中国新工业化材料发展战略,本文主要内容关键词为:中国论文,发展战略论文,材料论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
[中图分类号]F20[文献标识码]A[文章编号]1003—4145[2004]05—0030—04
一、新工业化的材料观
材料和能源是人类物质生产的两大要素。工业生产方式造成的资源危机,包括能源枯竭、水资源短缺,也包括原材料匮乏。《增长的极限》一书在30多年前就提醒人们:地壳含有大量原料,但不是无限的,现在我们已经看到,一个按指数增长的量多么突然地接近确定的上限。工业生产对资源的利用方式,还造成了另一种危机,这就是环境污染严重。还是《增长的极限》说得对:人类文明的废料可以在环境中集结,直到它们变得可以看见,令人烦恼,甚至有害,于是,污染成为这个世界系统中另一个按指数增长的量。
资源危机的本质是物质缺乏,环境污染的本质是物质多余,这一多一少实际上只是工业化生产方式视野中的变化,若从物质深层组合元素和总量上看并没有什么变化。而这从更深层次看到没有变化的视野就是新工业化生产方式的视野。《增长的极限》的不足之处,就在于没有历史的认识资源,没有看到人类生产中的资源是随着物质生产方式的历史发展而不断变化的,其变化的规律就是循着作为劳动对象的自然物质层次由浅入深的变化(见下表)。
人类文明及生产方式的演进
时代 生物文明 化学文明
内容
采猎时代 农业时代
工业时代 新工业时代
主要特点 采集果实、捕鱼、狩猎 种植庄稼、养殖牲畜 采掘矿藏、制造机械 微制造、循环生产、太
空开发
劳动对象:
劳动对象:
劳动对象:
劳动对象:
循环利用的原子小分
生野果、野兽、水生物
土地 自然矿藏 子材料
产劳动方式:
劳动方式:
劳动方式:
劳动方式:
方采集、渔猎
种植、养殖、手工制作 采掘、冶炼、制造 微制造、深层循环生
式劳动产品:
劳动产品:
劳动产品:
产、航天
果实、猎物
粮食、牲畜、手工器具 天然化学材料和能源劳动产品:
及加工制造产品 人工化学材料及加工
制造产品、太空开发
生产 石器、骨器; 金属工具;
机械;
智能化机械;
技术 人力、畜力
生物质燃料
化石能源 物理能源
从表中可以看出,在生命物质层次上人类建立过两种文明形态即采猎文明和农业文明,在化学物质层次上人类已经建立了工业文明,还将建立新工业文明。工业化生产本质上是“采掘和利用天然化学物质”,工业文明之后的人类文明新形态是新工业文明,它的物质生产本质上是“人工创造和利用化学物质”。虽然工业文明和新工业文明都属于化学文明,但二者触及的物质层次还是有差别的,新工业化生产是在比工业化生产更深的物质层次上展开的。在工业生产中,天然化学物质(各类矿物质)是劳动对象,工业生产就是把各类矿物质作为生产的前提和开端的,经过采掘、冶炼、加工、制造等环节,最后生产出各种工业产品。工业生产中出现资源匮乏,实际上就是作为生产前提和开端的天然化学物质(包括化学能源和原材料)发生短缺。其实,历史上人类的采猎生产之所以转变为农业生产,根本的原因也就在于作为采猎对象的野生动植物因环境的变化和人类生产能力的提高而发生短缺,人类才把生产的链条向前推进了一步,从而发明了农业生产。显然,按照这个规律,在工业生产资源发生匮乏时,人类的生产链条也应该和必须继续向前推进。新工业化生产就是工业化生产向前推进而形成的,表现在劳动对象上就是触及的物质层次更加深入了。在工业生产中作为劳动的前提和开端的是天然化学物质,而在新工业化生产中,由于生产的链条向前推进,它们不再是开端而是初级产品(当然,既然是初级产品,也就不再是天然化学物质而是人工化学物质了)。在能源上,这表现为从化学能源向物理能源的深化,主要是太阳能、热核聚变能的开发。在原材料上,则表现为从矿物质向元素物质的深化,主要是小分子原子乃至亚原子层次的物质。
