- 即將到來(lái)的能源戰(zhàn)爭(zhēng)
- (加)瓦茨拉夫·斯米爾
- 2686字
- 2024-12-16 16:59:56
能源爭(zhēng)霸帶動(dòng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)
所有工業(yè)化前的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)(忽略其特定組織方式或平均生產(chǎn)力)都只能利用太陽(yáng)能。通過(guò)光合作用的轉(zhuǎn)化,太陽(yáng)可以為人類(lèi)提供食物、蓄養(yǎng)動(dòng)物和產(chǎn)生有機(jī)肥,人類(lèi)也可以再利用回收的有機(jī)肥補(bǔ)充土壤養(yǎng)分。但是,這種可再生性并沒(méi)有轉(zhuǎn)化為可靠的糧食供應(yīng)。不當(dāng)?shù)母N方式、低產(chǎn)量、自然災(zāi)害頻現(xiàn)等因素導(dǎo)致周期性的糧食短缺,人類(lèi)若要提高糧食產(chǎn)量,就需要投入更多的畜力和自身的力量。
所有傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)都是高度勞動(dòng)密集型的,往往要雇用 80%以上的社會(huì)可用勞動(dòng)力。到了 19 世紀(jì),馬拉機(jī)械的出現(xiàn)使這一比例逐漸減少,但直到拖拉機(jī)和自推進(jìn)式農(nóng)業(yè)機(jī)械的使用,密集勞動(dòng)力的比例才急劇下降。美國(guó)農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力的比例從 1900 年的 40%左右下降到 1970 年的 5%不到,現(xiàn)在則只有 1.5%,而類(lèi)似的下降率在所有西方國(guó)家都能找到記錄。
各國(guó)普遍采用 4 項(xiàng)措施改變傳統(tǒng)農(nóng)業(yè),它們分別是:借助發(fā)動(dòng)機(jī)和馬達(dá),實(shí)現(xiàn)土地整理和農(nóng)作物加工過(guò)程的機(jī)械化;使用無(wú)機(jī)肥料,尤其是合成氮化物;采用農(nóng)用化學(xué)品防治害蟲(chóng)和雜草;開(kāi)發(fā)新型高產(chǎn)農(nóng)作物。現(xiàn)代農(nóng)業(yè)已經(jīng)開(kāi)始依賴(lài)大規(guī)模的能源補(bǔ)貼,這點(diǎn)不僅體現(xiàn)在為農(nóng)田、灌溉和作物加工機(jī)械提供動(dòng)力的液體燃料上,還體現(xiàn)在肥料、殺蟲(chóng)劑和除草劑的合成上。隨著農(nóng)作物產(chǎn)量的增加(20 世紀(jì)許多普通作物的產(chǎn)量增加了3倍)和勞動(dòng)力需求的減少,這一轉(zhuǎn)變帶來(lái)的生產(chǎn)力增長(zhǎng)令人震驚。1900 年,美國(guó)農(nóng)民平均需要?jiǎng)谧?3 分鐘才能生產(chǎn) 1 千克小麥,但到了 2000 年,勞作時(shí)間降到了 2 秒鐘,如今最優(yōu)秀的生產(chǎn)者更是只要 1 秒鐘就能完成這項(xiàng)工作。霍華德·奧德姆(Howard Odum)曾說(shuō)過(guò),這種轉(zhuǎn)變的代價(jià)在于,我們?nèi)缃袼缘耐炼估锒加惺汀?梢哉f(shuō)此言不虛。
