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最近中美兩國的博弈,集中於資源的封鎖:美國要封鎖高性能芯片,製作工具和軟件對中國的供應,以此來阻礙中國半導體AI產業的發展,而中國則封鎖對美國稀土磁鐵的供應,來反卡美國的脖子。但是,有人認為,美國的封鎖政策,實際上促進了中國自主芯片產業的發展,也可以預見,中國的稀土封鎖,也會產生反效果,促進美國以及其它國家在稀土方麵的發展.
在此,讓我們分析一下二戰時期各國的資源替代曆史,以此預期現在的資源戰將如何發展。二戰中,交戰國也互相封鎖,但也各自發展出替換方法,其中德國在這方麵做得最出色,其成就甚至延續到戰後時期,對工業和科技產生了持久的影響。
德國在開戰前,評估了其戰略資源,發現很多重要的戰略物資,如石油,橡膠,棉花(用於炸藥的硝化纖維,軍裝),絲綢(降落傘,加固繩等)和糧食,在德國國土內都沒有很大的產量。要發動戰爭,就必須考慮到這些資源會麵臨封鎖。因此,德國在戰前對此作了充分的準備。
納粹德國為了應對盟軍的封鎖和自身自然資源的匱乏,推行了“自給自足”(Autarky)政策,並實施了“四年計劃”。其核心就是大力發展“代用品”(Ersatz)工業。這一時期,德國的化學工業(特別是IG法本公司)達到了技術巔峰,但也伴隨著極高的經濟成本和殘酷的強製勞動。以下是幾大關鍵領域的詳細替換工作:
1. 能源領域:人造石油 (Synthetic Fuel)
這是德國戰爭機器維持運轉的最關鍵核心。德國煤炭豐富,但極度缺乏天然石油。
技術原理: 主要采用煤液化技術(Coal Liquefaction)。其中最著名的是柏吉烏斯法(Bergius process)和費托合成法(Fischer-Tropsch process)。簡單來說,就是在高溫高壓下將煤炭轉化為液態燃料。
戰略意義: 在戰爭後期,德國空軍(Luftwaffe)90%以上的航空汽油和陸軍相當一部分的柴油都來自這些合成工廠。如果沒有人造石油,德國的戰爭早在1941年就會因為耗盡燃油儲備而結束。
弱點: 生產成本極高(比開采天然石油貴數倍),且工廠龐大顯眼,成為了盟軍戰略轟炸的首要目標。1944年盟軍集中轟炸石油工廠後,德國空軍徹底癱瘓。
2. 食品與油脂:黃油與食用脂肪 (Fats & Butter)
當時德國有句名言:“大炮還是黃油?”(Guns or Butter?),反映了資源分配的矛盾。德國無法自給自足食用油脂。
德國並沒有真的“用煤變出黃油”給人吃(雖然納粹宣傳暗示科技能做到)。他們的策略是:合成脂肪酸用於工業: 利用煤炭副產品合成石蠟,氧化生成脂肪酸,用於製造肥皂、潤滑油和甘油(用於炸藥)。置換策略: 通過化學合成工業用油,把天然的動物油脂和植物油(菜籽油等)完全省下來作為人類食物(黃油和人造黃油)。
其他食品代用品,如代用咖啡(Ersatzkaffee): 真正的咖啡豆斷供,德國人使用烘焙過的大麥、黑麥、菊苣根甚至橡以此磨粉衝泡。戰爭麵包(Kriegsbrot): 減少小麥含量,大量摻入土豆粉、黑麥甚至鋸末(極少數極端情況),使得麵包變得沉重且難以消化。
3. 紡織領域:人造纖維 (Fibers)
德國無法進口棉花和羊毛,因此必須尋找替代品來生產軍服和平民衣物。
人造絲/粘膠纖維(Zellwolle):原料: 木材(木漿纖維素)。德國森林資源豐富,將其轉化為纖維素,再經化學處理拉絲。 這種“木頭做的羊毛”被廣泛用於製造德國國防軍的製服。缺點: 這種纖維保暖性不如羊毛,且吸水後會變硬、變重,不僅不耐磨,在寒冷的東線戰場上,這種製服無法為德軍士兵提供足夠的禦寒保護,成為了德軍在俄國凍傷嚴重的原因之一。
