Болат, электр энергиясы және химия: заманауи өнеркәсіп қалай қалыптасты?

RD analytics дайындаған

Алғашқы өнеркәсіптік революция кезінде машиналар өндіріс тәсілін өзгертті. Кейін теміржолдар зауыттарды шикізат көздерімен, порттармен және нарықтармен байланыстырды. Алайда XIX ғасырдың ортасына қарай өнеркәсіптің алдында жаңа міндет тұрды: өндіріс көлемін қалай ұлғайтуға, шығындарды қалай азайтуға және бұрын жаппай өндіру қиын болған тауарларды қалай шығаруға болады?

Бұл сұрақтарға жауап бірден бірнеше салада қалыптасты. Болат құрылыста және машина жасауда жаңа мүмкіндіктер ашты. Электр энергиясы кәсіпорындарды энергиямен қамтамасыз ету тәсілін және өндірістік цехтардың құрылымын өзгертті. Ал химия ғылыми жаңалықтарды жаңа материалдар мен тауарларға айналдыруға мүмкіндік берді.

XIX ғасырдың екінші жартысы мен XX ғасырдың басында осы бағыттар бірін-бірі күшейте бастады. Өнеркәсіп жаңа деңгейге көтерілді: кәсіпорындар ұлғайды, өндірістік тізбектер күрделенді, ал ғылыми білім экономикалық ресурстың маңызды түріне айналды.

Бұл — «Технологиялық толқындар: бу машинасынан ЖИ-ге дейін» сериясының үшінші материалы. Серияның басталуын «Кондратьевтің алтыншы технологиялық толқыны» мақаласынан оқуға болады. Алдыңғы материалдар: «Тоқыма өндірісі мен бу машинасы: алғашқы технологиялық революция қалай басталды» және «Теміржолдар мен көмір: қашықтық ұғымы қалай өзгерді».

Болат: өнеркәсіптің ауқымы ұлғаяды

Темір ежелден құрал-саймандар, машиналар мен құрылыс конструкцияларын жасау үшін қолданылды. Бірақ қажетті қасиеттері бар болатты жаппай өндіру күрделі әрі қымбат процесс еді. Барған сайын ұзарып жатқан теміржолдар, ірі машиналар мен көпірлер салынып жатқан кезде бұл өнеркәсіптің дамуын тежейтін елеулі фактор болды.

1850-жылдары ағылшын инженері Генри Бессемер балқыған шойын арқылы ауа өткізіп, болатты жаппай өндіру әдісін әзірледі. Бұл процесс химиялық реакциялар кезінде бөлінетін жылуды пайдалана отырып, көміртектің және басқа қоспалардың артық мөлшерін азайтуға мүмкіндік берді. Соның нәтижесінде металлургияның өнімділігі айтарлықтай өсті.

Дегенмен, технологияның шектеулері де болды. Мысалы, Бессемер процесі фосфоры жоғары шойынды өңдеуге тиімсіз еді. 1870-жылдары Сидни Томас пен Перси Гилкрист осындай шикізатты өңдеуге мүмкіндік беретін жетілдірілген әдіс әзірледі. Осылайша металлургия біртіндеп жаңа техникалық міндеттерді шешу арқылы дамыды.

Болатты жаппай өндіру құрылыс пен машина жасаудың мүмкіндіктерін кеңейтті. Одан рельстер, көпір конструкциялары, кемелер, станоктар мен түрлі жабдықтар жасалды. Металлдың қолжетімді болуы бұрын тым қымбат немесе техникалық тұрғыдан күрделі болған ғимараттар мен машиналарды салуға жол ашты.

Өзгерістердің ауқымын АҚШ статистикасынан көруге болады. NBER тарихи деректеріне сәйкес, АҚШ-тағы болат құймалары мен құйма бұйымдарының өндірісі 1870 жылғы шамамен 69 мың ұзын тоннадан 1910 жылы 26,1 миллион ұзын тоннаға дейін өсті. Қырық жыл ішінде өндіріс көлемі шамамен 380 есе артты.

