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随着当今世界人口和现代化经济的迅速扩张，能源使用的速度和规模都急剧增长，这就加剧了矿物能源的消耗并导致环境污染日益严重。20世纪70年代以来，世界能源结构开始经历第三次大转变，即从油气为主的能源系统向以可再生能源为基础的持久能源系统。大量一次矿物能源的使用，所带来的环境问题日益加剧，开发能够有效的保护环境并且是可再生能源的新途径日益受到人们的关注，成为可持续发展的战略性问题。