唐宋时代的能源革命

强盛的大唐和繁华的大宋是中华民族永远的象征，然而如果说大唐气象和大宋繁华是建立在煤炭的基础上，恐怕很多人还不知道。

在上古时代， 山西太原曾经是唐尧故国，李渊又世袭唐国公，故隋末起兵于太原的李渊、李世民父子夺得天下以后，把新兴的国家命名为“唐”，唐朝成为中国历史上最繁荣的时期，晋阳也由此成为唐王朝的北都或“北京”。直到今天旅居海外的华人，都以唐人后裔为荣，甚至把大片华人聚集地命名为“唐人街”。追本溯源，唐文化的发祥地就在山西太原。山西的煤炭为大唐盛世建立了强大基础!

隋朝， 中国再次结束了连年战争， 疆土实现了统一。至唐朝，经济日臻繁荣，政治稳定，这为煤炭开发事业的发展创造了条件。此时期，煤产地增多，煤炭用途增多，人们对煤炭的开发利用更为重视，煤炭在封建经济和人民生活中所发挥的作用也越来越大。隋、唐至元代，煤炭开发更为普遍，用途更加广泛，冶金、陶瓷等行业均以煤作燃料，煤炭成了市场上的主要商品，地位日益重要，人们对煤的认识更加深化。特别应该指出的是，唐代用煤炼焦开始萌芽，到宋代，炼焦技术已臻成熟。

中国在大唐时期发生了可以称为燃料革命的事件，即煤炭使用的普遍化，彻底改变了人们过去几千年来使用木柴的习惯，并把煤炭用于炼铁。高热的发生及其操作的成功，使宋代科技文化发达起来，使中国领导下的远东地区在世界上占了优越地位。于是既有煤又有铁的山西省，它的冶炼事业就和世界史发生了联系。五代时的后唐、后晋、后汉这三个朝代所以能够以并州(晋阳)为根据地而崛起，就是因为背后有煤炭业和炼铁业。并州以北，云州大同附近也产铁和煤。占领这个地方的辽国以及继辽而起的蒙古之向西发展，受蒙古逼迫的突厥族之向西迁徙，这一系列的历史事件，都说明东方采煤和铁制武器的优越地位。

宋代是我国封建社会发展的最高阶段， 其物质文明和精神文明所达到的高度，在中国整个封建社会历史时期之内，可以说是空前绝后的。宋朝在经济发展、科学成就、文化造诣上是一个极高峰，为前代所不及。许多领域走在全世界的前面。宋朝已经能够对煤炭、石油、天然气各种能源广泛运用。庄季裕《鸡肋编》说东京数百万人家，都烧煤炭而不烧柴。《宋会要》也说煤在全国范围内已被普遍使用。拿当时开封的居民生活状态为例：“京城百万户，尽仰石炭。

无一燃薪者”。而让全城上百万人全部烧煤炭，新中国刚建立时尚且无法做到。

北宋时期，钢产量已经超过英国工业革命时期的产量(美国学者郝若贝教授(R o b e r t Ha r twa l l)根据宋代兵器制作、铁钱铸造和制造农具等方面的消耗情况，推算出宋神宗元丰元年(1 0 7 8)的铁产量大致在7 . 5-1 5万吨，这一产量是1 6 4 0年英国工业革命时期产量的2 . 5倍-5倍，整个欧洲各国(包括俄罗斯欧洲部分)到1 8世纪铁产量大致在1 4-1 8万吨之间，因此宋代中国的铁产量基本可以达到这样的水平)。首都开封已经是一百多万人的大都市(这种规模就是在现在也是了不起的)，百姓做饭烧的是煤而不是柴草(宋代的煤产量无疑居世界第一，而且开采技术非常先进)。由此可见当时的工业水平和普通人的生活。

宋朝国家财政收入主体已经不再是农业，而是工商业了，农业社会已经在开始向工业社会逐步迈进了。

随着煤炭的大量开采，金属冶炼、合金技术、铸造技术以及金属加工技术都有极大发展。冶炉上已使用了活门式风箱，是个极大的进步。冶炼业的发展，使铁农具、兵器、日用铁器也得到相应的发展。广泛应用煤炭于冶炼和人民生活。煤炭的开采已由地面开采发展到掘井开采，开采和利用煤炭的规模处于世界领先地位。宋代用焦炭冶铁，早于西方五百多年。澳大利亚约翰.默逊学者认为宋朝“潜藏着激发经济革命，类似十八世纪发生的那种经济革命的足够的科学和技术。”在宋朝，中国人创立了一种军事和工业复合体，也建立了类似工业时代的煤-铁复合体。按现代标准来衡量，这个复合体规模虽小，但却是世界历史上的第一个。这个复合体是建立在采煤和冶铁基础上的。煤采自中国西北。冶铁产量在1 0 8 0年代达到年均1 0万吨以上，这在当时的世界历史上是非常高的，英国直到1 8世纪末发生了工业革命以后才超过它。煤铁的大量应用增强了宋朝的军力。对内有助于巩固统治.对外有能力安定北部边疆。正是因为宋代城乡普遍使用煤炭作为生活燃料，煤炭火温恒定，容易掌握火候，才使得炒菜成为可能，极大改变了日后中国人的饮食质量。煤炭的普及给陶瓷业提供了难得的恒温燃料，陶瓷技艺突飞猛进，使得宋代陶瓷成为当时世界备受推崇的艺术精品。