Бұл өсім тек болат өндірудің жаңа әдістеріне байланысты болған жоқ. АҚШ-та ірі шикізат қоры болды, теміржол желісі кеңейіп, металлургиялық кәсіпорындарға капитал салынды және ішкі нарық өсті. Теміржолдар кен мен көмірді жеткізсе, металлургия көлік инфрақұрылымын одан әрі кеңейтуге қажетті материалдарды қамтамасыз етті.

Осылайша өзара тәуелді жүйе қалыптасты: көліктің дамуы өнеркәсіптің мүмкіндіктерін кеңейтті, ал өнеркәсіптің өсуі көлікке деген сұранысты арттырды.

Электр энергиясы: фабриканың құрылымы өзгереді

Бу машинасы өндірісті механикаландыруға мүмкіндік берді. Алайда оны пайдалану кәсіпорынның құрылымына белгілі бір талаптар қойды. Жабдықтар көбіне ортақ жетекке біліктер мен белдіктер арқылы жалғанды. Отынмен қамтамасыз ету, бу машинасына қызмет көрсету және механикалық энергияны цех ішінде тарату қажет болды.

Электр энергиясы басқа жол ашты. Электр станциялары энергия өндіре алды, желілер оны тұтынушыларға жеткізді, ал электр қозғалтқыштары кәсіпорындағы жеке машиналарды тікелей іске қосты.

Электр жарығына және өнеркәсіптік электрмен жабдықтауға көшу үшін тұтас инфрақұрылым қажет болды. Бұл үдерісте Томас Эдисонның, Джордж Вестингауздың және Никола Тесланың еңбектері маңызды рөл атқарды. Эдисон тұрақты токқа негізделген жарықтандыру және электрмен жабдықтау жүйелерін дамытты. Вестингауз айнымалы токтың таралуын қолдады, ал Тесланың еңбектері көп фазалы электр жүйелері мен электр қозғалтқыштарының дамуына ықпал етті.

Айнымалы ток энергияны алыс қашықтыққа жеткізуге қолайлы болды. Трансформаторлар электр энергиясын тасымалдау кезінде кернеуді көтеріп, оны тұтыну алдында төмендетуге мүмкіндік берді. 1893 жылы Вестингауз жүйесі Чикагодағы Дүниежүзілік көрмені электр жарығымен қамтамасыз етті. 1896 жылы Ниагара сарқырамасындағы гидроэлектр станциясы Буффало қаласына электр энергиясын жеткізе бастады.

Алайда электр станцияларының пайда болуы бүкіл өнеркәсіптің бірден өзгергенін білдірмеді. Алғашында электр энергиясы кеңінен жарықтандыру үшін пайдаланылды. Кейін кәсіпорындар электр қозғалтқыштарына көшіп, жабдықтардың орналасуын, цехтардың құрылымын және өндірістік операциялардың ретін өзгерте бастады.

АҚШ өңдеу өнеркәсібіндегі деректер бұл ауысымның ауқымын көрсетеді. 1899 жылы механикалық жетек қуатының 5%-дан азы электр энергиясына тиесілі болды. 1919 жылға қарай бұл көрсеткіш шамамен 50%-ға жетті, ал 1929 жылы 75%-дан асты.

Бұл деректер технологиялық өзгерістердің маңызды ерекшелігін көрсетеді: жаңа мүмкіндік пайда болған сәттен бастап оның экономикалық әсері кең таралғанға дейін ондаған жыл өтуі мүмкін. Электр энергиясын тиімді пайдалану үшін кәсіпорындар тек энергия көзін ғана емес, өндірісті ұйымдастыру тәсілін де өзгертуі керек болды.

Экономика тарихшысы Пол Дэвид The Dynamo and the Computer атты зерттеуінде электрлендіру мен компьютерлердің кейінгі таралуы арасындағы ұқсастықты көрсетті. Екі жағдайда да жаңа технологиялар өндірістік процестерді қайта құруды талап етті. Жаңа жабдықтың болуы өздігінен еңбек өнімділігінің өсуіне кепілдік бермеді.