新工业化的生产材料可以归结为两个层次。第一个层次是原始材料,即新工业化生产的起始点,它是元素化材料,不再是现成可用的宏观矿物质。元素化的原材料大多还不能直接进入产品制造尤其是宏观制造,还必须经历一个加工过程形成第二个层次的材料,这就是直接生产材料。这个直接材料层是人工产品。原始材料元素化、直接材料人工化,这说明新工业化的生产本质上是人工创造和利用化学物质的生产。具体地讲,新工业化的生产材料具有六个特点。第一,微观化和深层化。工业化生产从宏观矿物质开始,而新工业化生产是从微观的小分子原子乃至亚原子层次开始,材料的物质层次更加深化。第二,广泛化。材料由于微观化就必然造成广泛化,因为既然能从微观层次上成为材料,那么人们能接触到的几乎所有物质都可以成为生产材料,包括造成污染的各种废弃物质和通常我们认为无用的物质,也就是说,在新工业化生产中几乎没有废物和无用之物。第三,循环化和生态化。真正的物质循环化必须从物质的深层次开始,仅仅把一件物品从整体拆分成零件和部分,这远不能实现彻底的循环,仍然会有大量的废弃物存在,更不用说大量的废弃物质如废水、废气本身就是小粒子物质,不能从微观层次开始治理就不能资源化。所以,材料的微观化深层化也必然保障材料的循环利用,从而成为可循环化的材料、不再污染环境的生态化材料。第四,太空化。微观化深层化的小分子原子和亚原子是从物质个体形态上讲的,从对应的群体形态上讲就是太空物质。地球资源的确是有限的,但人类面对的资源决不仅仅是地球,在新工业化进程中,人类必然要走向太空开发,太空物质要广泛地进入人类实践范围。尤其需要指出的是,在太空开发中,并不是只有生命存在的天体才能成为人类的探索开发对象,人类将从物质的微观层次对太空天体进行改造,形成太空天体的高化学化和生态化。第五,创新化。创新化表现在材料的两个层次上。在原料创新上,表现为不断地把各种物质元素都纳入生产活动中,充分发挥它们的作用。在直接生产材料创新上,则要不断发明创造出新的人工材料。新工业化时代在一定意义上就是一个人工材料时代,依赖人工新材料,人类就能生产出品种多样性能优异的新产品,人类社会生活就会更加丰富多彩。
二、中国材料资源的问题与原因
我国材料资源存在的突出问题有两个,第一个是原材料严重短缺问题。中国矿产资源总量虽然比较丰富,但由于人口众多,人均占有量不到世界水平的一半。据有关材料估计,到21世纪初,国民经济发展所依赖的14种重要矿产,如煤、石油、天然气(这些资源不仅是能源,也是重要的工业原材料)、铀、铁、铝、铜、铅、锌、金、硫、磷、钾、盐,除煤和盐外,其他均不能满足需要;储量较大,但不能满足21世纪前期经济发展需要的矿产有11种,如铁、锰、铝、锌、铅、硫、磷、铀、石棉、海泡石和凹凸棒石,其中铁的缺口很大;有一定潜力,但目前探明的储量不能满足经济发展需要的矿产有5种,如石油、天然气、铜、金、银;储量远不能满足经济发展需要的也有5种,如钾、铬、铂族、硼、金刚石。大约估计,到2010年,中国45种主要矿产资源中可以保证需要的只有23种,到2020年,可以保证需要的仅有6种。
当然,在当今世界上没有一个国家尤其是主要经济大国能做到矿产自给自足,世界矿产贸易额已近万亿美元,中国的矿产进出口贸易也是进大于出,每年的贸易逆差已高达几百亿美元。问题的要害是,世界的矿产资源也是极其有限的,它并不能成为中国经济发展的可靠支撑。现在的状况是,许多发展中大国都处于快速发展之中,对资源的需求日益膨胀,而经济发达的国家对资源的需求丝毫也没有减少,总体上看,世界资源形势日益紧张。实际上,目前我国已经陷入和世界主要经济大国的资源争夺之中,如和日本的东亚石油之争,美国也有人发出警告要中国不要和美国争夺世界资源,可以预言这种争夺将愈演愈烈。尤其因为我国是一个人口超级大国,无庸讳言,中国的经济崛起必然加深世界性资源短缺。有证据表明,我国对石油的进口已直接影响到世界石油价格的波动。总之,世界矿物资源的耗竭和中国几乎同步,中国的长期发展决不可能依靠世界的工业性资源来支撑。
