特征与规律。找到系统序参
量就找到了观察复合系统运动及各子系统相互作
用的钥匙。在应对气候变化和实施环境保护的政
策背景下，能源投资子系统具有多维涵义，主要包
括现有生产项目污染源治理投资、新建设项目“三
同时”投资、资源储量和气候与环境保护政策等四
个序参量。能源融资子系统则受到货币政策、能源
工业融资和能源企业财务状况等3个序参量的综合
驱动。因此，能源投融资复合系统的耦合关系就表
现为上述序参量之间相互作用的各种非线性关系
之总和。为消除子系统内部各控制参量之间的相
关性，本文在提取控制参量主要信息的基础上，确
定序参量，估计权重，测度子系统综合序参量，进而
对复合系统的耦合协调程度进行评价。
能源投融资耦合的理论模型
本部分使用“耦合度”刻画能源投融资子系统
之间的交互耦合程度，判别两者耦合作用的协调程
度及所处阶段。首先，建立功效函数。 Xij为第 j个
控制参量的第 i个指标，xij为其标准化后的功效函
数值。 αij、βij是系统稳定临界点序参量的上、下限
值。由此，“能源投资-能源融资”耦合系统的有序
功效系数 xij可以表示为如下形式[10]：
xij = ìíî
(Xij - βij)/(αij - βij) (xij具有正功效时)
(αij -Xij)/(αij - βij) (xij具有负功效时)（1）
式中 xij为变量 Xij对系统的功效贡献值，反映各控
制参量达到目标的满意程度，其取值范围为[0，1]，0
为最不满意，1为最满意。若在某子系统 Uk（k=1，
2）中的 h个控制参量中提取 m（j=1，2，…，m）个序
参量，则构成一个具有 n（i=1，2，…，n）个样本，m
项指标的序参量矩阵 (Fij)n ×m。由于能源投资与能
源融资是两个不同而又相互作用的子系统，系统内
各个序参量有序程度的“总贡献”可通过集成的方
法来实现，其模型为[11]：
Uk =∑
j = 1
m
θj ⋅Fij , ∑
j = 1
m
θj = 1 （2）
式中 θj为序参量权重。借鉴物理学的容量耦合概
念及系数模型，得到能源投融资耦合度函数为[12，13]：
C ={ }(U1 ×U2)/[(U1 +U2)(U1 +U2)] 1 2 （3）
式中 C为系统的交互耦合度，C∈[0，1]；U1、U2分
别代表能源投资子系统与能源融资子系统对总系
统的贡献度，即能源投资综合序参量和能源融资综
合序参量。
对于能源投融资复合系统而言，耦合度模型的
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第36卷第6期资 源 科 学
意义为：定量描述两个子系统的交互耦合形态；反
映各子系统序参量在一定时间、区域内互动作用的
数量关系及调整过程，为评判复合系统交互耦合演
进趋势提供依据。根据系统耦合的演进，将能源投
融资复合系统的交互耦合度（C）分为3个区间、6个
阶段（见表2）。
能源投融资协调的理论模型
协调是系统演变过程中各子系统及构成要素
各种质的差异部分（序参量），在组成一个统一整体
时表现出的相互配合与和谐一致的属性。如果各
子系统的序参量运动均达到协调，将可以促进整个
复合系统的协调发展。本文将各子系统的差异部
分在组成复合系统时所具有的和谐一致属性定义
为能源投融资协调度。相对于耦合度模型，协调度
模型考虑了各子系统综合序参量发展速度的因素，
弥补了耦合度模型只侧重水平耦合，忽视考察发展
速度的问题。它能够更为全面、准确地评判区域间
能源投融资复合系统的耦合协调程度，其模型为：
ìíî
D = C × T
T = ρ1U1 × ρ2U2 （4）
式中D为协调度，D∈（0，1）；C为耦合度；T为能源
投融资复合系统的综合协调指数，反映能源投融资
的整体协同效应；ρ1，ρ2为待定系数；U1与U2分别
为能源投资综合序参量和能源融资综合序参量。
根据学界关于协调度（D）的区间与阶段的普遍划分
标准 [5，24]，将本文的协调度（D）划分为 3个区间 8个
阶段。通过对投融资子系统综合序参量进行比较，
本文将样本大致划分为3种类型：能源投资过度型、
能源融资超前型和投融资均衡发展型，以下研究将
据此进行判别与评价（如表2所示）。
指标体系与权重估计
本文使用信息论的熵值法测度上述两个子系
统序参量的权重。“熵”源于热力学范畴，最先由香
农（Shannon）引入信息论，用于测度一个系统的无
序程度。若系统处于不同的状态，每种状态出现的
概率为 pi( )i = 1,2,⋯,n ，则信息熵可以定义为：
E = -∑
i = 1
n
pi ln pi。显然当概率都相等时取得最大熵
