二、资源供求前景
- 决定资源供求前景的因素
全球资源系统与人类社会系统存在着永恒的矛盾,全球资源与世界经济发展从不平衡到相对平衡,再到新的不平衡,这就是人类开发利用资源、发展经济的历史。资源系统与人类社会系统相对平衡的条件是:第一、资源增加与资源减少的因素相对平衡。第二、资源系统的变化与人类社会系统的变化相对协调。
-
致使资源减少的因素主要有:第一,人口增长,资源消耗量增大; 第二,人类生活水平不断提高,人均资源耗量增加;第三,作为资源载体的环境质量下降,资源再生能力降低或部分丧失;第四,天灾人祸及资源不合理利用,造成资源浪费、损失或破坏。
-
促进资源增加的因素主要有:第一,原有类型资源经过勘察,被查明、控制;第二,新类型、新物种、新领域的资源被发现和利用;第三,资源系统效率提高,消耗下降;第四,资源再生与重复利用;第五,资源利用新途径的发现并付诸实施。
-
人类促进资源增加、制约资源减少的途径是多方面的。
由于人类根据资源增减的因素,主动采用各种相应措施促进资源增加, 节制资源减少,因此全球资源系统与人类社会系统虽有矛盾,但又能不断地取得相对协调。世界各国促进资源增加、制约资源减少的主要措施有:第一, 科学技术措施。由于科学技术的进步,原有类型的资源被查明、控制,新资源被发现、替代,资源利用效率、重复利用率和资源的再生能力不断提高。
第二,经济措施。由于经济结构调整,可以节省资源,由于经济规律的作用, 使节能、节材的工艺技术得以推广,从而节约资源。第三,管理措施。资源法制管理、计划管理和行政管理,特别是利用市场经济规律的资源产业化管理等各种调控手段,使资源得到合理利用和有效保护,杜绝资源的破坏和浪费。第四,控制人口措施。由于人类控制自身数量的增加,不断提高自身素质,减轻对资源的压力。科学技术、经济和管理等措施同时施加于资源,发挥综合效应促使资源增加,制约资源减少,使资源系统与人类社会系统相对平衡。资源增减的因素分析见图 18-2
+资源利用途径的开拓
+资源再生与重复利用率提高
+资源系统效率提高:消耗下降
+新资源的发现(新类型、新物种、新领域)
+原有类型资源的查明、控制
-人口增长:资源耗量增大
-人类生活水平提高:人均资源耗量增大
-环境质量下降:资源再生能力下降
-天灾人祸:资源破坏、损失
图 18—2 资源增、减因素分析
- 矿产资源
矿产资源查明储量有限,但矿物是无限的。矿物是地壳中各种地质作用的自然产物,它在地壳上的分布非常广泛,种类很多。大部分的矿物是固体的,只有石油、天然气等是液态或气态的。现在已经知道的大约有 3000 多种,
但目前能被利用的只有 200 多种,组成地壳岩石的主要矿物仅有 20—30 种。矿石是含有有用组份的岩石或岩石的集合体,其矿物含量在现代经济和技术状况下回收是有利的。所谓矿产资源是在一定的经济技术条件下可以开采利用、并取得效益的矿石天然堆积物。矿产资源是随着人类科学技术水平、国民经济需要而发展变化的。矿产储量(以固体矿产储量为例)是地壳中一定面积上拥有的矿产数量,储量与质量是分不开的,矿产的质量取决于其中有利于工业利用的金属或非金属组分、其它有用或有害组分的含量等因素。根据地质工作程度的高低,可将发现的矿产资源划分为不同的储量等级,另外划分为资源量、查明储量和经济可采储量。我国划分为地质预测量、远景储量和工业储量,远景储量与工业储量之和是累计探明储量。
从产量、储量、资源量、可发现的资源量分析中可以得出以下一些看法:
- 大多数矿产探明储量足以维持人类社会进入 21 世纪。
对全球矿产资源保证程度的研究,由于采用的储量、开采量的年限和数据不同,所得出的结论也不同,据美国矿业局预测,全球主要矿产按储量计
算全球主要矿产按储量计算的静态保证年限是:
按 1980 年计:铁 104 年锰 47 年铬 345 年铜 63 年
表 18-1 全球常用主要矿产保证程度
钾
天
资料来源:根据《国外矿产资源》(地质矿产部情报)研究所,1988 及其它资料计算编写
注:①从世界 1979 年至 1985 年矿产产量看,铁、锰、铝等大多数矿产 1980 年产量最高,后几年有所下降
②据美国“地质调查局”估计,相当于地壳表面以下一公里所含的物质的万分之一
③“估计存在于地壳中的总量”据 1980 年美国 E.W.Clark(克拉克)开始测定地壳的平均化学成分,计算了 10 种化学元素在地壳的平均含量,之后,许多学者又进行了计算和修正,并命名为克拉
