化学是关注什么能构成材料，它们如何变化和反应，以及它们如何被人类创建和控制。化学也关注能源通过什么变化释放或消耗，以及如何控制它。化学是所有科学和技术的基础。化学对于那些需要新材料或者在分子或原子水平操作的技术尤其重要，例如太阳能电池和燃料电池，蓄电池和微处理器等。

元素的有效利用可以分为几个方面。使用储存丰富的元素替代重要元素是一个主要的战略目标，例如，用铁置换钯，作为交叉偶联反应的催化剂。但是替代的方法并不总是可行的。通常，通过优化反应条件或使用助催化剂很容易降低反应使用中的重要元素的量。有此做法的例子不胜枚举，但是，这些进步往往需要投入大量的研究工作。有效的回收可以在某些情况下部分缓解供应的问题，例如，铁和铅被广泛地回收。因为元素的属性在使用中不被改变，如果所需要的元素在使用结束时，可以从产物中回收，它可以进一步被使用，并且可以减少天然储量的压力。回收也不是一件容易的事情，它需要大量的应用性研究。在许多应用中，重要元素的用量是非常小的，从而使分离变得相当困难。有些元素是不可替代的，因此需要开发全新的材料和系统来达到使用目的，这是一个非常大的挑战。这些通常不仅需要应用的发展，而且需要基础研究的发展。最后，提供合理的监管和公共政策研究是必要的。除了确保足够的资源可供研究外，各国政府需要通过立法和监管政策大力鼓励社会层面的改变。例如，应鼓励制造商，或在某些情况下强制制造商，在产品设计过程中进行全生命周期分析，进行资源回收，应鼓励或要求消费者在产品使用寿命结束时返还产品。

本文中，化学研究和开发的领域对技术的进步和元素的有效利用是非常重要的，可分为三方面。能源材料，即用于制造太阳能电池和燃料电池，蓄电池，磁铁，以及在能源生产和使用中的其他设备材料，常常包含重要元素。催化剂在许多制造业领域是绝对重要的，特别是大宗化学品的制造，而且往往含有贵金属催化剂。回收，再利用和再循环在短期内是非常必要的，从长远来看也是很重要的，因为我们生活在一个资源有限的星球上。化学世界是全球化的经济，并且许多元素的分布并不平均，因此各领域的国际间合作和努力是很重要的。

能源材料

从工业革命开始,可靠能源和有效发电方法的需求一直是人类关注的焦点。尽管显著地提高了效率和极大地降低了环境的负担，但是持续对化石燃料的严重依赖导致了严重的环境影响，如环境污染和全球变暖。为了维持目前的生活标准，发电和储存能量的优良方法是必不可少的，而且随着人口的增加，技术上更多的改进是必要的。其中正在探索的解决能源需求的各种技术，有许多需要使用重要元素，并充分利用它们，高效利用或替换的问题必须得到解决。

一般认为发电属于工程领域，但化学发挥并将继续发挥至关重要的作用。燃料燃烧，充放电循环电池，以及燃料电池的操作都涉及很多化学反应，在现代设备中使用的材料的设计和结构，都需要复杂的化学知识。新材料的寻找和合成，需要考虑原料的反应性和商品的功能和应用性。此外，考虑构建这些新材料时所使用的元素的实用性和附带的影响也变得越来越有必要。把元素的高效利用作为参考的材料设计是一个相对较新的方法，要求在化学教学和研究思路上增加这项内容，因为资源稀缺的情况已经获得大众认识，这些新现象已经出现。对于能源材料重要元素的详细讨论可以在其他报告中阅读⁴。在能源材料领域中，也有大量重要的领域。

蓄电池

电池正变得越来越重要，无论是在移动设备应用中，还是在固定应用中（家庭应用，生成系统备份，稳定电网）都变得越来越重要。新型蓄电池有许多设计目标，包括比能高，长期稳定性好，高流动性和增强安全性。改进的蓄电池设计需要活性氧化还原对的稳定氧化态，优化电解质以达到在一个特定的使用温度范围内保持稳定和合适的离子导电率，并搜索丰富的轻元素组合，该组合可作为有效的氧化还原对。替换重要元素（如钴），并寻找适当的催化剂，对于金属空气电池来说也是必要的。

