第三节 发达国家及中国碳排放指标时间序列分析
为了在较长时间段中全面考察各主要发达国家碳排放的时间演变过程与趋势，我们使用1850—2005年各国能源消耗碳排放总量、碳排放强度以及人均碳排放等不同指标的时间序列，从不同角度分析发达国家在发展过程中的碳排放变化趋势。
一 能源消耗碳排放量时间序列分析
图6-1显示了美国等8个发达国家以及中国由于能源消费所产生的碳排放总量随时间变化的趋势图。
从图6-1可以直观发现，各发达的国家的能源消耗碳排放随经济的发展整体呈先上升后下降（或者上升减缓）的倒U形趋势。但目前只有英国、法国、德国基本实现了碳排放总量的下降。在不同时间段内变化趋势也有所不同：
第一阶段：20世纪20年代之前。各国均处在发展初期，碳排放量上升得比较缓慢。
第二阶段：20世纪20年代初至20世纪70年代初。这是碳排放量的显著增长期，各国工业化最为迅猛的时期也是碳排放上升的高峰阶段。虽然两次世界大战期间波动较大，但增长率从第二次世界大战后期开始不断上升到60年代末达到峰值。
第三阶段：20世纪70年代初至21世纪初。这是碳排放的回落期。70年代之后大部分国家上升趋势变缓（除日本外），德国、英国和法国甚至出现了较为明显的回落过程。
从各国来看，英德两国属于进入工业化最早的国家，碳排放指标最先进入增长期。在20世纪之前碳排放便超过5000万吨，美国、法国次之，日本、澳大利亚、西班牙、荷兰等国再次。日本、法国、德国、美国在20世纪中期的升幅十分明显。日本工业化发展较晚，但后来居上，在七八十年代中能源消耗碳排放大幅上涨，总量超过其他传统工业强国。美国是历史上累积碳排放最多的国家，从19世纪末期便开始超过英国成为全球碳排放总量最多的国家，在1975年增长期结束时，美国能源消耗碳排放高达122亿吨，是当时日本碳排放总量的4倍、英国的8倍、澳大利亚的37倍，是全球毫无争议的最大的碳排放国。
同时我们可以看到，德国、英国以及美国在绝大多数时间里，碳排放均高于其他国家的同期水平，属于高排放国家；而日本、澳大利亚、法国、西班牙、荷兰等国则归类为低排放国家。
表6-1列示了近160年来上述各国的累积碳排放量。从历史的角度来看，美国依旧是最大的累积排放国，是紧随其后中国的累积排放的近4倍。
图6-1 主要发达国家及中国能源消耗碳排放（1850—2004年）
表6-1 各国历史累积碳排放总量（1850—2005年）
二 能源消耗碳强度时间序列分析
一国碳排放总量的绝对数额与该国经济总量大小直接相关，图6-2显示了各典型发达国家的碳强度的时间序列，它反映了各国单位GDP下二氧化碳排放量的历史演变趋势。
图6-2 主要发达国家及中国碳强度（1850—2004年）
整体来看，长期内各发达国家碳强度似乎也存在一个相类似的先增后降的倒U形趋势，即在经济发展初期碳强度不断增加直至达到峰值，当高耗能的产业逐步向低耗能产业转变时，碳强度又开始不断回落。尽管峰值阶段不尽相同，进入21世纪后，各发达国家的碳强度均回落至0.15 吨/美元左右的水平。其中两次世界大战期间工业发展受阻，各国碳强度也有较大波动。
20世纪之前英国是碳强度最高的国家，而在20世纪上半叶被美国超越。英国于1883年最先达到倒U形顶点之后，碳强度开始逐步下降，美国、德国（均为1917年）次之，再次是法国（1930年），最后是日本（1973年）和澳大利亚（1986年）。英国、德国、美国三国历史峰值均达到700千克/千美元左右，且在大部分时间段内具有更高的碳强度，可以归类为高碳强度国；而其他国家的峰值较低，大多在200千克/千美元左右，可归类为低碳强度国。
三 人均能源消耗碳排放时间序列分析
图6-3给出了上面8个典型发达国家和中国人均碳排放的历史数据。
在发达国家的数据趋势中，各国人均碳排放量和碳排放总量以及碳强度类似的变动过程：除了日本、澳大利亚和西班牙，其他5国的人均碳排放仍然基本上存在着一个先上升后下降的倒U形曲线关系，即存在着一个人均碳排放量的峰值。1890年之前增长均较为缓慢，20世纪上半叶为震荡上升阶段，而在六七十年代增速达到高峰，但80年代后增幅逐渐放缓，美国、英国、德国、法国四国均有一定程度的下降。在20世纪之前，英国为人均碳排放最高国，进入20世纪之后，美国人均排放明显高于其他国家，最高时超过6.5吨/人，是同期中国人均碳排放量的20倍。
图6-3 主要发达国家及中国人均碳排放（1850—2004年）
较之碳排放强度，我们看到，各国人均能源消耗碳排放的差异性更大。德国、法国、西班牙、荷兰、日本经历显著上升期后，在2.4—3.8吨/人，之后逐渐回落至2—2.5吨/人的水平。虽然各国人均碳排放水平不尽相同，但均在1970年左右达到了峰值水平，这可能和20世纪70年代的石油危机有关，随着石油价格的上升，能源消费吃紧，各国开始注意减少不必要的能耗，大力开发低耗能的新技术，从而使人均碳排放开始下降。同样也可以发现，上述英国、德国、美国等高人均碳排放国家和法国、日本、荷兰、澳大利亚、西班牙等低人均碳排放国家的显著差异性。澳大利亚人均碳排放不断上升原因可能是其较慢的人口增幅。从历史上看，英国、德国、美国三国的人均碳排放比其他国家更早地进入上升阶段，增幅更大，峰值更高。也就是说，它们的“倒U形曲线”顶点高，开口大，人均碳排放累积量显著大于低耗能国家。