值，其提供的信息最少。因此，若某个序参量的信
息熵越小，则表明其变异程度越大，提供的信息量
越大，在综合序参量中的贡献越突出，权重也就越
大。反之，若某项序参量的信息熵越大，其权重越
小。对于第 i 个样本，其第 j 个序参量的比重为
pij，序参量的熵值为 ej，序参量的权重为 aj，使用熵
值法可计算得到这个样本的综合序参量（Zi），步骤
如下：
①计算第 j个序参量下第 i个样本的比重：
pij =Fij /∑
i = 1
n
Fij （5）
②计算第 j个序参量的熵值：
ej = - 1ln n∑i = 1
n
pij ln pij （6）
③计算第 j个序参量的权重：
aj =(1 - ej)/∑
j = 1
m (1 - ej) （7）
④计算第 i个样本的综合序参量：
Zi =∑
j = 1
m
aj pij （8）
在第一步中，为防止矩阵中有数据为负，本文
能源投资过度型：
0≤C < 低水平耦合区间；
0≤D < 失调衰退区间
0≤C <
低水平耦合阶段
0≤D <
极度失调衰
退阶段
U1 >U2
≤D <
中度失调衰
退阶段
≤C <
颉颃阶段
≤D <
濒临失调衰
退阶段
投融资均衡发展型：
≤C < 中度耦合区间；
≤D < 过渡调和区间
≤C <
初步磨合阶段
≤D <
勉强协调
阶段
U1 =U2
≤D <
初级协调
阶段
≤C <
深度磨合阶段
≤D <
中级协调
阶段
能源融资超前型：
≤C≤ 1高水平耦合区间；
≤D≤ 1协调发展区间
≤C≤ 1
良性耦合共振阶段
≤D <
良好协调
阶段
U1 <U2
≤D≤ 1
优质协调
阶段
表2 能源投融资耦合协调体系与判别标准
Table 2 The coupling and coordination system of energy investment and energy financing as well as the judging standards
1250
2014年6月 赵国浩等：中国能源投融资耦合协调机制研究
将所有数据加上一个最小负数的绝对值，这种平移
处理不会改变结果。然后，按照平移后的矩阵进行
第二到第四步的计算。
测度指标体系的构建与权重的选择
根据能源投融资复合系统的内涵及特征，按照
科学性、整体性、层次性和操作性等原则，确定综合
测度指标体系（如表3所示）。为体现2006-2011年
全国30个省（市）能源投融资平均发展状况，本文将
相关数据进行均值处理，根据熵值法计算综合序参
量权重。
数据来源及处理
“能源工业投资”、“能源工业主营业务收入”、
“能源工业利润总额”、“能源工业应交增值税”等指
标均为各地区煤炭开采和洗选业，石油和天然气开
采业，石油化工、炼焦及核燃料加工业，电力、热力
的生产和供应业等四个行业的汇总数据，数据来源
于相关年度各省统计年鉴。“工业污染源治理项目
本年完成投资”、“环境污染治理投资总额”、“实际
执行‘三同时’项目数”、“实际执行‘三同时’项目投
资总额”、“实际执行‘三同时’项目环保投资总额”
来源于相关年度的《中国环境统计年鉴》。“能源工
业贷款余额”为中国人民银行统计监测系统上述 4
个行业各年度贷款余额。“人民币贷款余额”、“人民
币贷款新增”来源于相关年度各省统计年鉴。“能源
基础储量”来源于各年度《中国统计年鉴》的地区煤
炭、石油、天然气基础储量，按照《中国能源统计年
鉴》相关折算标准，换算成万 t标准煤。为剔除价格
波动因素影响，以 2005年为基期，使用各地区分年
度固定资产投资价格指数对各地区投资类指标进
行平减，使用各地区分年度居民消费价格指数对各
地区融资类指标进行平减，上述指标按地区进行均
值处理。
5 耦合协调的测度与互动分析
根据公式（3），公式（4）计算耦合系统各指标值
及耦合度和协调度。如表 4所示：平均来讲，2006-
2011年间，各地区能源投融资复合系统发展不均
衡、耦合性欠佳、协调性偏弱。
（1）地区间能源投融资发展不均衡，能源融资
的不均衡程度大于能源投资。如图 3所示，能源投
资子系统综合序参量最低的是广东省，为 ；最
高的是江苏省，为 ，是广东省的 倍；能源
融资子系统综合序参量最低的是辽宁省，为 ；
最高的是北京市，为 ，是辽宁省的 倍，系
统内不均衡程度突出。能源投资综合序参量排名
居前的 5个省份分别是江苏、北京、山西、新疆和山
东，排名靠后的5个省份分别是广东、内蒙古、重庆、
辽宁和云南；能源融资子系统综合序参量排名居前
的5个省份分别是北京、江苏、宁夏、海南和广西，排
子系统
能源投资子系统
能源融资子系统
控制参量