目前有几种化学电池可商业化，每种化学电池都有独特的良好品质，并且每种电池自身的弱点也会随着进一步的深入研究被解决。举一个例子，锂离子电池，具有高能量密度及消费电子业已经证明的优良功能，锂离子电池是当前大多数电动汽车的选择。不幸的是，该电池的高成本，有限的循环寿命，应用的局限性，以及持续的安全考虑已经阻碍了电动汽车的普遍使用。目前锂离子电池的主要安全问题之一是由于液体有机电解质的存在。当暴露在较苛刻的条件下时，如较高的电池温度或高电压应力下，这些易挥发和易燃液体会出现严重的火灾风险。同样，被损坏或过度充电时，锂聚合物电池可能遭受灾难性的毁坏。用固体的，不可燃的电解质取代有机电解液会消除这种安全风险，并提供其他的重要优势，如大幅延长循环寿命和降低自放电率。此外，回收和再利用的策略需要被广泛采用，以确保这些系统所必需元素的可靠供应。

光伏设备

由于太阳光的大部分能量传递到地球，因此太阳能被看作是一个极具吸引力的能源。目前光伏发电技术正在迅速接近由Shockley和Queisser预测的最大效率，同时硅光电池，作为最常见的商业化光电池类型，在实验室条件下可提供25％的电源转换效率。尽管硅光电池商业化的使用效率达到实验的75％，但基于硅的单位成本仍然过高，不足以与化石能源竞争。硅本身很便宜且储量巨大，然而，提纯到所需纯度耗能巨大。发展更便宜的生产方法将大大提高目前光伏电池设计的经济可行性。通过将吸收材料与每个模块使用的材料的光学性能结合，努力降低太阳能电池和薄膜二代设备的成本。但是由于高温加工的必要性，第二代光伏模块的成本仍然很高，有必要降低与廉价基材的相容性，以及使用必要的贵元素（如铟，镓，锗，碲，和钌）来降低成本。一个大的目标是发现新材料，该材料具有期望的特性，但是由地球上丰富的元素制成。以及需要设计一个系统，它具有最小的电阻损耗，并可以通过纳米晶体或多晶薄膜中的单个沉积实现批量载流子传输。一般地，较好的电荷迁移率和有效的电荷分离是电池的关键因素。

磁铁

对可再生能源的依赖以及对整个生命周期内能源总能量效率提高的关注，促进了能源相关技术的加速研究。磁铁在能源生产和能源的使用中无处不在，并在改善这些应用中的许多设备的效率和性能中起着重要作用。硬性磁铁在许多消费品和工业设备的重要部件中具有非常重要的作用，对可再生能源部门也特别重要。电动汽车和风力涡轮机的电动机、发电机需要可以保持温度稳定在高于120度的磁铁。为了满足这种要求，需要使用含有稀土元素如钕和镝的磁铁，其中镝是稀缺元素。更有效地利用磁性材料中的稀土元素是紧迫的，减少并最终用更丰富的元素替换这些元素也是必须的。此外，稀土平衡也需要加以解决。这些元素不会单独在矿石中存在。应该降低对稀缺元素的需求，例如镝和铽。而开采广泛存在的元素，如钐和铈。为了开发不依赖于稀缺的稀土资源的高效磁铁，有必要开发磁性材料，该磁性材料不一定具有最好的绝对性能，但要提供所需的一些性能，同时确保原材料供应的安全和廉价。例如，磁性各向异性在高磁化三次三维系金属和合金（例如FeCo）中产生，该过程是通过诱导薄膜外延生长产生的四方畸变实现的。化学能找到解决方案，通过散料间隙和置换改造以稳定这些结构。

超导体

超导体是一种在低于临界温度下传导电流而无能量损失的材料。用超导制造的磁铁可以产生很强的磁场，它可以实现很多应用，像磁共振成像（MRI），核磁共振（NMR）光谱仪，质谱仪，粒子加速器和超导列车。目前，这些装置必须使用液氦降温，以保持亚临界温度。氦是一个重要元素，并且本质上是不可回收的，一旦它逃逸到大气中，将不可恢复。所谓的高温超导体，可以用液氮进行有效地冷却，但是它们是易碎的，难以加工。迄今没有室温超导体的存在。

一个基本挑战是能够预测或确定超导材料具有的特性，如探究组成元素的丰度和毒性，并且如果可能的话，探究可以接近室温的超导材料。理论家和化学家之间的沟通，探究化学事实，可能会导致材料发现的加速。室温超导体可以大大减轻全球能源问题，提供更快的计算机，并允许运输的能量不损失，以及其他方面的优势。然而作为近期目标，发展易加工液氮温度超导体可以在短期内提供显著的好处。