農(nóng)業(yè)機(jī)械化成為可能是因?yàn)槿藗兪褂昧送侠瓩C(jī),這種機(jī)械早在第一次世界大戰(zhàn)前就被大量引入美國(guó)了。汽油拖拉機(jī)在 1930 年以前的美國(guó)就取代了馱馬。但在歐洲,從畜力向機(jī)器的轉(zhuǎn)變發(fā)生在第二次世界大戰(zhàn)后,而且歐洲人主要依靠的是 20 世紀(jì) 30 年代引入的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。1950 年之后,柴油發(fā)動(dòng)機(jī)還促使美國(guó)和加拿大轉(zhuǎn)而使用重型四輪驅(qū)動(dòng)機(jī)械(兩國(guó)現(xiàn)在最大型機(jī)器的功率是 400千瓦,也就是 550 英制馬力),并開(kāi)始設(shè)計(jì)重型履帶式拖拉機(jī)。相比之下,亞洲的農(nóng)業(yè)機(jī)械化依賴(lài)于小型兩輪手扶拖拉機(jī)(以汽油或柴油作為動(dòng)力),這種拖拉機(jī)適合耕種小型稻田。
柴油發(fā)動(dòng)機(jī)也被用于各種收割機(jī)械,包括自推進(jìn)式聯(lián)合收割機(jī)和棉花采摘機(jī)。人們還使用不同尺寸的固定式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)發(fā)電,無(wú)論在遠(yuǎn)離集中電力供應(yīng)的地方,還是在緊急情況下,這種柴油發(fā)動(dòng)機(jī)都非常好用。最大的柴油發(fā)電機(jī)的尺寸就和中型汽輪機(jī)一樣大,較小的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)則用來(lái)為制冷或農(nóng)作物加工提供機(jī)械能。至于其他終端市場(chǎng)的規(guī)模,農(nóng)林業(yè)對(duì)成品油的需求相對(duì)較小,全球范圍內(nèi)只消耗成品油總量的 3%。
燃料油是第一種現(xiàn)成的固體燃料的替代品,而固體燃料燃燒時(shí),需要人們不斷地往火里添加燃料并嚴(yán)密看管。后來(lái),數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的家庭購(gòu)買(mǎi)了可以自動(dòng)加油的小型油爐,人們只要旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)或設(shè)置好溫度調(diào)節(jié)器,就可以享受到熱量,且無(wú)須嚴(yán)密看管油爐。這股潮流始于美國(guó)和加拿大,后來(lái)傳至日本和歐洲。
油爐的儲(chǔ)油罐很小,這就意味著在寒冷的冬天,送貨卡車(chē)必須給它們加注四五次燃油,而高需求可能會(huì)迫使燃油價(jià)格飆升。世界各國(guó)改用天然氣后,使用燃料油供暖的家庭數(shù)量大幅減少。
2016 年,只有不到 5%的美國(guó)家庭仍然靠燃料油取暖(大約 600 萬(wàn)人,其中 90%在美國(guó)東北部地區(qū)),而在 1972年,這一比例接近三分之一。2015 年,約 8%的精煉燃料被住宅和商用市場(chǎng)消耗,其中絕大部分燃料用于取暖,隨著天然氣稱(chēng)霸市場(chǎng),這一比例也將繼續(xù)下降。
除了提供現(xiàn)代文明最需要的液體燃料外,原油精煉過(guò)程也是石油化工原料的重要來(lái)源,而這些石油化工原料會(huì)被進(jìn)一步加工成種類(lèi)繁多的合成材料。2015 年,約 11%的碳?xì)浠衔镆后w(超過(guò) 4 億噸)被用作石油化學(xué)原料,其中石腦油約占總量的三分之二,其次是液化石油氣。
地磚、手套、信用卡:你所不知道的塑料
制作塑料的原料主要有兩種,分別是烯烴(主要是乙烯和丙烯)和芳烴(主要是苯、甲苯和二甲苯)。乙烯由乙烷或石腦油蒸汽裂解制成,是最重要的石油化工原料。
