最近的一项研究表明，我们的世界正变得越来越耗能，物质却越来越少。这已成为一个大趋势，人类进步越来越依赖于能源密集型工艺，以创造更轻、更坚固、更高效的材料。这种转变被称为非物质化，意味着即使全球人口和经济增长导致物质总消耗增加，社会单位产出或效用所需的原材料质量也会减少。

最近的 2025 年报告包括 Orca Sciences 分析 和 标普全球材料转型探索，确认能源驱动材料是 清洁能源 转型。例如，风能和太阳能基础设施所需的金属量是化石燃料电厂的两到三倍，但却具有更高的耐用性和效率。

这一趋势在材料领域是如何演变的？

材料的故事其实也是蕴含能量的故事——即提取、精炼和加工材料所需的总能量。更高的能耗通常意味着更好的性能，例如更高的强度重量比和更强的耐用性。

• 1960 世纪 40 年代，玻璃瓶又重又易碎；而今天，铝罐比玻璃瓶轻 XNUMX 倍，但强度却大大提高，尽管生产铝需要消耗更多的能源。
• 由于2000， 能源强度 由于效率提高，基本金属和化学品的价格下降了 22-34%。 然而，钛和碳纤维等尖端材料需要更高的能量输入才能实现优异的性能。

经合组织 2025 年报告强调了替代趋势，例如聚丙烯取代钢铁 电动汽车，从而降低了运营能耗，同时又依赖于能源密集型生产。然而，一项研究 资源，保护和回收 （2025）显示 当GDP增长超过2%时，非物质化进程就会放缓， 将经济周期与材料效率联系起来。

关键材料的隐含能量和性能（2025年数据）

这些数据凸显了如何投入更多的能源从丰富的资源中生产出更优质的材料，说明了为什么我们的世界变得越来越能源化而物质化。

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跨行业有哪些现实世界的例子？

这一趋势体现在食品、能源、运输和技术领域：

• 农产品：每卡路里的能量消耗已经上升 自100以来的1900折叠。利用空气和能源生产的合成肥料可将土地使用量减少六倍。精准发酵技术可进一步推动这一进程，直接利用能源和空气生产食物。
• 新能源：可再生能源依赖于硅等丰富元素的能源密集型加工，其单位质量效率远远高于化石燃料。 核能 铀的巨大能量密度进一步放大了这一点。
• 交通：从马车到电动汽车和航空，交通运输体现出更轻便但更耗能的系统。电动汽车越来越依赖聚合物和复合材料来提高效率。
• 技术：半导体在处理更多能量吞吐量的同时，尺寸不断缩小。新兴材料，例如 氮化镓 以最小的质量提高性能。

德勤 2025年可再生能源展望 指出，到 2050 年，电动汽车轻量化聚合物的需求将增加两倍，这强化了我们的世界正在变得更加耗能而物质减少的原则。

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为什么有些专家持不同意见？

并非所有分析师都认为增加能源使用是可持续的。 瓦茨拉夫斯米尔 还有人认为，工业化之后，材料需求趋于稳定。各国先建设钢铁和水泥基础设施，然后专注于优化现有基础设施。

• 自 1950 世纪 XNUMX 年代以来，效率的提高已使钢铁的内涵能量减少了一半。
• 这个 2025年世界经济论坛能源转型指数 记录适度的全球 承诺对学院 收益 （1.2％） 由于这样的效率。
• 批评人士强调，在从化石燃料向可再生能源的动荡转变过程中，依赖廉价、丰富的能源存在风险。

这场辩论的问题是，我们的世界是否正在变得越来越耗能而物质变得越来越少，以及这种趋势是否具有普遍可持续性或取决于经济条件。

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这与可持续性和能源转型有何关联？

能源密集型材料通常能带来可持续性效益：

• 以肥料为动力的集约化农业使得 造林.
• 通过催化转化器进行污染控制可以减少能源密集型工艺的排放。
• 可再生能源需要大量的前期材料投入，但可以长期减少排放。

麦肯锡2025年报告强调，可再生能源虽然需要大量的材料投资，但它也推动了轻质合金、陶瓷和复合材料领域的创新。像Orca Sciences这样的公司正在推进这些前沿技术，他们坚信丰富的清洁能源将支持更轻量化、更高效的经济。

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常见问题

1. 非物质化是否会减少总体材料使用量？

不是。绝对消费随着人口和经济的增长而上升，但单位产出的物质使用强度却持续下降。

2. 能源转型如何加速这一趋势？

实现这一目标可以通过增加风力涡轮机和电动汽车对碳纤维等高能耗高效材料的需求来实现。尽管生产能耗更高，但这些材料可以减少生命周期排放，预计到2050年将增长五倍。

3. 过度依赖效率会带来什么风险？

社会可能会对钢铁等传统材料进行过度投资，从而减缓真正可持续发展所需的先进复合材料和合金的采用。

4. 我们的世界正在变得更加能源化、物质化，这一观念如何影响全球创新？

它鼓励对高性能、低质量材料的投资，以支持 净零目标，帮助行业保持竞争力，同时减少对环境的影响。

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