‘壹’ 地球上的资源能用多少时间
有两种说法:
联合国把2008年命名为“国际地球年”，我国是提案国之一。“地学为社会服务”是本次地球年的行动口号，它旨在让人们意识到，地球资源并不是无穷无尽的，相反，将比任何时候都更加珍贵。一切资源都将逐渐耗尽吗?先是石油，然后是煤炭，最后是金属?
地球的矿藏在皮肤里
地球的半径大约为6370千米。在海底，从地表到5—8千米深处是坚硬的玄武岩层；而在大陆，从地表到30~70千米深处是较松软的花岗岩层。
究竟是什么原因。使得一些矿藏、原材料在某些地区大量积聚。从而得以被开采?
以金矿为例。地壳中金元素的含量只0．0000005％。如果金元素被平分在世界各地，开采它们就是不可能的，它们必须富集在某一个地方。其他大多数的金属也是一样。金元素能以不同的形式出现。因此人们可以通过熔炼或其他的一些物理化学手段将其分离出来。金元素有时甚至能溶于水。穿过石间缝隙。形成新的矿物。自然金常常形成于石英矿中。
石油是一种高温、柔韧、高度腐蚀的浓稠体，它的产生需要具备很多条件。有机物、浮游生物、微小的海洋动植物必须在腐烂前沉积在海洋洋底。并快速与无机物混合，形成一种深海沉积物。这种沉积物逐渐变硬，成为所谓的母岩，并在高温高压的条件下沉陷软化。这种过程通常发生在距海面2~4．5千米深的地方。新产生的石油比母岩轻，逐渐向上移动。此外还需要储藏岩用来保存石油，当然还需要一层岩石作为遮盖。防止石油外泄。在不同的地质时期，这些条件极不均匀地分布于地球表面的各个地方。
石油储备的真实性
石油的价格已经达到了147美元／桶的价位；中国已经开始对柴油进行计划供应；国际能源机构第一次发布了石油供应危机的消息；委内瑞拉总统查韦斯声称，如果美国发动新的战争，石油价格将上涨至每桶200美元……这一切，都是2007年冬季的真实情况。
现在真的已经达到原油开采的顶点了吗?石油地质学家休伯特对于美国甚至整个世界的石油采掘量不会再增加的预言是否成真?
马里昂?金?休伯特是壳牌公司一位传奇的地质学家。在1956年的一次大会上。他做了关于美国石油储备的调查研究报告，向与会者们呈示了他的“休伯特曲线”。预言美国的石油开采将在1971年到达顶峰。然后开始走下坡路。休伯特的预言遭致一片愤怒的反对声。但被现实证明是正确的。1970年后，美国的石油产品开始逐年递减。
尤尔克?辛德勒是德国路德维、希?博尔科系统技术咨询公司的研究员，他和他的小组一直关注着世界石油的生产情况。他在研究报告中得出这样的结论：“原油年产量自2006年就一直在衰减。”从上世纪80年代，以科威特、沙特阿拉伯、伊朗、伊拉克为首的海湾石油输出国就不断上调各自的石油储备数据，之所以这样做，是因为从20世纪80年代开始，OPEC组织把每个国家的石油储备和开采份额挂钩。谁的储备多，就被允许生产更多的石油产品。阿联酋曾把它的储备量从310亿桶’下子提高到920亿桶。
一些环境组织成员和行业退休人员对石油输出国的欺骗手法进行了抨击。国际能源机构经济主管法提赫?比罗尔在接受《世界报》采访时回答了令人棘手的问题：那些石油国家所提供的石油储备报告的可信度到底有多大?“我没有官方的根据，说这些报告是不可信的，”比罗尔说，“但是我们有权知道，按照国际标准，有多少石油是我们还能利用的。”现在，很多人都开始意识到。石油作为最重要的燃料。在短短几代人的时间里就被耗去了大约一半。
淘金魔掌伸向油砂
