這些資源即將枯竭，科技界為此做了些什么？

英國《每日郵報(bào)》8月11日?qǐng)?bào)道，美國加州向70萬平方米的洛杉磯水庫中，投入9600萬個(gè)黑色遮陽球用以保護(hù)水源和防止污染。不僅是美國有此問題，水資源枯竭與污染是全世界多數(shù)國家都面臨著的問題。另外，石油資源、礦產(chǎn)資源、金屬資源等在人類過度開采與缺乏節(jié)約意識(shí)之下，都已經(jīng)短缺甚至即將枯竭，面對(duì)這種情況，科技公司和互聯(lián)網(wǎng)公司也在積極用不同的方式來幫助人類解決困境。

一、從糞便中提取飲用水，蓋茨的驚世之舉

美國投放的遮陽球由聚乙烯制成，直徑僅10公分的黑色遮陽球，每年可以減少3億加侖（約113萬立方米）的水量蒸發(fā)，而這些水量約是8100個(gè)人一年的飲用水。它們可以防止水質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成溴酸鹽等致癌物質(zhì)，將飲用水與塵埃、動(dòng)物（包括鳥類）和其他的污染物隔絕，還可以有效阻止水面藻類的蔓延，減少水質(zhì)污染，營造良好的水庫生態(tài)環(huán)境。而擁有這么多功能的遮陽球，每個(gè)的成本僅有36美分，相比于其他技術(shù)，可節(jié)約2.5億美元。

這種用球覆蓋水面保護(hù)水資源的辦法，在加州是第一次，在世界上也是首例。其實(shí)不僅是加州，水資源短缺是全世界都面臨著的共同難題。早在2006年，美國哈佛大學(xué)商學(xué)院和印度德里科學(xué)和環(huán)境中心就在“世界水日”當(dāng)天發(fā)布了幾篇令人震驚的報(bào)道。報(bào)道稱，地球水資源正在迅速減少，到2015年左右，全球地表水資源將面臨枯竭。屆時(shí)，全球?qū)⒔话氲娜丝?，特別是中國和印度這兩個(gè)人口大國將面臨基本飲用水供應(yīng)短缺的困境。而現(xiàn)在，地表水的確如之前所預(yù)測(cè)的那樣。水是生命之源，沒有了水，人類將瀕臨滅絕。

但人類從來不會(huì)坐以待斃，我們利用科學(xué)來解決這一難題并取得了成果。比如傳奇人物比爾蓋茨就一直致力于此。08年退休之后，蓋茨一直沒有閑著，于2000年與妻子梅琳達(dá)共同創(chuàng)立了“比爾和梅琳達(dá)·蓋茨基金會(huì)”，2011年，針對(duì)能源短缺和基礎(chǔ)設(shè)施不完善的發(fā)展中國家的現(xiàn)狀，基金會(huì)發(fā)起了“發(fā)明一種新型馬桶”的比賽，最終，美國加州理工學(xué)院的設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)出了一種能產(chǎn)生氫氣和電的太陽能廁所，并獲得了一等獎(jiǎng)。

而最為轟動(dòng)的還是他上傳了自己喝從糞便中提煉的飲用水的視頻。該項(xiàng)技術(shù)主要是通過機(jī)器用高溫燃燒人類糞便，將其分解為水蒸汽和干燥物。水蒸汽用來驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，并經(jīng)特別蒸餾凈化后成為飲用水。燃燒后的糞便則變成無毒的干燥固態(tài)物，用作肥料。而整個(gè)過程只需要5分鐘。比爾?蓋茨說，全世界約25億人能夠使用清潔的衛(wèi)生設(shè)施，而由此產(chǎn)生的排泄物污染了水源，每年因?yàn)樗廴舅赖舻膬和噙_(dá)70萬人。因此，他的基金會(huì)研究出了JanickiOmniProcessor，也就是過濾糞便的那臺(tái)機(jī)器。

這項(xiàng)研究對(duì)于人類來說大有益處，變廢為寶，極大地提高了能源利用率，并且節(jié)省了投入。如果此項(xiàng)技術(shù)能夠得到廣泛應(yīng)用，那么，水資源枯竭的問題將會(huì)很好地得到解決。盡管人類可以在技術(shù)上來解決這些難題，但最重要的還是人類自身的意識(shí)。節(jié)約用水，人人有責(zé)。懂得節(jié)制，方可長久。

二、新能源汽車風(fēng)靡，緩解石油緊缺

與對(duì)水資源境況不同的是，各界對(duì)石油資源的預(yù)測(cè)呈現(xiàn)的是一種樂觀態(tài)度。聯(lián)合國國際能源局指出，目前已探明的石油儲(chǔ)量開采到2020年不會(huì)有任何問題。世界最大的石油公司?？松梨诠菊J(rèn)為，就目前探明的儲(chǔ)量來看，即使再開采70年也不會(huì)到達(dá)底線。隨著新油田的發(fā)現(xiàn)和勘探及開采技術(shù)的提高，人類使用石油的時(shí)間可能還會(huì)延長。法國專家賈內(nèi)西尼認(rèn)為：“就目前已知的石油儲(chǔ)量，這個(gè)數(shù)字約為1萬億桶，夠人類消費(fèi)36—40年（按目前的石油消費(fèi)速度計(jì)算）”。除了這1萬億桶以外，有待發(fā)現(xiàn)的石油大約也有1萬億桶。這就是說，地下總共還有2萬億桶石油可供開采利用，可供人類消費(fèi)近80年。

