化工技术对产业的影响

化学工业是用化学方法创造新产品的产业。它是以生产为目的改变物质的经济活动。化学工业的诞生改变了人类单纯依靠自然资源的历史，从而可以主动创造资源。化学工业发端于欧洲，成熟于美国。德国和美国成为成功运用化工技术迅速崛起的国家。

从历史上看，德国的崛起首先与化学工业的兴起相联系，而这又源于德国对化学的研究和化工技术的掌握。1830年，当英国的产业革命达到高潮时，德国还是一个落后的农业国。可是经过了19世纪前50年基础科学的全面发展，尤其是在19世纪60年代和70年代科学技术的兴盛之后，德国已在理论科学、技术科学、工业生产等方面后来居上，并于1875年成为世界科技的中心。19世纪中后期，比利时人厄恩斯特·苏维尔（Ernest Solvay）经过十多年的试验和改进，创造了新的制碱法——苏维尔制碱法，能够最大限度地节约原材料。随着新技术的迅速传播和广泛应用，凭借无机化工工业的迅速发展，落后于英国的法国和德国得以实现了发展的超越。在新的制碱法的推动下，作为“在技术上最重要的无机化学产品”的硫黄酸的生产量迅速增加，而它又被广泛用来生产其他无机化合物。1900年，英国硫黄酸的产量是德国的近两倍；但仅仅过了13年，这种情况就发生了逆转，德国年产量为170万吨，而英国只有110万吨。

1871年，德国煤化工技术居世界首位；1873年，德国染料工业的产量、质量都超过了盛极一时的英国。19世纪60年代末，德国的染料工业规模很小、很分散，并且主要从事仿造活动，但在此后不到10年的时间里，德国企业就已经控制了世界染料市场的一半左右；到世纪之交时，其份额进一步增加到90%左右。而且，这还没有计算这些德国企业在其他国家分支企业的产量。到第一次世界大战爆发时，有机化学工业部门就业人数和投资占全部化学工业部门的一半以上。得益于不断的技术创新，直到目前，德国仍然是世界上最强大的化工制品生产国之一。德国化工工业的三大优势领域是基础有机化学品、初级塑料产品及药品。这三个领域的产品各自均占德国化工生产总量的15%～20%。按销售额排名，依次为特种及精细化工品、聚合物药物产品、石化及衍生物、洗涤类产品、无机基础化学品和农用化学品（见表3-3）。

美国于1859年打出第一口油井以后，大力发挥石油开采技术的优势发展石油化学工业。到20世纪，随着石油开采和提炼技术的不断进步，美国的石油化学工业迅速成长，美国也成为“石油化工技术王国”。1927～1934年，美国的纤维、塑胶和橡胶三大合成工业发展迅速，除化肥工业外，其余化工行业全部成为行业冠军。

美国化工技术创新的一个重要成果就是合成纤维。合成纤维具有与塑料、合成橡胶相同的特征，它们都起源于20世纪20年代和30年代关于聚合化学制品的基础研究。大量新设立的合成纤维工厂（主要是尼龙、丙烯酸树脂和聚酯）开始替代天然产品（主要指棉花和木材），并最终占据主导地位。而后者（天然产品）很久以来一直是纺织品制造和使用的基础原料。到1968年，人造纤维超过棉花和木材的合计产量（按重量）。1966年，人造纤维开始被使用在消费品上。其中，使用量最大的行业是服装业，使用量几乎占合成纤维总产量的1/3。产品大部分是妇女和儿童的服装，其次是包括地毯、织物、家具等在内的家用装饰产品。工业中的使用主要集中在轮胎上，其次是加固塑料。此外，其他产品的生产也广泛使用合成纤维，包括软管、绳子、带子、箱包以及过滤器等（见表3-4）。

医药行业是美国另一个突出的化学工业部门。医药行业也发端于欧洲，主要是德国，但能使其成为国家重要产业的是美国。19世纪中期，美国的医药行业和化学工业都离不开始于德国的技术；19世纪后半期，不仅整个美国医药产品均从德国进口，甚至广泛使用的医疗教科书也是从德国引进的。这种状况一直持续到19世纪90年代，甚至美国一些最早和最为成功的医药生产企业如辉瑞公司（Pfizer）也有德国的印记。20世纪，美国医药行业开始挖掘国内日益增长的科学知识存量。“二战”促使美国的医药行业转向正规的自主研究，并与国内那些从事生物医药前沿领域研究的大学建立了更为紧密的合作关系。“二战”后，联邦政府显著加强了对生物医学研究的支持。这从全国卫生研究所（National Institutes of Health, NIH）预算经费的巨幅增长可见一斑：1950～1965年，全国卫生研究所在生物医学研究上经费投入的实际增长率不低于18%。截至1965年，在所有投资于生物医学研究的费用中，联邦政府占近2/3的份额。1965年以后，这种大幅度增长的势头有所减弱，但这也从侧面反映了私人对研究开发投资的加速增长，特别是在20世纪80年代早期。1993年，全美国在生物医学研究开发费用上的总支出超过300亿美元，其中39%为联邦政府投资，50%为企业投资（Bond and Glynn, 1995）。1953年，分子生物领域的一项重大发现揭开了美国医药行业技术变迁新纪元的序幕。沃森（Waston）和克里克（Crick）确认了DNA的双重螺旋结构，找到了一种更为有效的药物发明方法。生物技术不仅创造了现存药品（例如胰岛素）的新生产技术，而且创造了新的医药研制技术（Henderson et al. , 1998）。

连续性工艺技术的采用和大规模生产能力是20世纪美国化学工业的一个重要特征。在这方面，美国早期从事大规模生产的经验帮助了美国化学工业向以石油为基础的原料过渡。20世纪初期，美国引进以内燃机为动力的汽车技术，并在随后得到快速发展。这使其对液体燃料的需求几乎是永无止境的。这种需求反过来刺激了石油提炼行业的发展。大规模的石油提炼行业要求开发连续的与之相适应的工艺技术。在两次世界大战之间，美国在石油提炼行业的领先地位为支持其化学工业的基础原料从煤向石油的转变提供了关键的知识以及工程和设计方面的技术；同时，美国巨大的市场规模在早期阶段就使美国石油行业的企业能够采取大规模的生产形式进行产品（如氯、苛性苏打、碱、硫黄酸、过磷酸钾等基本产品）生产。化学产品绝不仅是石化燃料，还有一大批中间产品，如漆、肥料、杀虫剂、除草剂、塑料、炸药、合成纤维、燃料、溶剂等。而这些中间产品又成为其他工业生产的重要原料，使得产业链进一步得到延伸和丰富。