环境污染治理投资总额（亿元）
实际执行“三同时”项目数
实际执行“三同时”项目投资总额（亿元）
实际执行“三同时”项目环保投资总额（亿元）
能源工业投资（亿元）
工业污染源治理项目本年完成投资（亿元）
能源基础储量（亿 t标准煤）
能源工业碳强度
能源工业资产总计（亿元）
能源工业主营业务收入（亿元）
能源工业利润总额（亿元）
能源工业应交增值税（亿元）
人民币贷款余额（亿元）
人民币贷款新增（亿元）
能源工业贷款余额（亿元）
序参量
现有生产项目污染源治理投
资
新建设项目“三同时”投资
资源储量
气候与环境保护政策的规制
能源企业财务状况
货币政策
能源工业融资
权重
综合序参量
投资子系统综合序参量
融资子系统综合序参量
表3 能源投融资耦合协调系统指标体系
Table 3 The index system of the coupling coordination system of energy investment and energy financing
1251
第36卷第6期资 源 科 学
名靠后的 5个省份分别是辽宁、四川、广东、重庆和
黑龙江。
（2）复合系统的耦合关系以颉颃阶段为主，能
源投资没有很好的得到能源融资的耦合支持。根
据前文提到的“能源工业CO2排放量”进行分组统
计，发现能源工业发达地区的能源投融资耦合协调
性不强。一方面，高排放地区的耦合度低于低排放
地区，其耦合度平均为 ，而低排放地区的耦合
度平均为 ，表明高排放地区能源融资的支持
作用需要加强；另一方面，高排放地区的协调度低
于低排放地区，其协调度平均为 ，而低排放地
区协调度平均为 ，表明高排放地区能源投融
资发展不协调，同时也印证了前文观点。
（3）多数地区能源投融资协调程度较弱，投融
资之间没有形成共鸣与合力。能源投资子系统的
初期发展需要排放大量的大气污染物，但气候环境
的负载能力有限，不可能持续满足能源投资的粗放
型发展要求。基于此，近年来各级政府的气候与环
表4 区域能源投资与能源融资耦合度与协调度
Table4 The degree of coupling and coordination of the district energy investment and financing
地区
辽宁
广东
四川
重庆
内蒙古
黑龙江
陕西
天津
浙江
河南
湖北
河北
湖南
云南
贵州
吉林
山东
甘肃
青海
安徽
福建
江西
广西
上海
新疆
山西
海南
宁夏
江苏
北京
投资子系统
综合序参量
（U1）
融资子系统
综合序参量
（U2）
复合系统耦
合度
（C）
复合系统综
合协调指数
（T）
复合系统
协调度
（D）
耦合类型
能源投资过度型
能源投资过度型
能源投资过度型
能源投资过度型
能源投资过度型
能源投资过度型
能源投资过度型
能源投资过度型
能源投资过度型
能源投资过度型
能源投资过度型
能源投资过度型
能源投资过度型
能源投资过度型
能源投资过度型
能源投资过度型
能源投资过度型
能源融资超前型
能源投资过度型
能源投资过度型
能源投资过度型
能源投资过度型
能源投资过度型
能源投资过度型
能源投资过度型
能源投资过度型
能源投资过度型
能源融资超前型
能源投资过度型
能源投资过度型
耦合阶段
颉颃阶段
颉颃阶段
颉颃阶段
颉颃阶段
颉颃阶段
颉颃阶段
颉颃阶段
颉颃阶段
颉颃阶段
颉颃阶段
颉颃阶段
颉颃阶段
颉颃阶段
颉颃阶段
颉颃阶段
颉颃阶段
颉颃阶段
颉颃阶段
颉颃阶段
颉颃阶段
颉颃阶段
颉颃阶段
初步磨合阶段
颉颃阶段
颉颃阶段
颉颃阶段
颉颃阶段
颉颃阶段
颉颃阶段
初步磨合阶段
协调阶段
濒临失调衰退阶段
濒临失调衰退阶段
勉强协调阶段
勉强协调阶段
勉强协调阶段
勉强协调阶段
勉强协调阶段
勉强协调阶段
勉强协调阶段
勉强协调阶段
勉强协调阶段
初级协调阶段
初级协调阶段
初级协调阶段
初级协调阶段
初级协调阶段
初级协调阶段
初级协调阶段
初级协调阶段
初级协调阶段
初级协调阶段
初级协调阶段
中级协调阶段
中级协调阶段
中级协调阶段
中级协调阶段
中级协调阶段
中级协调阶段
良好协调阶段
良好协调阶段
1252
2014年6月 赵国浩等：中国能源投融资耦合协调机制研究
境保护政策均要求能源投资必须加入一定比例的
污染源治理投资。如《环境保护法》规定，建设项目
中防治污染的设施，必须与主体工程同时设计、同
时施工、同时投产使用，这一规定在我国环境立法
中通称为“三同时”制度。其已经成为有效降低能
源生产领域污染排放的制度“法宝”。“三同时”项目
投资是能源投资子系统的重要序参量，但能源融资