如果石油被耗尽。是不是一切都完了?人们对不同寻常的石油寄予了什么厚望?专家把油页岩、油砂等也称为典型的石油品种，但开采的成本较高。开采油砂取油，一桶的价格在15~20美元之间，而在沙特阿拉伯，开采石油的价格仅为l～2美元。然而。当石油价格上升到70、80甚至90美元一桶的时候，这笔花费便显得微不足道了。可见，石油价格对石油储备以及开采方式两者的平衡有着重要的影响，人们可以从加拿大北部亚赛巴斯卡油砂来了解这一点。
在亚赛巴斯卡，这些年开始了一股淘金热潮，亚赛巴斯卡河沿岸城市麦梅里堡是开采油砂的中心，这里的居民数量从十几年前到现在增加了近7万人。房地产价格暴涨，达到了州府埃德蒙顿的水平。导致这一淘金热的原因在于一种从原油、沙粒和水中分离出来的混合物。在这条沥青带上，储藏着大约17亿桶这样的混合物，算得上世界第二大原油储备地了。“我们拥有能源”成为麦梅里堡居民最自豪的寒暄用语。
麦梅里堡居民的生活希望，对于环境保护者来说却是一场灾难。在充满原油的沙地上充斥着大型挖土机和重载卡车。原油首先要通过炙热的蒸汽被液化，之后加人溶剂进行萃取，这需要消耗巨大的能量，对环境来说也是个极大的负担，因为整个开采过程中产生的大量废渣都被倾倒在低洼地中。如今，仅仅把水烧沸这一环节就需要消耗加拿大大部分的天然气能源。若想开采完这里的原油，人们必须建立一座原子能发电站。
这一例子清楚地说明，提高原油价格并非人们想象的那样可以保护环境，相反，一桶油的价格越高，人们想方设法进行开采的冲动就越大。诺贝尔和平奖得主阿尔?戈尔把开采油砂比作是患上了毒瘾。“这真是疯了。”他在接受采访时说，“每获得一桶原油所投入的天然气量，能保证一个家庭4天的供暖。”
节能和回收是生存之道
除了原油之外，其他一些地下资源在过去的几年间也经历了类似的涨价。不论是铜、铁、锌、铂、金，许多金属矿石都经历了一次价格拉力赛。铁矿石的供应价格自2002年以来翻了3番，铜矿石的价格比几年前贵了5倍。报纸上，偷盗钢材的报道不计其数，这在几年前都是难以想象的。
35年前。时任麻省理工学院教授的丹尼斯?米道斯写了着名的《成长的极限》，书中预言：地壳中蕴含的各种资源，包括石油，都将逐渐被耗尽。不幸的是，专家们后来解除了这一警报，他们认为，从地质学观点来看，地球上的金属资源是无穷的，金属原材料如铁、铝和铜都是取之不尽、用之不竭的。然而。尽管地壳的5％由铁元素组成，8％由铝元素组成。但目前为止这些丰富的矿藏仍难满足人类日益增加的需求。
德国环保学者、化学家迈克?布朗嘉特倡导一种能提高原材料回收率的做法。他研发出一种办公椅。它的制作材料能重复利用60次而没有质量的损耗。
对于石油、天然气以及煤这些燃料。想要回收是件很困难的事。可行的办法就是节能，特别是交通行业存在着很大的潜力。绿色和平组织的能源专家安德里?波林认为，‘‘从技术层面上讲。在未来10年里将汽车的耗油量减半是完全有可能的。”油价的下跌。最终将改变全球经济，更有优势的燃料将成为全球经济的基础。
没有油的世界
当石油危机到来时。世界会变得怎样?一些人认为会带来诸如股票暴跌、市民暴动、抢劫、饥荒等一系列的灾难场景；另一些人则认为，这将是一个从旧能源向新能源逐渐转变的过渡期。绿色和平组织警告说，燃料的一些加工过程会给环境造成灾难性的后果，国际社会对于所有常规以及非常规的资源使用都应该有明确规定。
由于许多原油经营者和政治家根本不愿意想象一个没有油的世界，上述的设想还很不切实际。德国畅销书作家安德里亚斯?埃斯克巴赫在他的小说《燃油殆尽》中，描述了北美洲同欧洲相比，原油的衰减会造成怎样不同的影响：在美国，人人为了生存而斗争的场面要比在欧洲激烈得多。
在书的最后，作者描述了十几年后到叔叔家做客，餐具都是塑料的。从石油中提炼的人工材料制成的产品都成了珍品，人们只有在特殊的场合使用。侄儿问叔叔：“真的像爸爸说的那样，你们早就把油用完了?”
