第五节 发达国家工业化进程中碳排放的基本规律探究
从工业化进程中各发达国家碳排放量指标时间序列的变动趋势上我们可以看出较强的规律性，碳排放总量、碳强度和人均碳排放指标都随时间的推移呈现类似的变化趋势。我们可以看到，虽然经济发展和工业化进程的时间有先后差异，但是发达国家在工业化的过程中有着很大的相似性。
一 发达国家工业化进程的碳排放周期
发达国家的工业化周期表现出一定的相似性。为了解决各国工业化开始的时间不一致，更好地对比发达国家整个工业化的发展周期，根据上面对各国工业化进程中碳排放变动的数据，我们试图按照各国工业化开始的时刻，将其碳强度曲线平移至相同的起点，以直观判定该国工业化过程中碳排放周期的长度，结果如图6-9所示。所有国家的工业化起点是根据张世贤（2009）的观点确定的。
从图6-9中我们可以看出，工业化开始早的国家往往需要更长的周期完成碳强度的回落。比如工业化开始最早的英国和法国，碳强度恢复到发展初期时水平的周期都在200年左右。随后开始工业化的美国和德国，该周期则缩短到100年。日本和西班牙均在130年左右，而荷兰大致为90年。这其中的原因可能和后进行工业化的国家学习较先发展国家的经验有关，利用更先进的技术和更大的规模，从而缩短了碳排放周期。
二 发达国家工业化进程中碳排放的倒U形曲线规律
发达国家的碳排放指标变动表现出一定的规律性。通过第四节对发达国家及中国碳排放指标时间序列分析，我们可以推断，对于绝大部分国家而言，其工业化进程中碳排放的指标均会经历三个倒U形的曲线，分别跨越碳强度、人均碳排放和碳排放总量三个高峰。也就是说，碳排放的各个指标均会在工业化至一定程度的时候到达一个拐点。
图6-9 主要发达国家及中国平移后的碳排放周期
说明：各国工业化起点为如下：英国是1760年，法国是1791年，美国和德国是1870年，日本是1868年，西班牙和荷兰是1880年，中国是1949年。
表6-2总结了上面分析的各项指标峰值出现的时间和相关参数。
从碳强度指标看，所有国家都跨越了碳强度倒U形曲线的顶点，即存在明显的碳强度峰值，出现时间在1883—1986年。各国的峰值在174.5—786.3千克/千美元，出现峰值时的人均GDP在2796—15641美元，而工业产值比重的范围为26.5％—38.9％。从人均碳排放指标上来看，峰值则出现在1971—2002年，除西班牙外，绝大部分发达国家也都跨越了人均碳排放倒U形曲线的顶点。各国人均碳排放量的峰值在2.701—6.236吨，出现峰值时的人均GDP在10942—22652美元，工业产值比重的范围在32.0％—43.4％。而只有德国、英国、法国等少数国家跨越了总碳排放量倒U形曲线的顶点，出现排放总量的峰值。从上述三国的数据看，出现峰值时的人均GDP在10942—13993美元，工业产值比重在31.2％—43.4％。
从表6-2中各国出现峰值的时间可以看出，这三个倒U形曲线顶点的出现似乎有着先后规律。碳强度的峰值最先出现，人均碳排放量的峰值次之，总碳排放量的峰值随人均排放的峰值一起或略微延后出现。从工业化比重水平上分析，碳强度的峰值出现在工业产值比重较低的工业化初期，而人均碳排放和总碳排放的峰值出现在工业产值比重比较高的工业化中后期。图6-10列示了美国、日本、英国、德国四国三个倒U形曲线，充分证明了上面的分析。
表6-2 主要发达国家碳排放指标出现峰值时间
说明：（1）“—”表示该指标峰值不明显或不存在；同时有两个数值表示存在两个峰值。
（2）表中数据单位如下，人均GDP：美元（1990年价格）；碳排放总量：千吨；碳强度：千克/千美元；人均碳排放：吨/人。
图6-10 发达国家碳排放倒U形曲线
为了便于比较，我们对图中数据单位进行了适当的变换。碳排放量单位：百吨（美国为五百吨）；碳强度单位：千克/千美元；人均碳排放单位：十千克/人。
也就是说，在一国工业化进程中，必会出现碳排放强度、人均值和总量分步地从上升向下降转变，碳强度会最先出现下降，人均碳排放和碳排放总量随后下降。
三 发达国家工业化进程中碳排放的发展阶段
根据上面的分析，结合中国科学院可持续战略发展研究组（2009）的意见，我们可以把发达国家在工业化进程中的碳排放大致分为四个阶段：
第一阶段：碳排放积累期。碳强度峰值出现之前的阶段，即一国的工业化前期。此时无论是碳强度、人均碳排放量还是碳排放总量均处在上升阶段，一国的工业化水平和碳排放水平整体较低，这时的工业化推进会大幅增加一国的碳强度，但对人均碳排放和碳排放总量的影响较为有限。
第二阶段：碳排放转型期。碳强度峰值出现之后，人均碳排放量峰值出现前的阶段即一国工业化的中期。这个阶段是一国工业化的关键阶段，技术进步和规模效应使得碳强度开始一定程度地下降。同时，重工业比例的迅速上升使得碳排放总量和人均碳排放量大幅上升。碳排放增长由碳强度拉动模式转变为人均碳排放和碳排放总量拉动模式。
第三阶段：碳排放高峰期。人均碳排放量峰值出现之后，总碳排放量峰值出现之前的阶段，也是一国工业化的后期。在这个阶段虽然碳强度进一步下降，但随着工业化进程的推进，人均碳排放和总碳量近乎达到最高值，环境污染最为严重。
第四阶段：碳排放回落期。总碳排放量峰值出现之后的阶段。一国经济发展到这个时期，工业化已经基本完成，产业结构趋于合理，各项碳排放指标全面下降，基本实现了经济发展与碳排放的“脱钩”，即在经济发展的同时降低了能源消费和与之而来的碳排放，成为一个和谐发展的工业化经济，这是各国所追求的低碳经济模式。
由于大部分发达国家并没有达到人均碳排放或碳排放总量的峰值，即并未完整经历第三、第四阶段，故表6-3给出了主要发达国家在前两个阶段时间长度、所占比例及其均值。
表6-3 发达国家碳排放前两阶段时间跨度分析
可见，一国工业化进程中碳排放的积累期大致需要90年，而转型期大致在40年。需要指出的是，由于样本数据缺乏，也可以认为人均碳排放和碳排放总量的峰值同步出现，那么就可以把第三阶段并入第二阶段中，所得结论类似。