子系统主要受货币政策导向和能源企业财务状况
等序参量驱动。由于货币政策缺乏对污染源治理
融资的“窗口指导”，加之项目投资回报率较低，致
使这部分投资主要依靠企业自筹，金融支持能源工
业污染源治理的力度十分有限，最终导致这一领域
的投融资动力不足、协调程度较弱。
6 结论与建议
主要结论
本文基于系统理论和协同学理论，立足气候与
环境保护视角，运用耦合协调模型，测算了 2006-
2011年间中国30个省（市）能源投融资复合系统的
耦合度和协调度，并对二者的互动关系进行实证分
析，得到如下主要结论：
（1）能源投融资对气候环境具有胁迫效应，气
候环境对能源投融资具有约束效应。能源投融资
对气候环境的胁迫效应主要缘于能源投融资形成
的生产能力，加大了大气污染物排放；气候环境对
能源投融资的约束效应主要缘于严厉的气候与环
境保护政策分流了企业的有限资金。
（2）在不考虑气候与环境保护的条件
下，能源投融资的交互作用逐年减弱、协
调发展面临挑战；在考虑气候与环境保护
的条件下，根据大气污染程度的不同，不
同地区之间的能源投融资分布不均衡、发
展不协调。
（3）通过30个省（市）能源投融资耦合
协调程度进行综合评价，发现能源投融资
存在明显区域差异，能源投融资分布不均
衡且能源融资不均衡的程度要大于能源
投资；多数地区能源投融资基本处于颉颃
阶段，投资与融资交互耦合的作用不强；
多数地区能源投融资协调程度较弱，投融
资之间没有形成共鸣与合力。
建议
在能源投资方面，建议借鉴“污染者付费”原
则，通过激励约束机制推动能源企业加大污染源治
理投资。目前能源企业大气污染物的排放行为没
有完全纳入生产成本核算。各级政府对大气污染
的主要考核指标包括化学需氧量、氨氮、二氧化硫
和氮氧化物等，对、温室气体等大气污染物还
没有建立起完善的统计监测和分解考核体系，导致
能源企业进行污染源治理投资的内生动力不足。
建议在完善能源价格市场化改革的基础上，借鉴欧
盟“污染者付费”原则，将能源企业污染成本内部
化，从制度设计上推动其加大污染源投资，促进能
源投资清洁、高效、可持续发展。
在能源融资方面，建议深化气候与环境保护的
融资支持，通过金融市场与金融机构提供全面能源
金融服务。拓宽能源企业融资渠道，确实改变污染
源治理投资主要依靠企业自筹资金和财政拨款的
被动局面。出台金融支持气候与环境保护的配套
方案，综合利用国内外碳排放市场、资本市场、债券
市场、优惠信贷安排等多种金融服务渠道助推能源
融资的可持续发展。随着经济增长、能源生产量与
能源消费量的增加，气候与环境保护政策约束力将
进一步增强。目前，基于气候与环境保护的能源投
融资耦合协调机制已经初步建立，并将在能源投融
资的清洁发展中发挥更为重要作用。
图3 能源投融资耦合协调度的区域比较
The regional comparison of the degree of coupling and coordination
of energy investment and energy financing
1253
第36卷第6期资 源 科 学
能源投融资耦合协调问题是一个高度复杂性、
综合性、系统性和动态性的问题，与资源禀赋、能源
生产技术水平、资金预算、能源价格、能源市场、能
源战略、国际地缘政治、气候与环境保护等因素密
切相关。鉴于数据资料的可得性，本文只选取部分
指标表征能源投融资复合系统的指标体系，已选指
标是否具有代表性和普遍性，还有待进一步探索、
研究。此外，原始数据为面板数据，为测度和比较
各地区能源投融资耦合协调特征，本文对相关数据
进行了均值处理，缺失了对各地区能源投融资耦合
协调度的时序性考量。对于上述问题，将在今后的
研究中继续探索。
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1254
2014年6月 赵国浩等：中国能源投融资耦合协调机制研究
Coupling and Coordination Measurement and Interactive
Analysis of Energy Investment and
Energy Financing in China
ZHAO Guohao1，2，YANG Yi2，3，HAO Qiyan3
（1. Management Science and Faculty of Engineering Shanxi University of Finance and Economics，Taiyuan 030006，China；
