化工技術對產(chǎn)業(yè)的影響

化學工業(yè)是用化學方法創(chuàng)造新產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)。它是以生產(chǎn)為目的改變物質的經(jīng)濟活動。化學工業(yè)的誕生改變了人類單純依靠自然資源的歷史，從而可以主動創(chuàng)造資源。化學工業(yè)發(fā)端于歐洲，成熟于美國。德國和美國成為成功運用化工技術迅速崛起的國家。

從歷史上看，德國的崛起首先與化學工業(yè)的興起相聯(lián)系，而這又源于德國對化學的研究和化工技術的掌握。1830年，當英國的產(chǎn)業(yè)革命達到高潮時，德國還是一個落后的農(nóng)業(yè)國。可是經(jīng)過了19世紀前50年基礎科學的全面發(fā)展，尤其是在19世紀60年代和70年代科學技術的興盛之后，德國已在理論科學、技術科學、工業(yè)生產(chǎn)等方面后來居上，并于1875年成為世界科技的中心。19世紀中后期，比利時人厄恩斯特·蘇維爾（Ernest Solvay）經(jīng)過十多年的試驗和改進，創(chuàng)造了新的制堿法——蘇維爾制堿法，能夠最大限度地節(jié)約原材料。隨著新技術的迅速傳播和廣泛應用，憑借無機化工工業(yè)的迅速發(fā)展，落后于英國的法國和德國得以實現(xiàn)了發(fā)展的超越。在新的制堿法的推動下，作為“在技術上最重要的無機化學產(chǎn)品”的硫黃酸的生產(chǎn)量迅速增加，而它又被廣泛用來生產(chǎn)其他無機化合物。1900年，英國硫黃酸的產(chǎn)量是德國的近兩倍；但僅僅過了13年，這種情況就發(fā)生了逆轉，德國年產(chǎn)量為170萬噸，而英國只有110萬噸。

1871年，德國煤化工技術居世界首位；1873年，德國染料工業(yè)的產(chǎn)量、質量都超過了盛極一時的英國。19世紀60年代末，德國的染料工業(yè)規(guī)模很小、很分散，并且主要從事仿造活動，但在此后不到10年的時間里，德國企業(yè)就已經(jīng)控制了世界染料市場的一半左右；到世紀之交時，其份額進一步增加到90%左右。而且，這還沒有計算這些德國企業(yè)在其他國家分支企業(yè)的產(chǎn)量。到第一次世界大戰(zhàn)爆發(fā)時，有機化學工業(yè)部門就業(yè)人數(shù)和投資占全部化學工業(yè)部門的一半以上。得益于不斷的技術創(chuàng)新，直到目前，德國仍然是世界上最強大的化工制品生產(chǎn)國之一。德國化工工業(yè)的三大優(yōu)勢領域是基礎有機化學品、初級塑料產(chǎn)品及藥品。這三個領域的產(chǎn)品各自均占德國化工生產(chǎn)總量的15%～20%。按銷售額排名，依次為特種及精細化工品、聚合物藥物產(chǎn)品、石化及衍生物、洗滌類產(chǎn)品、無機基礎化學品和農(nóng)用化學品（見表3-3）。

表3-3 德國化工工業(yè)經(jīng)營狀況

資料來源：德國聯(lián)邦統(tǒng)計局。

美國于1859年打出第一口油井以后，大力發(fā)揮石油開采技術的優(yōu)勢發(fā)展石油化學工業(yè)。到20世紀，隨著石油開采和提煉技術的不斷進步，美國的石油化學工業(yè)迅速成長，美國也成為“石油化工技術王國”。1927～1934年，美國的纖維、塑膠和橡膠三大合成工業(yè)發(fā)展迅速，除化肥工業(yè)外，其余化工行業(yè)全部成為行業(yè)冠軍。

美國化工技術創(chuàng)新的一個重要成果就是合成纖維。合成纖維具有與塑料、合成橡膠相同的特征，它們都起源于20世紀20年代和30年代關于聚合化學制品的基礎研究。大量新設立的合成纖維工廠（主要是尼龍、丙烯酸樹脂和聚酯）開始替代天然產(chǎn)品（主要指棉花和木材），并最終占據(jù)主導地位。而后者（天然產(chǎn)品）很久以來一直是紡織品制造和使用的基礎原料。到1968年，人造纖維超過棉花和木材的合計產(chǎn)量（按重量）。1966年，人造纖維開始被使用在消費品上。其中，使用量最大的行業(yè)是服裝業(yè)，使用量幾乎占合成纖維總產(chǎn)量的1/3。產(chǎn)品大部分是婦女和兒童的服裝，其次是包括地毯、織物、家具等在內(nèi)的家用裝飾產(chǎn)品。工業(yè)中的使用主要集中在輪胎上，其次是加固塑料。此外，其他產(chǎn)品的生產(chǎn)也廣泛使用合成纖維，包括軟管、繩子、帶子、箱包以及過濾器等（見表3-4）。

