通过发展可再生资源解决全球资源危机

通过发展可再生资源解决全球资源危机！世纪已经过去了。在过去的100年里，科学技术、社会结构和全球人口发生了巨大的变化。可以预见，这些变化在21世纪仍然会对社会的方方面面产生巨大的影响。尽管世界经济在20世纪经历了许多萧条、繁荣、危机和复苏，但世界经济取得了巨大的进步。发达国家经济持续发展，许多新兴工业化国家和地区特别是发展中国家经济呈现持续快速发展势头。21世纪的世界经济，特别是未来20-25年，将继续高速发展。在未来的经济发展中，人类将面临资源有限和保护生态环境的严峻挑战。未来25年，世界人口可能达到6543.8+00亿，如此庞大的人口需要粮食和必要的物资。同时要供给相应的能源、交通、住房、学校和各种机器。需求的指数级增长和有限的资源形成了尖锐的矛盾。回顾20世纪的发展，特别是20世纪30年代以来，是油气经济发展的历史。主要资源来自化石资源(煤炭、石油和天然气)，许多国家认为化石资源是保证能源和原材料供应的基础。从20世纪20年代开始，它提供了经济发展的需要，甚至达到了今天的生活水平。据统计，生物基资源的份额非常小，在能源中不到1%，在原材料中不到5%。尽管碳氢化合物对经济发展的贡献很大，但有限的资源令人担忧，各种化工产品带来的生态和环境问题也越来越严重，因此可持续发展战略已成为全球知识，并被广泛接受和实施。在实施可持续发展中，它对保持经济发展与生态环境的平衡、经济的持续增长、人民生活和健康水平的不断提高、国家的安全与稳定以及确保资源供给等方面发挥着重要作用。因此，许多政府和行业呼吁开发和利用可再生资源，以补充和替代目前过于依赖的不可再生和日益减少的化石燃料资源。早在1996年，美国政府就组织相关行业协会、学术团体、行业和教育科研部门的专家就可再生资源的开发利用进行了讲座，并在1998后提出了题为《2020年基于植物/农作物的可再生资源——关于通过可再生植物/农作物资源的利用加强美国经济安全的设想》(以下简称《设想》)。该想法发表后，美国农业部和能源部支持全国玉米种植者协会组织跨行业研究讲座，讨论该想法的实施。经过长时间的讲座，业界、确信界和政府部门对设想目标的实现、存在的问题和实施步骤有了* * *的了解，并提出了名为《2020年实施基于植物/农作物的可再生资源计划》的技术指南(以下简称《技术指南》)。这两份报告内容详实，重点明确，逻辑性强，实施步骤清晰，许多观点和技术课题、措施具有启发性。从这两份报告中，我们不仅可以了解再生资源的内涵、开发利用的必要性和可能性，还可以为如何开发和促进再生资源的开发利用提供实施途径。还明确阐述了可再生资源开发利用的经济技术现状、存在的障碍和误区。虽然这两份报告都是针对美国的情况，但其科学性和前瞻性以及许多技术内涵对我们仍有很大的参考价值。“假设”是一种基于植物/作物发展可再生资源产业的策略。经过讲座和调研，来自美国农、林、化行业(包括各种美国公司)、非营利组织、贸易协会和学术部门以及各行各业的63位专家学者首先提出了对这一新兴行业未来发展的设想。1996 65438+2月美国全国玉米种植者协会组织了一次战略愿景研讨会，目的是起草一份产业愿景，使基于植物/作物的可再生材料可以作为目前使用的原材料的补充来源，以满足人们对化学品、材料和其他产品日益增长的需求。这个“愿景”广泛地规划了这个行业将如何从目前的家庭式行业走向国家规模的核心制造业。将这个“想法”公之于众的目的是为了引起更多读者的关注，提出建议，共同开发，使之成为现实的技术实施方案。对于世界资源能否支撑目前已经出现的经济快速扩张，一直存在两种不同的观点:一种是悲观的认为世界资源难以满足指数级的经济增长。如果现有技术无法进一步发展，不可再生资源有限，这种悲观的看法确实是现实的评价；另一方面，现在的技术正在突破，潜力无限，所以我们看好未来。历史教导人们，只有通过协调提出清晰的思路，才能引导人们解决有关未来发展的重大问题。