2. Statistics Faculty，Shanxi University of Finance and Economics，Taiyuan 030006，China；
3. The Survey and Statistics Department of Taiyuan Central Sub-Branch，People's Bank of China，Taiyuan 030001，China）
Abstract：Based on China's energy industries dealing with climate change and implementing
environmental policy，we use synergetic theory to study the coupling and coordination
measurement and interactive analysis of energy investment and energy financing. We found that
energy investment and energy financing have coercive effects on the climate and environment，and
the climate and environment have a binding effect on energy investment and energy financing.
Without considering the conditions of climate and environmental protection，the interactions
between energy investment and energy financing are yearly declining and its coordinated
development is facing challenges. When considering atmospheric pollutants，we found that energy
investment and energy financing have low coupling and weak coordination in regions with higher
emissions of greenhouse gases. Mining and construction may not be the important causes of
territorial atmospheric pollution in composite form. The binding effects of climate and
environmental protection policies on energy investment are not strong，but have important
influences on energy financing. By comprehensively evaluating the coupling and coordination
degree of 30 provinces across China regarding energy investment and energy financing，we found
that energy investment and financing are unbalanced，their degree of coupling is not high，and their
degree of coordination is weak. There is no resonation or synergy between energy investment and
energy financing. We should take more immediate measures to expand financing channels for
energy companies to promote energy investment.
Key words：energy investment；energy financing；climate change；environmental protection；
synergetic theory；coupling and coordination mechanism；China
1255