看到這些數(shù)據(jù)，不免會(huì)使人松了一口氣。但是，居安思危，而且不要忘記水資源的前車之鑒。就算資源豐富，也要懂得節(jié)約。況且雖然我們還有很多石油，但是對(duì)其勘探及開采過程也要花費(fèi)很大成本及精力。因此，應(yīng)積極研發(fā)替代石油能源的方法，比如新能源汽車。

新能源汽車是指使用除汽油、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)之外所有其它能源汽車，包括燃料電池汽車、混合動(dòng)力汽車、氫能源動(dòng)力汽車和太陽能汽車等。它們的廢氣排放量低，可減輕空氣污染，緩解能源短缺，在世界很多國家得到了廣泛應(yīng)用。

在新能源汽車領(lǐng)域，最有代表性的企業(yè)是特斯拉汽車公司。以電氣工程師和物理學(xué)家尼古拉?特斯拉命名，成立于2003年，總部設(shè)在了美國加州的硅谷地帶。其創(chuàng)始人是硅谷工程師、資深車迷馬丁·艾伯哈德，而投資人是SpaceX的創(chuàng)始人艾龍·穆思科。特斯拉汽車公司是世界上第一個(gè)采用鋰離子電池的電動(dòng)車公司。

很多科技公司也同樣在研究新能源汽車技術(shù)。谷歌曾在今年宣布，由其自主研發(fā)的無人車于今年夏天進(jìn)入公路。這種汽車的最高時(shí)速僅為25英里（約40公里）。出于安全考慮，測(cè)試的全程都有駕駛員坐在車上。雖然這款原型車被設(shè)計(jì)為無需方向盤、剎車和油門，但在測(cè)試過程中，原型車依然配置可拆卸的方向盤、剎車和油門，以便駕駛員控制車輛。

甚至連視頻網(wǎng)站也想要緊跟這個(gè)潮流。今年1月20日，樂視宣布要制造集智能化、互聯(lián)網(wǎng)化、純電動(dòng)化于一身的“超級(jí)汽車”，并發(fā)布了與之相關(guān)的產(chǎn)品----智能汽車UI系統(tǒng)LeUIAuto版。據(jù)悉，樂視的戰(zhàn)略合作伙伴，北汽集團(tuán)也將在電動(dòng)車技術(shù)、相關(guān)零部件配套體系等硬件部分給予樂視支持。

根據(jù)中汽協(xié)最新數(shù)據(jù)顯示，7月份，我國新能源汽車產(chǎn)銷量同比分別增長2.2倍和3.3倍，1-7月累計(jì)產(chǎn)銷量同比分別增長2.5倍和2.6倍。多位業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，新能源汽車的產(chǎn)量正飛速增長，甚至超過了預(yù)期。而產(chǎn)量放量增長將帶動(dòng)上游產(chǎn)業(yè)鏈快速擴(kuò)張，因此新能源汽車供應(yīng)鏈的前景仍然正面。

三、風(fēng)能、太陽能發(fā)電取代燃煤發(fā)電

Arch首席執(zhí)行官史蒂夫Leer曾向媒體表示，世界煤炭短缺將持續(xù)至少兩年或三年，預(yù)計(jì)在2009年，世界煤炭短缺可達(dá)到7,000萬噸。在這之后，世界能源理事會(huì)公布了一項(xiàng)研究結(jié)果，表明世界上將有更多的人使用由煤轉(zhuǎn)換而成的電能，這無疑將加劇煤炭資源的短缺。采用潔凈高效的燃煤發(fā)電技術(shù)，讓煤的使用更加環(huán)保之外，開發(fā)風(fēng)能、太陽能等新能源也成迫在眉睫。

風(fēng)作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視。其蘊(yùn)量巨大，全球的風(fēng)能約為2.74×10^9MW，其中可利用的風(fēng)能為2×10^7MW，風(fēng)很早就被人們利用--主要是通過風(fēng)車來抽水、磨面等，而現(xiàn)在，人們感興趣的是如何利用風(fēng)來發(fā)電。很多國家都擁有風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)：如美國的Alta風(fēng)能中心、HorseHollow風(fēng)能中心和CapricornRidge風(fēng)電場(chǎng)；印度的Jaisalmer風(fēng)電場(chǎng)；英國的LondonArrayOffshore風(fēng)電場(chǎng)；羅馬尼亞的Fantanele-Cogealac風(fēng)電場(chǎng)等。