热电材料

热电发生器被用于转化热梯度为电能。这些设备利用两个导电材料之间的依赖温度的电势，不需要运动部件协助。原则上，这些装置可以用来从机动车辆，涡轮机，燃料电池或其他发热设备的热废气流中进一步收获可用能量。已知有些材料在效率，寿命和使用的重要元素方面存在不足。一些已被开发作为热电材料的化合物含有铅，铋，碲，钴，镱，铈和锑。这些元素不适合于大规模设备的生产。正如超导体，设计的性能和预测的能力是非常吻合的，理论家，实验化学家和材料科学家的通力合作，可能会带来很大的进步。

燃料电池材料

当前存在许多不同类型的燃料电池，它们在工作温度，燃料，大小以及一些其他标准，特别是结构方面存在着差异。高温固体氧化物电化学电池被用于烃类燃料高效转化为电能，并产生氢的蒸汽。因为其自身的特点，他们表现出稳定应用的潜力，并且不需要铂族金属催化剂。镧系元素的钙钛矿被广泛应用在固体氧化物燃料电池的阳极和电解池的阳极，被用作两个电子导体和电催化剂，减少镧系元素的使用或通过更可持续的元素替换将是非常可取的。目前所选择的电流电解质是基于氧化锆，通常掺杂有氧化钇或氧化钪。含有更可持续元素的新材料类似性能的实现将显著提高这些技术的可行性。蒸汽或合成气体的催化电解要求类似于上述的那些材料。

除了固体燃料电池需要高操作温度，使用聚合物电解质膜的低温燃料电池也正在被广泛地研究，并已发现许多应用。不像固体氧化物燃料电池，聚合物电解质膜燃料电池在非常低的温度下，以及更轻，更紧凑的操作，使之更适宜于移动设备应用。然而，这些低温燃料电池的可行性仍然存在显著的挑战。目前，最好的低温燃料电池利用铂，一种重要金属，作为催化剂。目前，核-壳纳米结构正被研究用于实现超低铂负载，以及探究非贵金属催化剂，如混合氮的碳和钨的碳化物，它具有和铂相同的电子结构。碱性聚合物电解质可以使用非贵金属催化剂，但是这些聚合物的离子电导率和化学稳定性仍然是一个挑战。但据报道已取得显著进展。除了上述问题，聚合物电解质膜燃料电池可在100-150摄氏度操作，可提供许多优点，包括更快的反应动力学和可耐受的燃料污染物。该交换膜只在低于90摄氏度潮湿的条件下工作。

贮氢

氢的存储提出了一个不寻常的问题，虽然它按重量计具有良好的能量密度，但是按照体积计，具有能量密度低的特点。例如，一公升汽油含氢量比一公升纯液态氢超过64％。因此，为了储存氢，将其应用于体积显重要的应用例如汽车，可行的替代策略是必要的。一个可能性是作为金属氢化物配合物存储，如LaNi₅H₆或Mg₂NiH₄。由于燃料电池的广泛使用，氢存储技术将变得越来越重要。

催化剂

催化剂在改进反应过程中的能源效率和元素的高效利用方面发挥着重大的作用。许多反应过程变得更加经济化，这些都是催化剂的功劳。由于其本身的性质，催化剂的使用量很小，并且在许多情况下，催化剂的使用是可以回收的。对于一些过程中，能量效率、元素使用和其他因素的平衡已经达到最佳。但是一些地方的科学家还在为进一步优化催化而继续努力。

催化与现代社会发展的方方面面相关，包括清洁的空气，干净的水，食物供应，能源生产和储存，运输，大量化学品和原料等。催化在许多前面提到的能源材料中起着重要的作用。燃料电池的关键是催化剂，它促进燃料在适中温度下的氧化效率。太阳能驱动的催化分解水的成功，作为一个非常重要的研究领域，该成果依赖于开发复杂的串联式催化体系。

许多催化剂都是基于重要元素，这些元素可能是非常罕见的或被认为近期供给有风险的元素，这些元素的提取可能产生较大的环境负荷。为了维持目前的生活水平和提高更多人的生活质量，有必要更有效地使用催化元素。催化重要性的详细讨论可在以前的报告中阅读⁵。