Химия: зертхана өнеркәсіптің бір бөлігіне айналады

Өзгерістердің тағы бір бағыты химиямен байланысты болды. Кәсіпорындар жаңа заттарды алуды, материалдардың қасиеттерін өзгертуді және зертханалық зерттеулер нәтижелерін жаппай өндірілетін тауарларға айналдыруды үйренді.

Бұған синтетикалық бояғыштар өндірісі мысал бола алады. 1856 жылы британдық химик Уильям Генри Перкин хинин алуға тырысып жүріп, күлгін түсті мовеин бояғышын кездейсоқ ашты. Ол маталарды бояуға жарамды болды және таскөмір шайырынан алынатын заттар негізінде өндіріле алды.

Перкин бояғышқа патент алып, оның өнеркәсіптік өндірісін ұйымдастырды. Зертханалық жаңалықты тауарға айналдыру үшін шикізат жеткізуді қамтамасыз ету, технологиялық процесті жолға қою, өнімнің өзіндік құнын қолайлы деңгейге түсіру және сатып алушылар табу қажет болды.

Осылайша өнеркәсіптік қызметтің жаңа түрі қалыптасты. Ғылыми зерттеулер компаниялар жұмысының бір бөлігіне айналды, химиктер өндірістік ұжымдардың құрамына кірді, ал жаңа химиялық қосылыстардың негізінде тауар нарықтары пайда болды. Кәсіпорындардың бәсекеге қабілеттілігі жаңа технологияларды әзірлеу және енгізу мүмкіндігіне барған сайын тәуелді бола түсті.

Қышқылдар, тыңайтқыштар, дәрілік заттар және басқа да химиялық өнімдер өндірісі дамыды. Химия өнеркәсібі 1870 жылдан кейін кенеттен пайда болған жоқ: оның көптеген бағыттары бұған дейін де дамып келе жатқан. XIX ғасырдың екінші жартысында өндіріс ауқымы, зерттеулерді ұйымдастыру және ғылым мен бизнестің байланысы өзгерді.

Ғылым тарихын зерттеуші Эрнст Хомбург «екінші өнеркәсіптік революция» деген қалыптасқан ұғым химия саласының 1870 жылдан кейінгі жаңалығын асыра бағалап, оның бұған дейінгі рөлін жеткіліксіз көрсетуі мүмкін екенін атап өтеді. Бұл маңызды ескерту: технологиялық толқындар сирек жағдайда бір нақты жылы басталады. Әдетте олар жинақталған білімнің, жаңа өндіріс әдістерінің, кәсіпкерлік шешімдердің және нарықтардың кеңеюінің нәтижесінде қалыптасады.

Технологиялар бірін-бірі күшейте бастағанда

Болат, электр энергиясы және химия әртүрлі бағытта дамығанымен, біртіндеп бірыңғай өнеркәсіптік жүйенің құрамдас бөліктеріне айналды.

Болат зауыттар, көпірлер, машиналар мен энергетикалық инфрақұрылым салуға қажетті материалдарды қамтамасыз етті. Электр энергиясы энергияны жеткізу мен пайдаланудың жаңа тәсілдерін ашты. Ал химия өнеркәсібі қолжетімді материалдар мен өнімдердің түрлерін көбейтті.

Әрбір бағыт басқаларына деген сұранысты қалыптастырды. Болат өндіру үшін шикізат, отын, көлік және жабдық қажет болды. Электрлендіру генераторларға, сымдарға, металдарға, құрылысқа және инвестицияларға тәуелді еді. Химия кәсіпорындарына энергия, шикізат, зертханалық зерттеулер және білікті мамандар қажет болды.

Бір саланың дамуы басқаларының өсуіне ықпал етті. Кәсіпорындар іріленді, өндірістік тізбектер күрделенді, ал инфрақұрылым экономика үшін барған сайын маңызды бола түсті.

