能源危机:大宋帝国的煤炭革命
自从火发明以来,人类就成了唯一的熟食动物。对于人类来说,燃料和食物就像吴雪雯一样不可或缺。对于中国人来说,生活就是柴米油盐,劈柴是开门第一要事。
在传统时代,无论是生活还是生产,人们一直关注可再生植物燃料。在一定的人口和生产模式下,油耗和可再生率基本稳定。但进入宋朝后,人口明显增加。200多年来,中国人口从3000万翻了两番,首次突破6543.8+0亿。宋代城市化水平已达到较高水平,江南地区约有21%的人口居住在城市。当时世界上人口过百万的六个城市中,除了君士坦丁堡,其他五个都在中国,汴京是世界上最大的城市。
与此同时,宋代见证了从农业到现代工业的工业转型。大宋帝国作为世界大国,在金融、陶瓷、冶金、纺织、制造业等方面都具有领先水平。工业生产比生活需要更多的燃料。
这些需求加在一起,增长速度远远超过了燃料再生的速度,于是植物燃料就到了山穷水尽的地步,从而变成了燃料危机,很快就会引发更大范围的经济危机和社会危机。
但这时,一种新的燃料出现了,那就是煤。这种巨大的不可再生燃料迅速拯救了中国,使大宋帝国成为人类历史上第一个进入近代的文明国家。可以说,这种从可再生能源到不可再生能源的飞跃,是一场彻底的革命。
燃料危机
中国北方自古以来就覆盖着茂盛的植被。即使在唐朝帝国时期,河套地区、关中地区和秦岭北坡都覆盖着茂密的森林。但是宋朝以后,这些森林开始消失。其他地方也好不到哪里去。沈括在《孟茜》中记载,齐、鲁松林尽去,渐为太行、靖西、江南、嵩山之子。一方面,森林消失是为了开垦土地,更重要的是为了获取燃料。
白居易诗词卖炭,唐朝不缺燃料。随着宋代人口的快速增长,燃料消耗与再生之间脆弱的平衡被打破。附近的树消失后,人们不得不去更远的地方才能得到它们。砍柴挑柴,山谷越来越深,导致辛苦。没有杂树,人们不得不砍伐桑树和枣树,以救燃眉之急。和硕和山东养蚕的效益比粮食和水稻多。人们在村子寒冷的月份非法砍伐桑枝当柴火,危害很大。树木的毁坏意味着经济的倒退甚至崩溃。为此,政府颁布禁令,禁止人们砍伐桑树作为工资,但再严厉的惩罚也无法阻止危机的蔓延。最后连军队都会削减桑当村的工资。北方的养蚕业被破坏了。
燃料危机如此严重,以至于宗庙公墓里的树木都要枯死了。很多圣贤的寺庙和神社,帝王将相的陵墓,至今还保留着大量的树木,最后被人们烧了用来煮鹤和当柴火。虽然宋政府一直禁止,但也没有什么是我帮不了的。唐太宗熙宁十年,李世民昭陵一带的树都被岬角砍倒了。
河北找柴难,南方燃料危机同样严重。今天吴越山多林多,江苏柴不够。竹子虽美,坟中有楸树。岁月之间,万物光秃秃。根很小。没有可以一次又一次诞生的芽和分蘖。不仅森林被砍伐,嘉华美竹等守墓树也被连根拔起。
为了便于运输和储存,木材一般经过干馏加工成木炭,木炭也是冶金的主要燃料。然而,在木炭加工过程中有很大的损失。只需要3公斤木材就可以干馏成1公斤木炭,但是干馏需要3公斤木材,也就是木炭和木材的转化率是1:6。烧炭已经成为森林消失的一个重要原因。用土法生产1000斤铁需要1000立方米的硬木和木炭。将生铁加工成各种器皿或炼钢需要更多的木炭。炼铜消耗的燃料是炼铁的几倍。此外,除了冶金,陶瓷、食盐、酿酒、明矾也需要大量木炭。