歐盟的乙烯年產(chǎn)量約為 2 000 萬(wàn)噸,美國(guó)的乙烯年產(chǎn)量約為 4 000 萬(wàn)噸。丙烯是第二重要的原料,而石腦油裂解還能產(chǎn)生丁二烯。通過(guò)聚合反應(yīng),基礎(chǔ)原料可以產(chǎn)生目前普遍存在的熱塑性塑料,這種塑料占所有人造聚合物總量的 70%以上。熱塑性塑料由線(xiàn)性分子或含支鏈分子組成,加熱后會(huì)軟化,但冷卻后會(huì)重新變硬。
聚乙烯是最重要的熱塑性塑料,其最常見(jiàn)的形態(tài)是一種堅(jiān)韌的薄膜,可被制成垃圾袋、食品雜貨袋和面包袋。除此之外,聚乙烯在日常生活中還有很多用途,可以被制成電線(xiàn)絕緣層、人工髖關(guān)節(jié)等物品。聚乙烯還可以被制成纖維,用吹塑工藝制成裝牛奶、洗滌劑和機(jī)油的硬質(zhì)容器,或者制成儲(chǔ)氣罐、管道、玩具和大量工業(yè)部件。
聚氯乙烯(PVC)的用途甚至比聚乙烯更普遍,從埋在地下的管道到信用卡,從地磚到外科手術(shù)手套,聚氯乙烯幾乎無(wú)所不在。
聚丙烯存在于織物、室內(nèi)裝潢和地毯中。丙烯也是生產(chǎn)聚碳酸酯(用于制作光學(xué)鏡片、窗戶(hù)、硬質(zhì)透明蓋子,經(jīng)過(guò)金屬化處理后,還可以被制成CD光盤(pán))和聚酯樹(shù)脂等塑料產(chǎn)品的原材料。
苯用于合成苯乙烯(苯乙烯用于制作包裝材料中的聚苯乙烯)和其他大量化學(xué)反應(yīng)所需的原料。聚氨酯是甲苯的主要終端產(chǎn)物,而二甲苯用于生產(chǎn)聚酯纖維、溶劑和薄膜。
制造瀝青是精煉石油產(chǎn)品的第二大非燃料用途。19 世紀(jì) 70年代,美國(guó)開(kāi)始偶爾使用瀝青鋪設(shè)道路和人行道。1896 年,紐約市不再用磚塊、花崗巖和木塊鋪設(shè)道路,而是開(kāi)始使用瀝青。所有這些早期瀝青路面都是用特立尼達(dá)或委內(nèi)瑞拉的天然瀝青制成的。第一次世界大戰(zhàn)后,汽車(chē)使用量的激增提高了人們改善路面狀況的需求。隨著煉油工業(yè)的發(fā)展,人們開(kāi)始從原油中提煉出熱拌瀝青。第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后,美國(guó)開(kāi)始大舉修建州際公路,其他西方國(guó)家也紛紛效仿美國(guó)。中國(guó)和印度也在進(jìn)行大規(guī)模的道路建設(shè),采用混凝土作為鋪路的主要材料。
不過(guò),只要路基完好無(wú)損,表層瀝青就可以被剝離和回收。事實(shí)上,在發(fā)達(dá)國(guó)家,回收量最大的材料并非鋁罐或報(bào)紙,而是瀝青。2015 年,世界各地的煉油廠生產(chǎn)了近 9 000 萬(wàn)噸瀝青(北美瀝青產(chǎn)量占全球的四分之一),其中 85%用于生產(chǎn)鋪路用的熱溫瀝青混合物。2015 年,美國(guó)從磨損道路表面回收了 7 000 萬(wàn)噸瀝青,其中約有 90%用來(lái)重新生產(chǎn)新的熱溫瀝青混合物。瀝青也被用來(lái)鋪設(shè)屋頂,以及生產(chǎn)工業(yè)涂料、黏合劑和電池。

注: 2024 年,中國(guó)已確定超越日本而首次成為全球汽車(chē)最大出口國(guó),中國(guó)已然是世界最大汽車(chē)市場(chǎng)。
注: 功率重量比就是動(dòng)力與車(chē)體重量的比值,換個(gè)角度也可以將其理解為 1 千克物體由多少千瓦的功率推動(dòng)。比值越大,車(chē)輛的動(dòng)力性越好。
注: 石腦油又叫化工輕油,是以原油或其他原料加工生產(chǎn)的用于化工原料的輕質(zhì)油。
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