统计数据表明，目前世界上75％的能源来自于矿物燃料的燃烧，而这些燃烧是人类最大的健康污染源，也是地球温室效应的罪魁祸首。火力发电、交通运输和各种加热过程都需要燃烧大量的煤炭、石油、柴油、汽油和木制品，在燃烧过程中，这些矿物燃料会排放大量的有害气体颗粒，导致人类呼吸系统障碍和癌症。从全球角度来看，目前全球面临的最严重的环境问题之一，就是温室气体在大气当中的含量持续增加，这是导致全球气候变化的最重要的原因。联合国希望世界各国花大力气进行可再生能源，包括太阳能、风能、地热能源、生物能源和水利资源的开发和应用，同时加大对现有矿物能源进行技术更新和改造，以减少有害气体的排放。
科学家研究发现，在地表面几千米处存在着温度逾千度的灼热岩石层，可以设想，火山爆发喷发出的火红岩浆就源于此。科学家称这种热能为岩石地热资源。如果能把灼热岩石中的热能取出变成电能，石头也能发电。在此之前，科学家曾发明了利用水文地热资源进行发电的方法，即把地下蒸汽或温泉的能量转化为电能，这种电能已占总发电量的0．3％。如何把地下岩石中的热能取出来发电，是许多能源专家长期以来的梦想。
英荷“罗雅·达奇舍”石油公司正计划把这一梦想变成现实。不久前，该公司在萨尔瓦多组建了一个地热财团，准备利用先进的工艺技术解决岩石地热资源利用问题。根据这家财团的岩石地热开发方案，工程技术人员将利用先进的勘探技术在萨尔瓦多寻找地下灼热的岩石，然后通过钻探技术建立水压注入系统。利用这个系统，地面冷水能够深入地下，并通过灼热岩石转化为热水或过热蒸汽返回地面，从而获取热能。在地面上再将热能转化为电能。按“罗雅·达奇舍”石油公司专家核算，他们能够建造功率为2000－5000千瓦的岩石地热发电站。
“罗雅·达奇舍”石油公司技术部经理达尔利说：“萨尔瓦多方案”是他们公司地热利用宏伟计划的一部分，公司计划在未来五年内投资5－10亿美元扩大岩石地热开采规模，让地下灼热的岩石在不远的将来成为人类主要能源之一。
太阳能
科学家预测，在10至15年内，地球上阳光充足地区将会出现大量太阳能热电厂，向世界各国提供洁净电能。
20世纪初，研究人员就开始在屋顶采用槽式聚光镜获取能源：先将黑色管子里的油加热到400摄氏度，当油流过热交换器时，将水蒸发成蒸汽，然后用蒸汽来推动涡轮发电机。随着时间的流逝，在研究人员不断努力下，太阳能发电技术获得巨大改进。目前，槽式太阳能发电的转换效率已经达到15％，也就是说1／6的入射光能可以转换成电能，而太阳能电池板的转换效率只能达到10％。80年代末，美国研究人员在加利福尼亚建成一座功率为354兆瓦的太阳能热电站，它相当于一座中型热电站。但是，槽式热电站的劣势是占地面积大，它需要一条长 150米 ，宽 6米 的槽，其发电成本是煤炭、石油或天然气的3倍。
槽式发电并非是太阳能发电的唯一途径，有工程技术人员采用了别的方案，如塔式发电。他们采用上百个单反射镜（定日镜）从东向西跟踪太阳，反射镜将太阳光束照射到塔顶的热交换器上，交换器把吸收到的热导入盐溶液，加热后的盐溶液被泵到塔底，产生推动涡轮机的蒸汽。利用盐溶液的方法虽说不错，但溶液对管道和容器会产生腐蚀作用，为此，科学家准备用空气替代盐溶液，用空气来传导热能。为解决空气导热性能差的缺陷，研究人员研制出一种“容积接收器”，其原理类似吸水海绵，可将空气加热至1200摄氏度。当热空气通过该接收系统时，系统吸掉空气中的大部分热量，并将加热后的空气直接鼓入涡轮机，推动涡轮机发电。该方案将来是否会取代槽式发电方案，目前还没有定论。从理论上说，塔式热电站的太阳能利用率可以达到25％。重要的是塔式热电站还存在一定的技术问题，而槽式发电在技术上已经成熟。
去年9月，西班牙政府通过一项新的法令，将原来每度电价从3欧分提高到15欧分。为此，西班牙计划于2004年建造一座欧洲最大的太阳能槽式热电站。为提高太阳能的利用率，研究人员将吸附管内的油换成水，这样既可以节省昂贵的油，还可以将水直接蒸发。但在用水代替油的技术试验成功之前，吸附管内仍以油作为热载体。从目前进展情况看，该技术有可能在5年内实现，届时太阳能的利用率有望提高到20％以上。除成本低于太阳能电池板外，太阳能热电站在太阳下山后仍能靠白天存储的热能来发电。存储热量需要储油罐或装载盐溶液的容器，这就要求有大的场地。将来肯定会有比上述热载体更好的介质，发现它们只是时间问题。总之，研究人员研究目标明确，近几十年内大型太阳能热电站将为人们提供若干个百分点的电能。