Сонымен бірге индустриялық өсудің өз құны болды. Ірі кәсіпорындарға көп капитал, шикізат және жұмыс күші қажет еді. Өндіріс ауа мен судың ластануына, ауыр еңбек жағдайларына және экономикалық пайданың біркелкі бөлінбеуіне әкелді. Өнеркәсіптік даму жаңа мүмкіндіктер ашқанымен, әлеуметтік және экологиялық мәселелерді де туындатты.

Жекелеген өнертабыстардан өнеркәсіптік жүйеге дейін

XX ғасырдың басына қарай көптеген индустриялық елдерде өндірістің жаңа үлгісі қалыптасты. Оның негізгі белгілері — ірі кәсіпорындар, тауарларды жаппай шығару, кең көлік және энергетикалық желілер, химиялық технологиялардың дамуы, ғылым мен бизнестің тығыз байланысы болды.

Бұл жүйе кейін автомобильдердің, электр жабдықтарының, жаңа материалдардың және заманауи қалалық инфрақұрылымның кең таралуына негіз қалады.

Технологиялық өзгерістердің бірізділігі осылайша айқындала түседі. Механикаландыру фабрикалардың өнімділігін арттырды. Теміржолдар нарықтарды кеңейтіп, тасымалды жеделдетті. Болат, электр энергиясы және химия өнеркәсіптің ауқымын ұлғайтып, оны жаңа энергия көздерімен және ғылыми біліммен байланыстырды.

Бұл кезең бір маңызды қағиданы көрсетеді: ірі технологиялық өзгерістердің экономикалық нәтижесі өнертабыстар, инфрақұрылым, капитал, білікті еңбек және өндірісті ұйымдастырудың жаңа тәсілдері өзара ұштасқанда пайда болады.

Серияның келесі шығарылымында автомобиль, мұнай және жаппай өндіріс туралы сөз қозғаймыз. Бұл технологиялар күнделікті өмірді, қалалық ортаны және тұтыну экономикасын түбегейлі өзгертті.

Жалғасы бар.

Дереккөздер мен сілтемелер

1. NBER Macrohistory Database — АҚШ-тағы болат құймалары мен құйма бұйымдарының өндірісі: https://fred.stlouisfed.org/data/A01208USA576NNBR

2. АҚШ Санақ бюросы (U.S. Census Bureau) — Historical Statistics of the United States, 1789–1945, J бөлімі: https://www2.census.gov/library/publications/1949/compendia/hist_stats_1789-1945/hist_stats_1789-1945-chJ.pdf

3. Warren D. Devine Jr. — From Shafts to Wires: Historical Perspective on Electrification. The Journal of Economic History, 1983: https://doi.org/10.1017/S0022050700029673

4. Smithsonian National Museum of American History — Generating Change: https://americanhistory.si.edu/explore/exhibitions/american-enterprise/online/corporate-era/generating-change

5. Paul A. David — The Dynamo and the Computer: An Historical Perspective on the Modern Productivity Paradox, 1990: https://ideas.repec.org/a/aea/aecrev/v80y1990i2p355-61.html

6. АҚШ Энергетика министрлігі — The War of the Currents: AC vs. DC Power: https://www.energy.gov/articles/war-currents-ac-vs-dc-power

7. Open University — The Birth of (Synthetic) Dyeing: https://www.open.edu/openlearn/history-the-arts/history/history-science-technology-and-medicine/history-science/the-birth-synthetic-dyeing

8. Science History Institute — William Henry Perkin: https://www.sciencehistory.org/education/scientific-biographies/william-henry-perkin/

9. Ernst Homburg — Chemistry and Industry: A Tale of Two Moving Targets. Isis, 2018: https://doi.org/10.1086/699986

10. Scientific Reports — Reconstructing the historical synthesis of mauveine from Perkin and Caro, 2017: https://www.nature.com/articles/s41598-017-07239-z