克值。在地壳含量最多的主要化学元素的克拉克值:见表 18—2
表 18 - 2 地壳主要元素的克拉克值
元素 |
氧 |
硅 |
铝 |
铁 |
钙 |
钠 |
钾 |
镁 |
氢 |
钛 |
碳 |
氯 |
磷 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
符 号 克拉克值 (%) |
O 49.13 |
Si 26.00 |
Al 7.45 |
Fe 4.20 |
Ca 3.25 |
Na 2.40 |
K 2.35 |
Mg 2.35 |
H 1.00 |
Ti 0.67 |
C 0.35 |
Cl 0.20 |
P 0.12 |
铅 35 年锌 26 年铝 294 年
按 1985 年计算:铁 171 年锰 97 年铬 106 年铜 40 年
铅 26 年锌 26 年铝 300 年
-
从长远看,继续进行资金、技术投入,矿产资源量可以通过提高地质工作程度,可以转化为矿产储量。
-
从超长远看,随着科学技术水平的提高,随着经济发展,许多矿物可以转化为矿产资源。
随着科学技术的进步,人类采矿、选矿、冶炼和加工的技术水平愈来愈高。目前世界上铁矿、铜矿、金矿的工业品位分别是 20—30%、0.2—0.3%、3 克/吨。未来技术水平提高了,
表 18-3 世界燃料剩余可采资源估计
1000TW 年 |
Gtce |
|
---|---|---|
石油 |
0.5 |
0.538 |
重质油 |
0.5 |
0.538 |
常规天然气 |
0.5 |
0.538 |
煤炭 |
5 |
5.38 |
页岩油 |
30 |
32.28 |
铀(常规堆) |
3 |
3.228 |
铀(快堆) |
3000 |
3228.0 |
锂( D — T 聚变) |
140000 |
150640.00 |
氘(聚变) |
25000000 |
269000000.0 |
资料来源:朱成章等根据德国专家霍泽提供的资料编译,能源政策研究通讯,1992 年第 7 期。
成本降低了,低于上述品位的矿物,均可以列入矿产资源。3.能源
总的来看,矿产能源(煤、石油、天然气)数量有限,核能潜力很大, 再生能源无限。
- 全球煤、石油和天然气等化石能源足以维持人类社会进入 21 世纪。据美国矿业局预测,按 1980 年储量计算的静态保证年限煤:526 年,石
油:31 年,天然气:54 年按 1985 年储量计算的静态保证年限煤:约 600 年, 石油:35 年,天然气:54 年据 1987 年休斯顿世界大会资料,1985 年 1 月 1
日世界石油剩余探明可采储量为 1090 亿吨,按年产 30 亿吨计,可采 36 年。
未探明的 1700 亿吨,按 34%回收率计约 580 亿吨可采储量,两者合计可采
55 年。
- 核能利用潜力很大,可保证人类社会超长远发展需要。仅以铀矿(U235)为例
按 1980 年储量计,可保证 40 年(175 万吨/4.375 万吨) 按 1985 年储量计,可保证 62 年(231.5 万吨/3.74 万吨)
按可发现的资源量与目前年消费量计算,可保证 8455 年之久。
- 可再生能源潜力无限,可永续利用(见表 18—4)
化石燃料总有用完的时候,而新能源和可再生能源是不会枯竭的,所以人类最终要依靠可再生能源。根据霍泽对可再生能源可利用量的估计,最主要的可再生能源是太阳能、生物能和海洋热能,用这些能源替代化石能源绰绰有余。
每年提供再生能源÷每年消费能源=每年供给是消费的
表 18 — 4 可利用的可再生能源资源量
使用量和转换效率(%) |
能源资源量 |
备注 |
||
---|---|---|---|---|
TW 年/年 |
Ctce |
|||
太阳能发电 |
1 %陆地面积, 20% |
50 |
53.8 |
电能 |
生物质能 |
10 %陆地面积, 1 % |
25 |
26.9 |
化学能 |
海洋热能 |
1 %吸收, 2 % |
10 |
10.76 |
电能 |
水能 |
所有可能的坝址 |
2 |
2.15 |
电能 |
风能 |
3 %陆地面积,最大风能 |
1 |
1.08 |
电能 |
海浪、海流 |
||||
潮汐能、地热能 |
< 1 |