特别需要注意的是,我国近期经济发展对矿产原材料的需求急剧增大。在铁、钢、铜的消费方面,我国已经超过美国成了世界第一消费国。近几年来,我国钢、铁、有色金属、水泥等主要原材料消耗增速加快,并且消耗弹性系数正呈不断扩大趋势,即GDP每增加一个百分点所消耗的原材料逐渐增多。生铁、钢、钢材、十种有色金属、水泥的消耗弹性系数,已分别由2000年的0.563、0.425、0.850、1.913、0.538上升到2003年9月的2.224、2.541、2.859、2.235、1.812。按照GDP7.3%的年增长速度,到2005年,我国生铁、钢、钢材、十种有色金属、水泥的消耗量,将分别达到2.7亿吨、3.1亿吨、3.9亿吨、1576万吨、10.3亿吨;到2010年,将分别达到5.7亿吨、7.2亿吨、10.9亿吨、3353万吨、19.1亿吨。显然,靠消耗如此巨量的原材料来支撑经济发展,将是很难做到的。不难断言,资源的短缺会日益严重,实际上阻滞经济发展的资源瓶颈已开始出现。
我国材料资源存在的第二个问题,是材料的使用造成的环境污染非常严重。首先,是大气污染。中国的大气污染是典型的煤烟型污染,总悬浮颗粒物、二氧化硫、氮氧化合物是主要污染物。近几年,随着城市汽车的大幅度增加,以汽车尾气为主要来源的空气污染也急速上升。中国的大气污染尤其是城市的大气污染相当严重,而且加重的趋势依然看不到遏制迹象。其次,是固体废弃物污染。中国工业固体废弃物的大量堆放对环境已经造成很大危害,尤其是危险固体废弃物的处理和管理亟待加强。城市垃圾已经演化成严重的社会问题,处理和管理能力严重不足。目前,固体废弃物的堆积日益严重,尤其是处理不当,将造成深远的潜在危机。再次,是海洋污染。中国近海海域的污染一直呈逐步加剧的趋势,近几年的恶化速度加快,以赤潮为代表的区域性灾害不断发生,近海生态系统明显退化,而造成海洋污染的主要是汞、铜、铅、镉、油类、硫化物、难降解有机物等废弃物质。
我国材料资源匮乏以及材料使用造成的环境污染都是严重的,其原因主要有四条。一是工业化资源客观上是有限的。二是中国工业化发展的具体限制,中国是一个后发展人口大国,其工业化发展所需要的资源不仅数量巨大,而且遇到了发达国家的遏制,困难是必然的。三是新工业化理念和政策相对落后,不能运用新工业化方法开拓资源的利用。例如,对污染的有效治理和资源的循环利用在日本美国等发达国家已比较先进,既治理了污染又在一定程度上缓解了部分资源的短缺(如对废纸和废钢材的循环利用),而我国对资源的循环利用还缺乏应有的开发。四是新材料科技和新材料产业与世界先进国家相比还存在较大差距,不能适应经济发展的需要。
三、新工业化的中国材料发展战略对策
材料问题与能源问题一样,都是工业化生产方式发展到一定阶段必然要遇到的问题,是工业危机的表现,它们的解决,最终要靠开拓新工业化道路。新工化的材料发展战略,最终是要建立起新工业化材料体系,这需要一个逐步的发展过程,需要一些中间过渡环节和措施。
(一)矿产资源合理开发与节约战略
面对当前严重的资源匮乏问题,对矿产资源要合理开发和保护,实施资源节约战略。(1)从中国的国情出发,要十分珍惜各种资源,不能简单模仿发达国家的生活方式,要大力提高资源利用率,坚决克服各种资源浪费现象,从保障资源安全的战略高度坚持不懈地抓好矿产资源合理开发和保护。(2)在继续合理开发利用国内矿产资源的同时,积极利用国外资源,提高资源的优化配置和合理开发水平。(3)在加强地质勘探和开发的同时,必须尽力减少矿产开发造成的环境代价。
(二)材料资源循环利用战略
