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图 5.22 （a）加利福尼亚州棕榈泉附近圣戈尔戈尼奥山口（San Gorgonio pass）的风电场。风力发电机利用风力发电。（b）2004年按州统计的风电容量，单位：兆瓦。1000兆瓦能满足大约30万美国家庭的能量需求。虽然美国风能潜力只有一小部分被利用，但是许多州都有新的风电项目正在进行。20世纪90年代风力发电机技术进展显著，新式发电机比先前更强大、更可靠。近年来无论在美国还是全世界，风能是电力生产中增长最快的能源。（［ a］© Roger Scott.［b］Source of data: American Wind Energy Association.）
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20世纪90年代，减少对化石燃料的依赖并承诺发展可再生能源，促使数个欧洲国家发展风电装置，尤其是德国、西班牙和丹麦。德国在世界风电生产中居领先地位⑧ ，2004年占世界风电容量的38%，而丹麦则是人均风电产量最高的国家。亚洲国家中除印度外，都在某种程度上减缓了风电场的建设，但是中国和日本仍然有大量在建项目。
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未来几年内近海风电装置有望较大增长，尤其是在北欧。世界最大的近海风力发电场位于哥本哈根港入口处，该处和其他地方的装置提供大约全国电力的20%。荷兰和瑞典也有近海风电场，英国、爱尔兰、比利时、德国和西班牙也有计划或正在兴建近海风电场。
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风能的短处是不可靠性和间歇性，风能不易存储，需要备用系统。此外，有些国家在偏远地区才有丰富的风力资源，这些地区远离现有电力网，因而必须建立昂贵的输电线路给消费者供电。批评者指出，要几千个风力发电机才能生产与一座核电站等量的电力。环境方面的顾虑包括风电场的美学影响（它们非常显眼，常常覆盖整个山坡，占据景观的主要地位），以及对候鸟的伤害。
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地理学与生活（插图第11版） [:1705395381]
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非燃料矿物资源
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上文所讨论的矿物资源提供使人类能够做功的能量。对我们的经济福祉同样重要的是非燃料矿物，因为这些矿物能加工成钢铁、铝和其他金属，加工成玻璃、水泥和其他产品。我们的建筑物、工具和武器主要来自矿物。
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事实上我们认为必不可少的资源，包括金属、非金属矿物、岩石和燃料，均蕴藏在地壳薄薄的表皮——地壳中。92种天然元素中，仅8种就占地壳质量的98%以上（图5.23）。我们可以认为这几种元素是地质上丰富的，而所有其他元素则是地质上稀有的。在大多数地方，矿物富集程度太低以致开采无利可图。如果富集程度足够高，使开采可行，那么这种矿床开采出来的矿物就叫作矿石（ore）。因此，是或不是矿石及能否开采取决于需求、价格与技术，而且因时而异。
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图 5.23 地壳中按重量计相对丰富的元素。只有4种经济上重要的元素——图中以深色表示——在地质上是丰富的，共占地壳重量1%以上。幸而，这些元素和其他有商业价值的矿物集中在地壳的特殊区域。如果均匀分布在地壳中，这些元素和矿物的开采就不具备可行性。
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矿物资源的开采一般有6个步骤：
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（1）勘探（寻找物料富集的矿床）；
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（2）开采（从地层中取出）；
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（3）选矿（从矿石中分离出所需的物料）；
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（4）冶炼和（或）精炼（把矿物分解为所需的纯物质）；
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（5）将矿石运输到要使用的地方；
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（6）把矿石加工为成品。
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上述每一步都需要能量和物料的输入。
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决定某种矿床开采的可行性和收益有5个因素：矿物的价值、可采量、特定矿床中矿石的丰度、与市场的距离，以及征地费用和专利使用费。即使这些因素都有利，但如果有更廉价的竞争性资源可用，那么可能还是不会开发这些矿山，甚至留其待日后进行投机交易。20世纪80年代美国和加拿大共有产量超过2500万吨的铁矿被永久关闭。北美的铜、镍、锌、铅和钼矿因市场价格下降到低于国内生产的成本，也出现同样的衰退。从20世纪90年代初开始，由于资源耗竭与低价进口两方面的原因，美国首次成为非燃料矿物净进口国。虽然矿物价格上升可能导致开采或重新开采矿石被认为无利可图，但是市场经济发达的工业国发现自己在和具有廉价劳动力与丰富国有矿山的发展中国家生产者的竞争中处于不利地位。
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自然过程生成矿物如此缓慢，以致我们将矿物列入存量有限的非可再生资源的范畴。不过，其中有些资源储备很丰富，在长远的未来仍有现成的储备。此类资源包括煤炭、砂石和钾盐。其他矿物，如锡和汞之类储备量很少，而且因工业社会对其与日俱增的需求而日益减少。表5.1给出一些重要金属“剩余年限”的估计数。由于矿物资源难以估算，因此表上数据应看作是提示性的而不是确切的。化石燃料的情况也是如此，这样的估计是基于经济与技术状况，而我们既不能预知未来的矿物价格，也不能预知技术上的改进。对一种有价值矿物，现已探明可用储量的耗竭将提升这种矿物的价格，使得现在划归亚经济等级的矿山有利可图（图5.4）。然后那些矿床就被重新归入已证实储量中。新矿床的发现和（或）矿物加工技术的改善也会增加储量数字，因此也延长了储量预期寿命。