在催化造福社会发展方面，人类还面临着一些挑战。

由广泛存在的元素制成的催化剂

必须设计新的催化剂，而且这些催化剂要基于那些丰富的，容易获得的元素进行设计。基于地球上丰富的，容易获得的金属以及不含金属的催化剂应该被设计。广泛存在的元素催化剂有可能在消耗和高分散的使用中是非常有用的，其中所述催化剂不能被回收和再利用。这方面的一个例子是铂催化剂在生产交联聚硅氧烷中的使用。

铁，一种很常见和廉价的元素，具有优良的生物和环境兼容性，能够作为基本金属催化剂的一个例子。难于用铁和其它第一行的元素作为催化剂的原因，是因为它们倾向于发生单电子反应，而贵金属催化剂，如钯和铑，一般进行双电子反应。更明确地是，铁通常以氧化态为0价，I价，II价和III价形式存在，而铑通常以I价，III价和V价形式存在。由于铑的氧化态，通常是通过双电子反应，反应可被约束为双电子反应化学，也就是说，氧化加成/还原消除。另一方面，铁易发生单电子反应化学，例如，自由基化学，该反应是难以控制的。然而单电子反应化学可以提供新的化学发展机会。毕竟，在生物反应中使用的金属主要是第一行的金属元素，并且利用多金属活性位点和/或生物配体，能够非常有效地催化大数目的反应。奉行这样的原则可诱导目前使用的催化剂替代方案出现，也有可能诱导新的反应和应用。

记住，用一个元素直接替换另一个元素可能不会实现预期的效率，但是，通过发现新的化学反应与丰富的元素，有可能通过不同的途径来实现预期的目标。在过去的十年中，有机小分子催化剂已经取得了显著的进步，这可能会产生一个备用策略，即生产精细化学品和大宗商品可完全绕过贵金属催化剂而实现。

催化剂效率的提高

提高催化剂的效能和效率有助于降低对重要元素的需求。除了关注金属元素，围绕活性位点和配位体的氧化态环境也应予以考虑。在固体催化剂中，活性位点的数目应该增加。这意味着，具有催化活性的元素应集中在与底物发生反应的载体的表面上。对于均相催化剂，增加了每个位点的活性是有用的，这是评价一个催化体系的基本指标。对于均相和非均相催化剂，改良的选择性是令人满意的。

催化剂应该更强大（特别是较活泼的金属基复合物催化剂）和更抗失活。具有自我修复能力的催化剂（例如钙钛矿支持的纳米颗粒）也应该得到发展。这对于基本金属催化剂特别重要，因为它们更容易被氧化。

另一个需要注意的应用是在汽车中使用的催化转换器。尽管从汽车催化转化器中回收贵金属被广泛实施，但也是有损耗的，而且铂族金属是罕见的和昂贵的。在文中这个背景下，有机会提高使用铂和铑的效率。

催化的整体设计

在催化设计中，应该考虑整个系统的结构，包括配体，外球面，长范围和扩展的结构。

重要的是，催化剂的命运应包括在设计中。去除，回收和再利用要有设计，以及考虑有害残留物，如配体或载体。单独回收不足以完全解决问题，因为每次回收难免有些遗失，以及回收时涉及相应的能源和资源成本。对于大宗化学品的生产，许多催化过程已经高度发达，并且除了催化剂的高效性外，催化剂回收已被列入设计范围。

催化剂的基本认识

为了完成这些挑战，非传统催化剂的新的基本理解必须创建。如前面提到的铁，有效地使用基本金属作为催化剂，学习利用第一行过渡金属配合物的单电子反应化学，这很重要。更深入地了解非金属催化剂的反应，如掺杂氮的石墨烯，将是有益的。以及学习控制催化剂反应时配位体的参与情况，也是有益的。增加对有机催化的认识也将大有益处。此外，新的指标来评估催化剂的使用效率，必须要发展。像提取效率（如1吨矿石提取3克铂金），能源利用率，碳足迹和分布熵等都需要考虑在内。催化剂的寿命，回收成本，残留在产品上的影响，以及配体和金属的命运必须予以考虑。必须承认，最初的催化剂成本通常不是催化剂选择的主要驱动力。

催化清洁能源和清洁生产的应用已经取得了巨大的进步，有助于生物可再生原料的使用，水生成氢气，以及二氧化碳作为原料的应用。在解决这些重要的当代问题时，催化的重要性提供了额外的诱因，以鼓励人们在这一领域努力。催化仍然是研究和开发的重要方面，以及持续的支持也是至关重要的。