目前世界再生资源利用发展迅速,再生资源占消费的比重越来越大,正在抑制对一次矿物原料需求的增长。有些国家金属回收利用价值已超过这些金属的开采价值。近几年,我国重工业增加值相对提高加快,说明我国经济发展已进入新一轮重化工业时期,主要原材料的增速较大地超过了GDP的增速。前几年,曾有专家根据国外经验预言,到2020年我国对钢的需求量将达到1.45亿吨,对十种有色金属的需求量将达到800万吨,对水泥的需求量将达到7亿吨。而根据最新预测,到2010年我国对钢的需求量就将达到7.2亿吨,对十种有色金属的需求量将达到3353万吨,对水泥的需求量将达到19.1亿吨,大大超过了原先的预测。这个事实说明,像我们这样的后发展人口大国的经济发展是史无前例的,世界过去的经验有可能失灵。所以,对原材料的单向开发是根本不可能满足需求的,必须积极实施循环利用战略。循环利用有一个层次问题,逐步做到深层循环才是彻底的循环利用。对原材料的深层循环利用属于新工业化的材料资源,在新工业化社会,材料资源深层循环利用率要高于50%,并不断提高。做到深层循环不是一件容易的事,需要新材料科技的突破性发展,如纳米科技、生物科技的发展。由于深层循环利用把废弃物质当作资源,也解决了对环境的污染问题。
(三)深层原材料资源开发战略
物质资源的存在是有层次性的,对物质资源的开发利用又是有历史性的,人类在一定的历史发展时期只能开发一定层次的物质资源。工业化生产开发的是天然化学资源,而新工业化生产将开发更深层次的物质资源,这就是小分子原子和亚原子层次的物质资源。如果从这样的微观层次看,世界上还有什么物质不能成为生产的原材料呢?物质资源还会短缺吗?所以,我们进行新工业革命的一项重要任务就是开拓出物质资源的新层次,创造出物质生产的新产品。新工业化将打开物质资源的更深的新层次,工业化形成的资源匮乏将得到彻底解决。我们看到,由于纳米技术、生物技术等微制造技术的发展,人类已经能够在小分子原子层次上进行加工操作,这不仅打开了物质生产的深层次,也打开了物质资源的深层次。随着人类微制造技术的迅速发展,物质深层次的原材料资源也将迅速打开,我们不仅要从生产的视角把握微制造技术的作用,还必须从物质资源开发的视角把握微制造技术的作用,在大力研发微制造技术的同时大力开拓深层物质资源。对于材料资源的这项发展战略,我们必须予以充分关注。这是因为,一定的历史时代与一定的资源是有相关性的,农业时期有农业化的资源,工业时期有工业化的资源,新工业时期也必定有新工业化的资源,在资源选择上滞后必然会影响到社会生产的整体发展水平。所以,随着新工业化进程的发展,即使工业化资源不发生短缺,也应积极利用新工业化资源而不是据守在旧的工业化地盘上。
(四)人工新材料发展战略
在工业化时代,化学物质资源是大自然提供的生产原材料,它是工业生产的起点。但是,在新工业化生产中,化学物质资源则是人工创造的新材料,人们将利用它进一步加工制造出丰富多彩的物质产品。其实,在工业化发展中,人工新材料就已大量涌现,只是在新工业化时代人工新材料将获得质的提高和发展,各种物质成品的生产将直接依赖对新材料的加工制造,而不再是对天然材料的直接加工制造,人类也将因此而创造出无数的新物质产品奇迹。现在,新材料的发明创造已经成为一个国家科技经济发展水平的重要标志,今后将会更加如此。我国已经成为一个材料大国,但在新材料领域与发达国家仍有较大差距,如何赶超并实现跨越式发展,是我们目前的重要任务。必须制定有力措施,尤其是加大新材料科技投入,选准目标,有所为有所不为,争取在关键技术和关键领域有所突破有所前进。目前,新材料产业有一个庞大的阵容,如微电子材料、新型光电子材料、稀土功能材料、生物医用材料、先进复合材料、新型金属材料、先进陶瓷材料、高温超导材料、环保材料、能源材料、先进高分子材料、纳米材料、智能材料等等。在这些新材料的研发和生产中,涉及的物质层次日益深化,大都属于新工业化生产范畴的新材料生产,我们都必须高度重视,从跟踪发展、自我创新发展直到实现超越发展。
(五)新工业化材料发展战略的保障措施
必须积极采取以下措施:(1)不断加大研发投入,大力推进自主科技创新,努力使我国材料资源开发利用科技居于世界前列;(2)充分发挥政府的主导作用,政府要通过制定政策框架、市场框架和技术框架来促进新材料的开发利用;(3)实施新材料基地建设工程,积极推进新材料开发利用的产业化、市场化,使新材料产业成为新的经济增长点和支柱产业;(4)积极开展国际合作,包括科技合作、开发合作,尤其要重视太空资源的联合开发利用。