在这次燃料危机中,汴京作为大宋帝国的首都,经历了一次严峻的考验。虽然政府免除了生活必需燃料的所有税收,但燃料短缺的情况并没有得到缓解。尤其是冬天,百万人滴水成冰的汴京,更是让取暖燃料危机雪上加霜。民间木炭稀缺而昂贵。每个规模可以达到200篇。虽然开封不遵守条约。就像为了利益背叛老公,只为了长大。嘉_ 3年,开春以来,雨雪交加,百姓失业,孤苦伶仃,死了很多人。柴火和食物的价格都涨了一倍,盛大的元宵节也取消了。
在如此深重的危机下,民用生活依旧,工业所需的燃料更是难以保障。很多官窑被迫停工,甚至连硬币都停止铸造。从贾_ 4年开始,铁钱停铸10年。邓州有人用竹子烧竹炭,竹炭一度成为炼铁的主要燃料。
煤的赎回
正是因为这场燃料危机,人们不得不把目光投向一种新的燃料来源,那就是煤。煤炭不仅结束了危机,还在一定程度上取代了柴火、木炭等传统燃料,从而拯救了森林和大宋帝国。
对于拥有悠久文明的中国来说,煤并不是什么新鲜事。最迟在汉代,煤就被用作燃料,甚至用于炼铁。在郑州古荥发掘的现代冶铁遗址中发现了煤渣和煤球,在珙县铁生沟汉代冶铁遗址中也发现了原煤。煤在中国古代被称为石墨和石炭纪。石炭纪后来被写成碳。在许多地方方言中,煤仍被称为碳;日本也称煤为碳。
汉代之所以广泛使用煤炭,与其人口膨胀和工业能源需求密切相关。汉帝国崩溃后,中国人口数千年来从未恢复到公元前后的水平。由于人口和产业较少,植物燃料的再生速度足以满足社会的需求,所以煤炭一直没有受到重视,逐渐被人们遗忘。直到宋代爆发了巨大的燃料危机,这种古老的燃料才被重新重视起来,其使用量远远超过了汉代。煤炭不仅是柴火、木炭等传统燃料的补充,在一定程度上也是替代品。因此,这是一场前所未有的燃料革命和能源革命,将中国带入了一个全新的现代能源时代。
现代人都知道中国煤炭资源丰富,尤其是华北地区。当华北的森林消失后,煤炭成为华北发展的重要支柱。鹤壁原属宋代象州,现代考古学家曾在此发掘出一座宋代大型煤矿,直径2.5米,深46米,巷道长达500多米,井下排水系统完备。就开采规模而言,并不逊色于如今的中型煤矿。
山西作为近代中国最著名的煤炭大省,是宋代通往东方的必经之路。河东的铁和碳最丰富,早在1000年前就以煤为生。根据当时的记载,寒冷地区的人很穷,生活在石炭纪。早在时期,金、泽、石就利用当地的煤、铁资源制造铁钱;宁八年,宗申命河东铸银七十万,加银三十万。
与山西一河之隔的陕北黄土高原,因为森林的消失,变成了一片水土流失严重的不毛之地,但采煤却让这里保持了繁荣。好年景,沈括在延安。他在《孟茜写作年》中记载,煤矿工人不知道石烟的好处,石炭纪的烟也大,所以人们就着墨。他为兖州石云演了一出戏:二郎山下雪,人挤到宣卓琼庐。只要你穿着便衣,你就不老。石烟如洛阳尘。将燃煤产生的烟尘与洛阳粉尘进行对比,可以看出燃煤造成的烟尘污染非常严重。当时沙地上有三条路,石炭纪雾霾中有双城的诗句,很像笼罩在雾霾中的现代工矿工厂。
宋代耀州现代窑址有许多煤块。和中国很多名瓷一样,瑶瓷的发展与煤有着密切的关系。耀州也以冶铁闻名。在四川,人们用煤来煮盐。在四川北部发现的禁止采煤的古碑上写着:从宋代开始采煤至今已有500多年了。
最早的工业革命