中國新能源戰(zhàn)略開也將風(fēng)力發(fā)電設(shè)為重點(diǎn)，吉林白城、遼寧阜新、河北張家口、甘肅酒泉以及新疆哈密東南部是中國風(fēng)力發(fā)電六大基地。江蘇南通、鹽城和連云港等都是風(fēng)電的核心發(fā)展地區(qū)。而亞洲最大的達(dá)坂城柴窩堡風(fēng)力發(fā)電站就位于烏魯木齊至吐魯番盆地的“狹管”通道上。

在太陽能方面，華為曾在2013年世界能源大會(huì)上展示了太陽能混合供電解決方案，該方案主要針對(duì)電力緊張、能源短缺的地區(qū)，通過采用PV板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，促進(jìn)清潔能源在全球的進(jìn)一步應(yīng)用，吸引了眾多客戶的關(guān)注。華為對(duì)新能源的研究已經(jīng)十余年，目前已成功應(yīng)用于巴基斯坦CMPAK，馬里Sotelma，尼泊爾Ncell等數(shù)以千計(jì)的綠色能源站點(diǎn)，為客戶節(jié)能減排、低碳綠色行動(dòng)添磚加瓦。

隨著風(fēng)能、太陽能等技術(shù)的成熟，未來或許將全面取代燃煤發(fā)電的方式，讓發(fā)電更加環(huán)保，緩解煤炭資源的短缺。

四、尋找稀有金屬資源的替代品

稀有金屬一般指在自然中含量很少、分布稀散或難于從原料中提取的金屬。這個(gè)名稱并不全是由于它們?cè)诘貧ぶ胸S度低的原因，而是某些稀有金屬在地殼中的貯存狀態(tài)比較分散，或發(fā)現(xiàn)比較晚，或制取較困難，因而其生產(chǎn)和應(yīng)用都較晚。在歷史上給人以“稀有”的概念，遂被稱為稀有金屬而沿用至今。

稀有金屬用途廣泛，如鍺用于制造晶體管，鉭用于制造電解電容器，釓、銪用作發(fā)光材料，釤用作強(qiáng)磁材料；在航空、航天工業(yè)中使用的鈦、鎢、鉿、鈮、錸結(jié)構(gòu)材料，等等。但稀有金屬，從名字就可以知道，資源很少，更是要研究的重點(diǎn)。日本一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)就利用超微加工技術(shù)開發(fā)出一種新合金，這種合金擁有與稀有金屬鈀相似的性質(zhì)，有望代替鈀充當(dāng)催化劑和燃料電池用儲(chǔ)氫材料。

另外，3D打印技術(shù)也可以代替稀有金屬。近年來，航天、國防、醫(yī)療設(shè)備、高科技、教育業(yè)以及制造業(yè)對(duì)3D打印技術(shù)的需求日益提升。如美國雷神導(dǎo)彈系統(tǒng)公司的研究人員一直使用3D打印來制造制導(dǎo)武器的部件。雷神公司制造經(jīng)理LeahHull稱：“3D打印導(dǎo)彈會(huì)成為一種簡(jiǎn)化的工藝，當(dāng)我們打印時(shí)，相應(yīng)地使用的部件就更少，所以供應(yīng)鏈變得更加簡(jiǎn)單，開發(fā)周期更短，得到零部件的速度要快得多。你可以設(shè)計(jì)更多更復(fù)雜部件，因?yàn)槟悻F(xiàn)在可以設(shè)計(jì)出以前無法加工的金屬部件?！?/p>

來自美國西北大學(xué)的麥考密克工程學(xué)院的MorrisE.優(yōu)秀青年教授Masanet說：“航空業(yè)是3D打印的早期應(yīng)用領(lǐng)域。這是由于制備飛機(jī)需要的專業(yè)輕質(zhì)金屬合金非常昂貴。由于傳統(tǒng)制造業(yè)的限制，飛機(jī)的設(shè)計(jì)往往存在缺陷。當(dāng)我們通過3D技術(shù)分層制備時(shí)，這些缺陷大大減少?！?/p>

而關(guān)于3D打印技術(shù)在中國的應(yīng)用，香港《南華早報(bào)》曾有報(bào)道。中國第一款本土商用客機(jī)C-919、第一款艦載戰(zhàn)斗機(jī)殲-15、多用途戰(zhàn)斗轟炸機(jī)殲-16、第一款本土隱形戰(zhàn)斗機(jī)殲-20以及第五代戰(zhàn)斗機(jī)殲-31的研發(fā)均使用了3D打印技術(shù)。中國航空航天大學(xué)教授、國家技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)獲得者王華明則認(rèn)為，中國大型3D打印技術(shù)已超過美國，因?yàn)樵S多美國同行只是用這門技術(shù)生產(chǎn)“小玩意”。

當(dāng)然，除了在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用，3D打印技術(shù)也逐漸開始走進(jìn)生活中的方方面面，比如離我們最近的食品、醫(yī)療等。這些新技術(shù)的發(fā)明將有效緩解資源短缺帶給人類的危機(jī)感，不過也僅僅是“緩解”，這些地球上不可再生的寶貴資源，隨著人類的開采，終有一天將會(huì)走向枯竭。

本文作者東方亦落，文章版權(quán)歸“最極客”所有。轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明作者和出處。掃一掃關(guān)注公眾號(hào)。

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