过去我们一直在讲，未来25年如何解决全球6543.8+00多亿人的吃饭问题。获取食物只是人类生存的需要，还有其他指数级增长的能源、交通、住房、学校、机械、计算机等需求，要考虑满足这些需求的资源从哪里来。钻更多更深的油气井，可以供应更多的烃类原料，但油气储量毕竟有限。现有碳氢化合物的有效利用率会不断提高，但作用不大。纳米技术可能会促进小型化，从而节省材料，但有些物体不能缩小。问题是资源正在枯竭，什么时候枯竭都无所谓。重要的是探索一种新的资源模式，并逐步转化。《假设》序言指出，无论适用技术如何应用，将现有资源转化为可再生资源，符合可持续发展的方向，符合环境和生态的要求。因此，植物/作物资源的应用是乐观的。随着适用性研究和开发的发展，人们可以找到许多经济上可行的方案来满足整个星球的需求。“愿景”确定了方向和相应的规划，并采取措施在植物系统中建立使用能源和碳源的可再生资源基地。挑战是严峻的，但机遇难以估量。人类可以适应变化，但必须接受面临的挑战。前言从两个方面进一步阐明了“假设”的背景:1。定义植物/作物基资源植物/作物基(有时是生物基)资源是指来自一定范围系统的植物，主要是农作物、林产品和食品、饲料、纤维等工业加工的副产品。它们可以通过一年生作物和树种、多年生植物和短期轮作树种在短时间内再生。石化产品最初是以植物为基础的，它们的基本分子是碳氢化合物。目前，在基于植物/作物的可再生资源中使用的大量基本分子是碳水化合物、木质素和植物油。还有一些低量高值的分子来自植物次生代谢。另一个主要区别是，碳氢化合物及其提取系统已被开发和加工，以生产它们所需的原材料，而基于植物的可再生资源已在一定程度上得到认可，但有些植物会包含一些资源，加工后会留下什么尚未完全了解。生物技术的最新进展可以改变植物成分和酶的提取系统，这为现在需要的化学产品和新的中间体和产品的生产提供了新的经济机会。据统计，美国的森林、耕地和牧场面积约为22.46亿英亩(1英亩=0.405公顷，下同)，其中4.24亿英亩种植主要农作物，可生产大量植物/作物类资源。在过去的50年里，这些资源主要集中在食品、饲料和纤维生产上。2.碳氢经济20世纪后期，世界经济发展迅速，产量增长率大大提高，特别是发达国家和一些发展中国家。油气经济在成功增长和发展的过程中发挥着重要作用。自20世纪20年代以来，化石燃料的采用和利用为人们提供了经济效益和生活水平。许多国家依靠这种资源来满足能源和原材料的需求。在过去的50年中，大量的研究和开发创造了许多技术流程，这些流程在能源生产和基础产品制造中可以大大增加价值。市场经济显然是由人们提高生活水平的意愿来驱动的，从而创造出各种各样的产品。生物资源(主要是植物资源)的数量非常少。据统计，在能源中不到1%，在原材料中不到5%。1996年美国玉米、大豆和小米的产量约为6900亿磅(1磅=0.4536公斤，下同)用于粮食和饲料。从经济上看，赶不上工业原料，但以碳氢化合物为基础的经济繁荣。尽管碳氢化合物将继续为经济发展发挥非常有效的平台作用，但在其未来的应用中仍有一些问题需要解决。首先，石化产品的应用环境越来越受到重视，出现了很多相关问题。化石燃料是一种日益减少的原料资源。应用植物/作物资源作为补充，因为它们是可再生的，为经济向可持续发展的有序转变创造了机会。通过考察能源状况可以看出可再生资源作为补充的必要性。油气资源是有限的，许多专家提出，按照目前的消耗水平，世界可采和探明储量只能提供50-100年。这里的一个重要假设是“当前消费水平”不变，但考虑到世界人口增长和生活水平的变化，这个假设是不合理的。目前世界人均能源消费水平差异很大，如表1所示。许多发展中国家将增加能源消耗。未来的能源供应问题是多方面的，因为发展中国家人口众多。比如中国的人均能源消耗相当于美国的1/3，需要增加的能源量相当于美国全年的能源消耗总量。