回收，再利用和循环利用

许多元素的回收，如铝，铁，铅被广泛地实施回收，并且原则上这些元素可以被确立为重要元素。由于铂族金属的高成本和工业制造时的不可或缺性，回收的协议已被制定。此外，他们与铜在电子废物回收时一起被提取，并可以进一步细化出来。然而在一些应用中，贵金属的浓度相当低，回收被认为是不经济的。在当前的回收协议中，稀土元素倾向于形成氧化物，并不与炉渣分区，也就是，该过程的废产物未被回收。当这些重要元素的需求增加时，这些问题必须要解决。从电子废弃物回收重要元素的详细讨论可在以前的报告中阅读⁶。

稀土元素

如在上一节中所述，稀土元素被用于电池，照明和磁铁中，特别是硬性永久磁铁中，例如在风力涡轮机中使用。目前这些元素的回收是有限的，应用后，大多数稀土元素的回收少于1％。一些稀土元素丰度特别低，特别是镝，它被少量的使用于磁铁中，以保持高温下的强磁场。但是这样低的使用浓度会妨碍广泛的回收，由于产品的性质和材料的分散性，一般认为，回收它是既困难又昂贵的。恢复方法，包括液体-液体技术，氢歧化反应，脱氢和重组，溶解在熔融的镁中以及用酸浸等方法，已经在实验室规模上尝试，但似乎没有出现一个有效的方法。这是一个需要迫切解决的问题。

锕系元素

国际上认为，核能很有可能是一个非常好的低碳能源方案，以减少全球变暖，至少在短期内认为是好的。目前在世界上大约有450座核电站，并且下一个二十年，正在使用的燃料将需要重新处理，以及其余的放射性元素将需要无害化处理。锕系元素是具有放射性的元素，为周期表中从锕元素到铹元素，并且天然存在于自然界的数量非常小。这些元素通过在核反应堆中²³⁸U俘获中子而产生，因此回收铀是很重要的，并且为了实现这一点，有必要分离锕系元素，尤其是从铀矿中分离钚元素。分离可以通过普雷克斯过程（钚与磷酸三丁酯的液-液萃取）来实现，但是该方法需要大体积的溶液。由于锕系元素具有非常相似的反应活性，分离是相当困难的。熔盐电化学反应正在被研究作为分离的另一途径。重要的是开发更好的方法，以提高核电站的安全性，可靠性和经济可行性。

磷

磷在工业上的应用非常广泛，从精细化学品的合成，到冶金和涂料。最重要的是，磷是生命所必需的。全球每年对磷的需求约20万吨，并以每年约2.5％的速度增长。以这样的速度增长的话，预计未来50〜150年之内磷的需求将发生短缺。磷，大部分用于农业，其中约90％的矿物磷用于生产化肥。这些肥料很多会被流失，最终导致海洋环境的富营养化。因此，应投入更多的研究致力于磷肥的更有效使用和应用。

磷储量的损耗，以及由于采矿和农业流失引起的环境损害，必须通过多方面的办法来解决。需要新的沉降和分离技术有效去除城市污水和回收磷。目前从矿石回收磷的提炼技术只有40％的回收率，这必须加以改进。最后，还需要可持续的农业和粮食系统，以减少磷的流失，提高富含磷的植物和动物废物的回收和再利用。如果不解决这些问题，可能产生可怕的后果。

铟

铟是一种质地柔软的金属，在锌，铅，锡矿石中，有较低浓度的存在，并且被认为是一种非常罕见的元素。铟的主要用途是铟锡氧化物薄涂层，约占84％的全球消费量。这些涂层被用于平板设备的导电透明薄膜，如液晶显示器的透明薄膜。每个装置中使用铟的量通常是很小的；智能手机可能只包含几毫克，而一个大的显示器可能也就包含几百毫克。这些设备生产的数量庞大，铟的全球产量在2011年是640吨⁷。铟不会高浓度的聚集，它的供应很大程度上依赖于锌的生产，在生产锌时，它被作为副产物而除去。铟的供应是相当缺乏弹性的，而且目前没有能力去增加铟的产量，虽然原则上提高效率，以及进一步精炼锌的废物流可能会增加产量，但这将是一个资本密集型的过程⁸。该过程中常用的铟钛氧化物薄膜的效率非常低，大约使用中70％的铟被浪费。因此，消费前的废料循环高度发达和被广泛实践。消费后的回收是没有任何意义的，在垃圾填埋场中铟的数量是很大的。因为铟在其使用的设备中是非常小的数量，需要大量的研究实现其高效的消费后回收。石墨烯可以作为导电膜中铟锡氧化物的替代品，以及改良的有机发光二极管的发展有可能减少铟的需求。