煤炭通過高溫幹餾或氣化等複雜的化工過程,可以產生一係列被稱為芳烴(如苯、甲苯、二甲苯)的化學物質。這些芳烴能製造一些堅韌的纖維,用於降落傘,和在火車上固定坦克大炮的緊固繩。
4. 橡膠領域:人造橡膠 (Buna Rubber)
這可能是除了石油之外最成功的代用品項目。現代戰爭需要數百萬個輪胎(卡車、飛機、大炮牽引車)。德國發明了丁苯橡膠(Buna)。名稱來自丁二烯(Butadiene)和鈉(Natrium)。 IG法本公司建立了巨大的工廠(如奧斯威辛附近的Monowitz工廠)來生產Buna橡膠。 這種合成橡膠耐磨性和耐熱性甚至優於天然橡膠,基本滿足了德軍的需求。直到今天,合成橡膠仍是工業主流。
5. 金屬與軍工材料
德國缺乏優質鐵礦,因此開發了通過赫爾曼·戈林國家工廠(Reichswerke Hermann Göring)處理低品位本土鐵礦石的技術。
彈殼: 銅極其稀缺。戰爭後期,德軍子彈和炮彈的彈殼從黃銅(銅鋅合金)全部替換為塗漆鋼殼。這雖然造成卡彈率增高,但基本管用,現在中俄的彈殼也都是鋼製的,是繼承了德國的發明。
稀有金屬: 坦克裝甲需要鎳、鉻、鉬來增加韌性。由於斷供,德國後期坦克(如黑豹、虎王)的裝甲不得不做的很厚,但變脆,被擊中後容易崩裂,焊接處也容易斷開。
德國的替代工業計劃,盡管有很大缺點,但對德國能維持戰爭起了很大作用。和德國一樣,沒有一個參戰國,包括美國,是完全免於資源缺陷的。美國在東南亞被日本占領後,也麵臨橡膠短缺,就試驗了幾種替代植物,如銀膠菊(Guayule),俄羅斯蒲公英(Russian Dandelion, Kok-saghyz)來生產橡膠,但最後還是靠模仿德國的人工橡膠技術,但不是像德國那樣用煤,而是用石油作為燃料,解決了軍用橡膠的缺乏問題。而蘇聯也缺天然橡膠,它走的是一條完全不同的人工合成道路,列別捷夫法的核心是使用催化劑,將酒精直接轉化為丁二烯(Butadiene),再將丁二烯聚合(聚合過程使用鈉作為催化劑)成為最終的合成橡膠產品 SK-B。其原料是糧食合成的酒精。
日本是應對資源缺乏最失敗的國家。因為害怕美國禁運石油造成戰爭機器熄火,奇襲珍珠港挑戰了一個無法戰勝的對手。其實如果日本能好好學習盟國德國的人工石油和橡膠技術,就不至於在戰略上走上絕路。以後,因為戰局吃緊,盟軍潛艇絞殺戰的收緊,日本本土幾乎與外部隔絕。其後期的替代方案往往帶有絕望色彩,技術含量低且代價巨大。
如用鬆根油(Pine Root Oil)替代航空燃油。 到了1944-1945年,日本石油進口完全斷絕,飛機無法升空。日本政府號召全民(包括小學生)挖掘鬆樹根,通過幹餾法提煉“鬆根油”。這種油雜質極多,辛烷值極低,會導致發動機積碳、熄火。許多日軍飛行員未見敵機就因引擎故障墜毀。據統計,生產幾桶鬆根油需要破壞大片山林,且效率極低。
因為鋼鐵極度匱乏,連寺廟的銅鍾、家裏的鍋都被征收煉鋼。就想出了陶器與竹子替代金屬的辦法,開發了“四式陶製手榴彈”(瓷器外殼)。甚至為本土決戰準備了竹槍。 陶製手榴彈不僅易碎(運輸中破損),而且爆炸威力遠小於金屬破片,對盟軍士兵威脅有限。
接下去是否會發生第三次世界大戰還不好說,但資源封鎖和替代準備的工作已經開始了。從二戰的經驗可以看到,光靠資源封鎖是無法戰勝敵人的,而麵臨資源封鎖,找出替代解決方法(如德國那樣),而不是絕望性地陷入戰略盲區(像日本那樣),是正確的應對方法。
納粹集中營殺人用的氰化物毒氣就是德國人發明的。
德國人發明了向液體油加氫使其變成固體,生產人造黃油,給人體健康帶來很大損害。
德國人發明了塑料。現在塑料遍布全球土壤、海洋,甚至人類的血液、大腦裏都有塑料微粒。
發明了塑料的那個德國人為自己的發明很自責。