表3-4 合成纖維在各使用領域的市場占比（1966～1975年）

資料來源：Spitz, Man-Made Fibers Fact Book,1988。

醫(yī)藥行業(yè)是美國另一個突出的化學工業(yè)部門。醫(yī)藥行業(yè)也發(fā)端于歐洲，主要是德國，但能使其成為國家重要產(chǎn)業(yè)的是美國。19世紀中期，美國的醫(yī)藥行業(yè)和化學工業(yè)都離不開始于德國的技術；19世紀后半期，不僅整個美國醫(yī)藥產(chǎn)品均從德國進口，甚至廣泛使用的醫(yī)療教科書也是從德國引進的。這種狀況一直持續(xù)到19世紀90年代，甚至美國一些最早和最為成功的醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)如輝瑞公司（Pfizer）也有德國的印記。20世紀，美國醫(yī)藥行業(yè)開始挖掘國內(nèi)日益增長的科學知識存量。“二戰(zhàn)”促使美國的醫(yī)藥行業(yè)轉向正規(guī)的自主研究，并與國內(nèi)那些從事生物醫(yī)藥前沿領域研究的大學建立了更為緊密的合作關系。“二戰(zhàn)”后，聯(lián)邦政府顯著加強了對生物醫(yī)學研究的支持。這從全國衛(wèi)生研究所（National Institutes of Health, NIH）預算經(jīng)費的巨幅增長可見一斑：1950～1965年，全國衛(wèi)生研究所在生物醫(yī)學研究上經(jīng)費投入的實際增長率不低于18%。截至1965年，在所有投資于生物醫(yī)學研究的費用中，聯(lián)邦政府占近2/3的份額。1965年以后，這種大幅度增長的勢頭有所減弱，但這也從側面反映了私人對研究開發(fā)投資的加速增長，特別是在20世紀80年代早期。1993年，全美國在生物醫(yī)學研究開發(fā)費用上的總支出超過300億美元，其中39%為聯(lián)邦政府投資，50%為企業(yè)投資（Bond and Glynn, 1995）。1953年，分子生物領域的一項重大發(fā)現(xiàn)揭開了美國醫(yī)藥行業(yè)技術變遷新紀元的序幕。沃森（Waston）和克里克（Crick）確認了DNA的雙重螺旋結構，找到了一種更為有效的藥物發(fā)明方法。生物技術不僅創(chuàng)造了現(xiàn)存藥品（例如胰島素）的新生產(chǎn)技術，而且創(chuàng)造了新的醫(yī)藥研制技術（Henderson et al. , 1998）。

連續(xù)性工藝技術的采用和大規(guī)模生產(chǎn)能力是20世紀美國化學工業(yè)的一個重要特征。在這方面，美國早期從事大規(guī)模生產(chǎn)的經(jīng)驗幫助了美國化學工業(yè)向以石油為基礎的原料過渡。20世紀初期，美國引進以內(nèi)燃機為動力的汽車技術，并在隨后得到快速發(fā)展。這使其對液體燃料的需求幾乎是永無止境的。這種需求反過來刺激了石油提煉行業(yè)的發(fā)展。大規(guī)模的石油提煉行業(yè)要求開發(fā)連續(xù)的與之相適應的工藝技術。在兩次世界大戰(zhàn)之間，美國在石油提煉行業(yè)的領先地位為支持其化學工業(yè)的基礎原料從煤向石油的轉變提供了關鍵的知識以及工程和設計方面的技術；同時，美國巨大的市場規(guī)模在早期階段就使美國石油行業(yè)的企業(yè)能夠采取大規(guī)模的生產(chǎn)形式進行產(chǎn)品（如氯、苛性蘇打、堿、硫黃酸、過磷酸鉀等基本產(chǎn)品）生產(chǎn)。化學產(chǎn)品絕不僅是石化燃料，還有一大批中間產(chǎn)品，如漆、肥料、殺蟲劑、除草劑、塑料、炸藥、合成纖維、燃料、溶劑等。而這些中間產(chǎn)品又成為其他工業(yè)生產(chǎn)的重要原料，使得產(chǎn)業(yè)鏈進一步得到延伸和豐富。