能源争霸带动循环经济

所有工业化前的农业生产（忽略其特定组织方式或平均生产力）都只能利用太阳能。通过光合作用的转化，太阳可以为人类提供食物、蓄养动物和产生有机肥，人类也可以再利用回收的有机肥补充土壤养分。但是，这种可再生性并没有转化为可靠的粮食供应。不当的耕种方式、低产量、自然灾害频现等因素导致周期性的粮食短缺，人类若要提高粮食产量，就需要投入更多的畜力和自身的力量。

所有传统农业都是高度劳动密集型的，往往要雇用 80%以上的社会可用劳动力。到了 19 世纪，马拉机械的出现使这一比例逐渐减少，但直到拖拉机和自推进式农业机械的使用，密集劳动力的比例才急剧下降。美国农业劳动力的比例从 1900 年的 40%左右下降到 1970 年的 5%不到，现在则只有 1.5%，而类似的下降率在所有西方国家都能找到记录。

各国普遍采用 4 项措施改变传统农业，它们分别是：借助发动机和马达，实现土地整理和农作物加工过程的机械化；使用无机肥料，尤其是合成氮化物；采用农用化学品防治害虫和杂草；开发新型高产农作物。现代农业已经开始依赖大规模的能源补贴，这点不仅体现在为农田、灌溉和作物加工机械提供动力的液体燃料上，还体现在肥料、杀虫剂和除草剂的合成上。随着农作物产量的增加（20 世纪许多普通作物的产量增加了3倍）和劳动力需求的减少，这一转变带来的生产力增长令人震惊。1900 年，美国农民平均需要劳作 3 分钟才能生产 1 千克小麦，但到了 2000 年，劳作时间降到了 2 秒钟，如今最优秀的生产者更是只要 1 秒钟就能完成这项工作。霍华德·奥德姆（Howard Odum）曾说过，这种转变的代价在于，我们如今所吃的土豆里都有石油。可以说此言不虚。

农业机械化成为可能是因为人们使用了拖拉机，这种机械早在第一次世界大战前就被大量引入美国了。汽油拖拉机在 1930 年以前的美国就取代了驮马。但在欧洲，从畜力向机器的转变发生在第二次世界大战后，而且欧洲人主要依靠的是 20 世纪 30 年代引入的柴油发动机。1950 年之后，柴油发动机还促使美国和加拿大转而使用重型四轮驱动机械（两国现在最大型机器的功率是 400千瓦，也就是 550 英制马力），并开始设计重型履带式拖拉机。相比之下，亚洲的农业机械化依赖于小型两轮手扶拖拉机（以汽油或柴油作为动力），这种拖拉机适合耕种小型稻田。

柴油发动机也被用于各种收割机械，包括自推进式联合收割机和棉花采摘机。人们还使用不同尺寸的固定式柴油发动机来发电，无论在远离集中电力供应的地方，还是在紧急情况下，这种柴油发动机都非常好用。最大的柴油发电机的尺寸就和中型汽轮机一样大，较小的柴油发动机则用来为制冷或农作物加工提供机械能。至于其他终端市场的规模，农林业对成品油的需求相对较小，全球范围内只消耗成品油总量的 3%。

燃料油是第一种现成的固体燃料的替代品，而固体燃料燃烧时，需要人们不断地往火里添加燃料并严密看管。后来，数以百万计的家庭购买了可以自动加油的小型油炉，人们只要旋转开关或设置好温度调节器，就可以享受到热量，且无须严密看管油炉。这股潮流始于美国和加拿大，后来传至日本和欧洲。

油炉的储油罐很小，这就意味着在寒冷的冬天，送货卡车必须给它们加注四五次燃油，而高需求可能会迫使燃油价格飙升。世界各国改用天然气后，使用燃料油供暖的家庭数量大幅减少。

除了提供现代文明最需要的液体燃料外，原油精炼过程也是石油化工原料的重要来源，而这些石油化工原料会被进一步加工成种类繁多的合成材料。2015 年，约 11%的碳氢化合物液体（超过 4 亿吨）被用作石油化学原料，其中石脑油约占总量的三分之二，其次是液化石油气。

地砖、手套、信用卡：你所不知道的塑料

制作塑料的原料主要有两种，分别是烯烃（主要是乙烯和丙烯）和芳烃(主要是苯、甲苯和二甲苯）。乙烯由乙烷或石脑油蒸汽裂解制成，是最重要的石油化工原料。

欧盟的乙烯年产量约为 2 000 万吨，美国的乙烯年产量约为 4 000 万吨。丙烯是第二重要的原料，而石脑油裂解还能产生丁二烯。通过聚合反应，基础原料可以产生目前普遍存在的热塑性塑料，这种塑料占所有人造聚合物总量的 70%以上。热塑性塑料由线性分子或含支链分子组成，加热后会软化，但冷却后会重新变硬。

聚乙烯是最重要的热塑性塑料，其最常见的形态是一种坚韧的薄膜，可被制成垃圾袋、食品杂货袋和面包袋。除此之外，聚乙烯在日常生活中还有很多用途，可以被制成电线绝缘层、人工髋关节等物品。聚乙烯还可以被制成纤维，用吹塑工艺制成装牛奶、洗涤剂和机油的硬质容器，或者制成储气罐、管道、玩具和大量工业部件。

聚氯乙烯（PVC）的用途甚至比聚乙烯更普遍，从埋在地下的管道到信用卡，从地砖到外科手术手套，聚氯乙烯几乎无所不在。

聚丙烯存在于织物、室内装潢和地毯中。丙烯也是生产聚碳酸酯（用于制作光学镜片、窗户、硬质透明盖子，经过金属化处理后，还可以被制成CD光盘）和聚酯树脂等塑料产品的原材料。

苯用于合成苯乙烯（苯乙烯用于制作包装材料中的聚苯乙烯）和其他大量化学反应所需的原料。聚氨酯是甲苯的主要终端产物，而二甲苯用于生产聚酯纤维、溶剂和薄膜。

制造沥青是精炼石油产品的第二大非燃料用途。19 世纪 70年代，美国开始偶尔使用沥青铺设道路和人行道。1896 年，纽约市不再用砖块、花岗岩和木块铺设道路，而是开始使用沥青。所有这些早期沥青路面都是用特立尼达或委内瑞拉的天然沥青制成的。第一次世界大战后，汽车使用量的激增提高了人们改善路面状况的需求。随着炼油工业的发展，人们开始从原油中提炼出热拌沥青。第二次世界大战结束后，美国开始大举修建州际公路，其他西方国家也纷纷效仿美国。中国和印度也在进行大规模的道路建设，采用混凝土作为铺路的主要材料。

不过，只要路基完好无损，表层沥青就可以被剥离和回收。事实上，在发达国家，回收量最大的材料并非铝罐或报纸，而是沥青。2015 年，世界各地的炼油厂生产了近 9 000 万吨沥青（北美沥青产量占全球的四分之一），其中 85%用于生产铺路用的热温沥青混合物。2015 年，美国从磨损道路表面回收了 7 000 万吨沥青，其中约有 90%用来重新生产新的热温沥青混合物。沥青也被用来铺设屋顶，以及生产工业涂料、黏合剂和电池。

注： 2024 年，中国已确定超越日本而首次成为全球汽车最大出口国，中国已然是世界最大汽车市场。

注： 功率重量比就是动力与车体重量的比值，换个角度也可以将其理解为 1 千克物体由多少千瓦的功率推动。比值越大，车辆的动力性越好。

注： 石脑油又叫化工轻油，是以原油或其他原料加工生产的用于化工原料的轻质油。