镝

镝是稀土元素，并被广泛认为对清洁能源技术是至关重要的。镝的一个主要应用是在高性能的永久磁体中，其中镝可增加磁体抵抗消磁的能力，尤其是在高温下，作用更明显。有许多方法减少镝的含量，其中之一是降低操作温度⁸。在保证体积和重量都不变化的稳定应用中，这似乎是相当简单的，但在移动设备应用中实现这一过程，是一项艰巨的挑战。正如本文前面所述，在许多应用中，并不需要开发和稀土磁铁一样好的替代，仅需要开发由地球上丰富的元素构成的有效替代即可。实现有效磁铁回收的工作正在进行中，但稳健的财政和政策的支持是必要的。

氦

氦是一个原子，惰性元素，是稀有气体中最轻的。它最广泛的，众所周知的用途，就是被用作填充气球和飞艇的气体，但是从体积上来说，这是一个相当小的应用。氦气的最大的用途是制造低温，特别是在医学磁共振成像（MRI），以及需要低温超导磁体的其他应用方面。虽然氦是宇宙中的第二个最丰富的元素，但它在地球上相当罕见，因为在外界环境温度下，氦气会快速逃逸，这意味着，当氦气释放到大气中，它将快速逃逸到太空中。氦主要由地球上的铀和钍的放射性衰变而产生，并且在天然气中存在。在短期内，预计氦气将供不应求，但改进的设施正在发展，以便在天然气生产过程中捕获氦以及利用现场回收技术捕获氦，来满足大型和小型使用。在短期内，氦紧张是一个必然会出现的问题，并可能维持很长时间。

结论

过去几十年来，我们目睹了技术的显著进步，这些技术已广泛应用在科学，医学，制造业，并最终应用在消费产品上。特别地，电脑和信息技术已经成为现代社会如此重要的部分，这些设备可用性的破坏将产生深远的影响。对消费类电子产品，高效率的可替代能源系统，以及特殊材料等需求的快速增长导致了经济活动的蓬勃发展。但是这种技术大部分严重依赖化学元素，要么是非常稀少的元素，要么是难以取得的元素，而且以目前的实践来看是不可持续的。其他元素，例如磷和锂，都相当丰富，但消耗率或预期的消耗率是非常迅速的，而且这些重要材料，目前没有被有效的保护或恢复。

面对这些挑战，将有助于寻找机制来培养研究人员（尤其是初级研究人员）的技能，这些技能有利于开发能源材料和非传统的催化剂，制定教学方法来降低获取这个新专业知识的关卡。这些研究领域的支持还应该包括激励机制，鼓励研究生和年轻科学家走向这些重要领域。由于大型仪器的多功能性，如表征催化剂，磁铁，超导等材料的回旋加速器，带来更多的国家和国际研究人员到庞大的用户设施中，将是大有裨益的。学术研究人员和最终使用者（例如化学和制药工业）之间的新线，用以定义重要的竞争前目标和元素替代的机会应予以鼓励。最后，国际合作，交流和研究人员交流，促进元素的有效使用，并作为全球性的问题加以关注。

迫切需要全面的，协调的行动解决重要元素枯竭的问题。这个问题是全球性的，因此需要来自政府，工业界和学术界的共同合作，开拓新的科技发展的方法，要考虑能源成本，环境影响，以及所需的化学元素的完整使用周期。清晰的，合理的公共政策和法规，公共和私人支持的研究和教育，以及在产业界和学术界竞争前的合作可以促进实现可持续发展的巨大进步。这些问题并非无法解决，但不采取行动的后果可能是非常严重的。

人们很容易懈怠，而不去发现新的储备或在期限内发现替代技术，因为我们都习惯了。尽管新的矿产储量可能被发现和新的技术被发现，但花费精力和努力去开发这些的成本很可能让人望而却步。虽然我们将继续学习，发现和发明新技术，但我们生活在一个有限的星球上，拥有有限的资源，而且我们生活的这个星球，不能支持人类社会的大肆掠夺。解决方案在我们的掌握之中，一个现代化的，先进的社会才可能是可持续的，但要做到这一点，需要公众意识和政治意愿。