据古代文献记载,宋辽金夏时期的采煤已遍布全国,包括北京西山地区,晋江西部的安、萍乡、凤城、玉山,陕西的韩城、铜川、旬邑,辽宁的抚顺,河北的曲阳、观台,新河南的鹤壁、鲁山、宝丰、渑池、安、淮州,安徽的安庆、淮北。这些地区仍然是中国的主要产煤区。
北宋时期的生铁主要产于星州、磁州、象州,这里也有不少兵器制造者。其中,襄州一次可以制造33万支箭。星州生铁年产量达到1716413kg,最高产量达到2173201kg。这一奇迹般的产量完全归功于当地丰富的煤炭资源。
据记载,中国炼铁的燃料70%是煤,30%是木炭。北京钢铁研究总院对宋代出土的生铁进行了分析,得出的结论是:宋代生铁的硫含量普遍较高,比汉代高四到五倍,有的硫含量高达1%。除了少数可能由特殊的高硫矿石制成外,大部分可能由煤制成。
与木柴和木炭相比,煤具有更高的能量密度,并且易于运输。因此,煤很快成为大城市汴京的主要燃料。几百万汴京人生活在石炭纪,没有人发工资。作为煤炭的最大消费者,汴京的三个国营煤场位于该市的西边,靠近大同门运河。这些煤大多产于西部的淮州,经黄河运到汴京。
随着燃料危机的消失,煤炭已经成为人们不可或缺的商品。宋帝国自然把它变成了重要的新税源,甚至变成了官方垄断。沿边各县,加税二十余处,官府卖石炭纪。为了对进入城市的煤炭征税,设立了专门的碳场和税场。石炭纪官员不方便,直属人数增多。只要任何商品成为必需品,政府就会试图垄断;一旦煤炭被垄断,价格就会飙升。
随着煤炭的不断广泛使用,中国经历了人类历史上前所未有的能源革命,使中美两国的生活水平和工业水平达到了当时世界的最高水平。当凯尔波罗来到中国时,他被这里的丰富和奢华所震惊。有一种说法,欧洲君主的生活水平还不如守卫汴京城门的士兵。我国生铁年产量达到654.38+0.25万吨,而英国在654.38+0.720年只有2万吨。枪械制造方面,帝国军雇佣4万余人,江陵郡每月可生产铁枪1000至2000支。大宋帝国的军事工业体系非常庞大完整。仅四川弩厂就能为L提供数十万支弩和数百万支箭。
正如日本历史学家宫崎骏其人在《天工开物》一文中所指出的:从唐末到宋初,中国发生了一场被称为燃料革命的重大事件。燃烧煤获得高热,用煤炼铁,使大量生产铁成为可能。这导致了远东在世界历史上优越地位的出现。煤炭作为现代能源,为大宋帝国的发展提供了巨大的动力来源。除了作为民用燃料,还广泛应用于冶铁、武器制造、铁铸币、陶瓷、造船,极大地推动了工业革命,或者说这是人类的第一次工业革命。欧洲的工业革命也起源于煤炭引起的能源革命,但比中国的工业革命晚了五六百年。10世纪,当欧洲还处于黑暗的中世纪时,宋帝国的中国就已经建立了资本主义模式。宋帝国不仅有现代文官政府,而且实行言论自由,不杀文人,使中国不仅成为当时世界上最繁荣的国家,而且达到了中国的顶峰。改变世界的指南针、火药和印刷术就是在这种文明背景下出现的。它们被马克思称为预言资产阶级社会到来的三大发明。
与中国相比,欧洲煤的发现和应用要晚得多。直到1830年,巴黎所需的近50万立方米燃料中,煤只占1/4,而汴京在几百年前就以煤为主要燃料。英国历史学家约翰·霍布森在《中国的铁器时代》中写道,主导工业的是中国,而不是英国。中国的工业奇迹有1500多年的历史,在宋朝大革命时期达到顶峰,比英国进入工业化阶段早600年左右。正是宋代中国许多伟大的科学技术和思想成果的传播,极大地促进了西方的崛起。