太阳能发电前景喜人，从目前看，太阳能发出的电每度为15欧分，尽管它的价格只是太阳能电池板发电的1／4,但它还是比用化石燃料发出的电要高，没有可靠的财政资助难以维持。专家们倒是持乐观态度，他们认为，10至15年后，太阳能热电站发出的电可以降至5至7欧分，可形成与传统发电展开竞争的态势。
来自二氧化碳的能源
前不久，日本德岛工业技术中心的纳卡米希·亚马萨基在美国新泽西州的一次化学工业会议上宣布，他找到了一种用二氧化碳在比较低的温度和压力下，生产出较重的碳氢化合物（例如有三个碳原子链的丙烷和有四个碳原子链的丁烷）的方法。由于汽油就是一类长链碳氢化合物，他的报告引起了很大轰动。
虽然亚马萨基的研究还需要进行严格鉴定，但如果他能用二氧化碳生产更重的有5～12个碳原子长链的碳氢化合物，就有可能用二氧化碳生产出汽油。以前，许多科学家试图用碳和氢混合生产碳氢化合物，但结果都不理想。因为这种实验要在很高的温度下进行，而且产量少得可怜。
现在，亚马萨基把温室气体二氧化碳作为碳原子源，把盐酸作为氢原子源来生产碳氢化合物。他将发电厂排出的二氧化碳气体引入反应罐，并在反应罐中进行加压和加热，温度约为 300摄氏度 ，压力达100个大气压。对生产碳氢化合物来说，这样的温度和压力是非常低的，然后将二氧化碳和盐酸混合，此时的加热加压条件还不能得到碳氢化合物，于是亚马萨基利用铁粉作催化剂。目前，他用这种技术已生产出相当多的甲烷、乙烷、丙烷和丁烷，这些碳氢化合物在冷却时以气态形式排出，如果能改进催化剂的性能，就有希望生产出像汽油这类碳链更长的碳氢化合物，成为非常有用的燃料。
但如果这种技术不能生产更有价值的长链碳氢化合物，例如在室温下呈液态的石油，它就不可能和现在的生物反应器相竞争，因为喜欢吃二氧化碳的细菌等微生物有一种特殊的才能，可使二氧化碳和氢产生碳氢化合物，能在生物反应器中产生甲烷。
宇宙能源
一位量子物理学家曾这样描述“零点能”：“在自然界，完全真空就是没有任何东西，但真空中实际上是充满着忽隐忽现的粒子，它们的状态变化十分迅速，以至于无法看到。即使是在绝对零度的情况下，真空也在向四面八方散发能量。”顾名思义，“零点能”就是物质在绝对温度为零度下在真空中产生的能量。
为什么在真空中会存在“零点能”呢？着名物理学家海森伯提出了“测不准原理”，他认为“不可能同时知道同一粒子的位置和动量”。科学家们说，即使在粒子不再有任何热运动的时候，它们仍会继续抖动，能量的情形也是如此。这就意味着即使是在真空中，能量还会继续存在，由于能量和质量是等效的，真空能量就会导致粒子一会儿存在、一会儿消失，能量也就被科学家称为“起伏”的状态中诞生。
从理论上讲，任何体积的真空都可能包含着无数的“起伏”，因而也就含有无数的能量。
早在1948年，荷兰物理学家亨德里克·卡西米尔就曾设计出探测“零点能”的方法。
1998年，美国洛斯阿拉莫斯国家实验室和奥斯汀高能物理研究所的科学家们，用原子显微镜测出了“零点能”。科学家们宣称，宇宙空间是广袤无垠而又高度真空的，真空“起伏”蕴含着巨大能量。
也许，在21世纪，科学家将会给人类带来惊喜，宇宙空间将成为人类新的“能源基地”。可以说，宇宙将成为人类的“新油田”，会有无数的“钻井平台”漂浮在宇宙中，“钻取”真空中取之不尽的“零点能”，为人类未来生存和可持续发展提供新动力。
‘贰’ 地球资源的现状
先说水资源。我国水资源总量为2.8万亿立平方米左右，居世界第六位，人均占水量为2100多立方米，只占世界人均水平的四分之一，属于缺水国家，全国600多座城市中就有400多座缺水。特别是西部地区缺水非常严重，一些山区地方连人、畜饮水都非常困难。
地球上的水，尽管数量巨大，而能直接被人们生产和生活利用的，却少得可怜。首先，海水又咸又苦，不能饮用，不能浇地，也难以用于工业。其次，地球的淡水资源仅占其总水量的2.5%，而在这极少的淡水资源中，又有70%以上被冻结在南极和北极的冰盖中，加上难以利用的高山冰川和永冻积雪，有87%的淡水资源难以利用。人类真正能够利用的淡水资源是江河湖泊和地下水中的一部分，约占地球总水量的0.26%。全球淡水资源不仅短缺而且地区分布极不平衡。按地区分布，巴西、俄罗斯、加拿大、中国、美国、印度尼西亚、印度、哥伦比亚和刚果等9个国家的淡水资源占了世界淡水资源的60%。约占世界人口总数40%的80个国家和地区严重缺水。目前，全球80多个国家的约15亿人口面临淡水不足，其中26个国家的3亿人口完全生活在缺水状态。预计到2025年，全世界将有30亿人口缺水，涉及的国家和地区达40多个。21世纪水资源正在变成一种宝贵的稀缺资源，水资源问题已不仅仅是资源问题，更成为关系到国家经济、社会可持续发展和长治久安的重大战略问题。