< 1.08 |
||
2050 年节能量 |
10 ~ 40 |
10.76 ~ 41.84 |
热能 |
资料来源:朱成章等根据德国专家霍泽提供的资料编译,能源政策研究通讯,1992 年第 7 期。
倍数1)89÷13.2=6.74(用 TW 计算)
或
2)95.77÷14.21=6.74(用 Gtee 计算)
1TW=31.5J/年=704.5×108toe=1076×108tce
式中:
TW——1012 瓦,读作太瓦特Gtce——109 吨煤当量,读作吉吨煤当量toe——吨油当量
4.可再生资源
可再生资源在人类社会发展的一定历史阶段是有限的,在人类社会发展的长河中是无限的。
- 可再生资源的生产力是资源本身与人类技术经济投入的函数值
决定土地生产能力的相关因素是:土壤、气候、水利条件、肥料、作物品种和技术。
以以色列农业资源利用为例:以色列人口 470 万人,国土面积 2.1 万平
方公里,可再生淡水资源 2.16 千立方米,是一个国土面积狭小,淡水资源短
缺的小国。可是其农产品出口额达 13.6 亿美元,占资源型产品出口额的 85
%,进口额 33 亿元。其农业发展全靠资金、技术投入。其淡水抽取量占总量
的 88%,人均用水量 447 立方米/年,接近我国 462 立方米。人均生活用水
72 立方米,比我国高出 66 立方米(我国人均 6 立方米)。
- 可再生资源在其“疲劳极限”内可以永续利用
就一块土地而言、在现实的和可以预见的时期内(人类科学技术水平有限,投入产出比有限),其生产能力有限,超越生产能力的投入不仅无利可图,而且可能使这块土地达到“疲劳极限”而不能恢复其能力。
就全球而言,土地不合理利用(如过量垦殖,森林过伐),水资源不合理利用(地下水过量开采,不适当的截流⋯⋯),引种上的错误等,可能导致土地退化(沙漠化、盐碱化⋯⋯),水土流失,生物多样性的损失等等。使再生资源数量减少、质量下降。
还有一个最大的问题是非再生资源(矿产、矿物能源)的不合理开采利
用,它造成 CO2(二氧化碳)排放量增加,温室效应,酸雨,臭氧层破坏, 土、水、气污染(重金属等污染元素在生物圈中循环超标)。使可再生资源劣变,在一定时期,一定范围,失去活力。
- 可再生资源再生能力的大小(或“疲劳极限”的大小),还取决于再生资源载体—生物圈—运行机制
生物圈是自然资源系统中最重要、最有活力的层圈。可 563 再生资源如大气、水、土地、生物(动物、植物、微生物)构成可再生资源系统的运行, 其中大气圈、水圈(江河湖海、地下水、冰川和气体中的水)的运动结合成一个整体,带着物质、能量在地球表面运动。
人类的活动,特别是人类开采利用非再生资源(包括开采、运输、加工、消费),又把岩石圈内的物质(金属元素、非金属元素)带到地表和大气中, 其中有不少有害元素(如铅、汞、镉、砷、二氧化硫等),带到土地、水、大气中,又被吸收到生物体中,通过食物链进入人体,危害人类健康。
如果物理运动(水、气)、化学运动(污染物)控制在大气、水、生物自净能力限度内,生物圈的运行仍保持原有活力,甚至可以提高其活力。各种自资然源均可以再生,可以供人类永续使用。
如果物理运动、化学运动超过一定限度,超过疲劳极限,生物圈的运行就失去原有活力,自然资源的生产能力就会急剧下降。
生物圈失去活力后,需要治理,治理需要花费比破坏更大的投入,恢复需要很长的时间,甚至是一个历史阶段。通过治理的生物圈可能失去某种物种,这种损失是难以挽回的。但也可能增加新的物种。
- 在人类社会发展的历史长河中,可再生资源的潜力是无限的
在自然资源系统与人类社会系统这一对矛盾中,人类社会是矛盾的主要方面。人类对自然的干预能力、强度已超过自然本身。如人类能造成土地退化,也能治理水土流失,治理沙漠化和盐碱化;人类可以滥砍伐森林,也可以植树造林,也可以利用先进技术手段防治污染、保护环境。人类社会实现工业化,可能导致二氧化碳、二氧化硫排放量增加和温室效应,人类可以通过科技,管理等活动得以解决。如 1987 年蒙特利尔条约签订,规定了减少使用破坏臭氧的“元凶”氟里昂的时间表—2000 年彻底停止使用氟里昂,1991 年 6 月伦敦会议又修订了蒙特利尔条约,将时间表向前推移几年,我国青岛
电冰箱厂自今年 3 月 1 日起率先生产和出口利勃海尔无氟里昂电冰箱,这是国内也是亚洲唯一一家获得“欧洲绿色标志”的厂家。