青铜时代以后，为了大批量制造兵器，除了制造兵器本身的高技术外，兵器的制造原材料，特别是能够大量提供铁的工业是必不可缺少的。就是在今天，钢铁也是制造兵器的最重要材料。在中国，钢铁总产量，根据国家官方掌握的数字(国家直接经营的炼铁厂的产量和民间炼钢厂生产的铁所交纳的税额)，在唐代已达1 2 0 0吨，宋朝为4 7 0 0吨，明朝开国初期为1 1 0 0 0吨，最高达到4 0 0 0 0吨。在十三世纪，中国是世界上最大的铁的生产国和消费国，直到十七世纪仍保持着这一领先的地位。从汉代到明朝，中国人不仅在数量上处于世界领先地位，而且还拥有世界上最先进的钢铁冶炼技术。中国的炼铁技术之所以能够居于世界领先地位，是和自古以来的不断进步分不开的。这可以从以下几点得到证实：第一，能够制造1 2 0 0℃以上的高温炉，从而可以进行高温下的精炼。

第二， 发明了向炼炉输送充足空气的装置( 即风箱)，从而实现了高温下的冶炼。而且在炼钢方面，能够连续供给足够空气(即始终维持高温冶炼)的高性能风箱，早在纪元前就有了。而且不久又有用水力(称为“水排”)和动物力量(称为“马排”)取代人力的鼓风装置，极大的提高了炼炉的供氧能力。

第三，中国早从古代就不使用木炭，而是把煤作为炼铁的燃料。到了北宋时期，已经普遍使用煤炭来炼铁了。利用煤炭炼铁的优点，就是能够很容易地得到高温冶炼效果。用煤炭作炼铁燃料，还有能够减少生产工序等其它方面的优点。此外，如果用木炭作燃料，当然就需要山林，这就大大限制了炼铁厂的选地条件。而使用煤炭作燃料，就没有这个限制了。

大家都知道，如果在低温( 7 0 0—9 0 0℃)条件下熔化铁矿石，含碳量就低，而其它无用成分反而多，炼出来的铁就会像海绵一样。通过把铁加热进行锻造，除去多余成分，提高含碳量的这种提高铁的硬度，近似炼钢的生产技术，早在战国时代就开始了。到了汉代，这种提高铁的性能的锻造技术已经相当普及了。

从实践中，人类又懂得了反复锤打能提高铁的硬度这个道理。在汉代，就掌握了根据不同用途控制加热和锻造次数的技术，“百炼成钢”这句成语就充分显示了当时中国人的聪明才智。

由于风箱和高温炉的普遍使用，又发明了在比较低温条件下的化铁方法，在汉代就能生产含碳量高(超过2 % )的生铁，而且很快又发明了使用这种生铁进行锻造的技术。含碳量高的生铁发脆，而在中国早在古代就能制造含碳量比较低，具有接近钢性能的可锻性好的可锻铸铁。虽然不能用这种铁作兵器的刃，却满足了大量生产农具等铁制品的需要。

古代化学工艺可以说是以用火为中心的。人类学会用火标志着化学史的开端，而人工取火的发明，又为能源利用提供了必备条件。煤、石油、天然气并称为三大重要能源，我国古代劳动人民很早就知道并利用它们。煤炭，中国古代称“石炭”、“乌薪”、“黑金”、“燃石”等。最早记载煤的名称和产地的著作是战国时期的《山海经》。《汉书.地理志》上也记载：“豫章郡出石可燃，为薪。”说明煤已用于江西南昌附近人民的日常生活中。

1 9 7 5 年， 根据对河南郑州古荥镇冶铁遗址的挖掘，发现当地从西汉中叶至东汉前期，是以煤为动力冶铁的。北魏地理学家郦道元在《水经注河上》篇中第一次在文献中记载用煤冶铁。三国时期的曹操在邺都兴建冰井台，井深5 0米，贮煤数十万公斤。南北朝时我国北方家庭已广泛使用煤取暖、烧饭，唐朝时我国南方也广泛使用煤了，宋朝时，煤炭在京都汴梁已是家用燃料，庄季裕在《鸡肋篇》云：“数百万家，尽仰石炭，无一家燃薪柴火者”即是明证。中国宋朝时已用焦炭炼铁，1 9 6 1年在广东新会县发掘出的南宋炼铁遗址中，除发现有炉渣、石灰石、铁矿石外，还发现焦炭。目前所知，这是世界上用焦炭炼铁的最早实例，说明中国用煤炼焦，比欧洲早了500多年。

中国是世界上最早利用煤的国家。辽宁省新乐古文化遗址中，就发现有煤制工艺品，河南巩义市也发现有西汉时用煤饼炼铁的遗址。《山海经》中称煤为石涅，魏、晋时称煤为石墨或石炭。明代李时珍的《本草纲目》首次使用煤这一名称。希腊和古罗马也是用煤较早的国家，希腊学者泰奥弗拉斯托斯在公元前约3 0 0年著有《石史》，其中记载有煤的性质和产地;古罗马大约在2000年前已开始用煤加热。

两千三百年前， 苏秦游说魏王， 有这么一番话: “ 魏王阁下， 听说您麾下有武力二十万、苍头二十万、奋戟二十万、厮徒十万、战车六百辆、战马五千匹，放着这么强的兵力不用，却要听信懦夫的意见，乖乖地在秦国面前屈服，真是让人失望啊!”从苏秦的话里可以知道， 魏国有七十万兵力，分四个兵种： 武力、苍头、奋戟和厮徒。其中武力(《资治通鉴》作“武士”)是车战部队，苍头是步战部队，奋戟(《战国策》作“奋击”)是敢死队，厮徒是炊事员。其实“厮”的本义是把木柴劈开，引申为烧火做饭， 所谓“ 厮徒” ， 只能是烧火做饭的人。

如前所述， 魏国大军七十万， 其中十万是炊事员，占全军百分之十四还要多，而在当今世界，炊事人员在陆军中的比例一般在百分之六到百分之十之间，这说明战国时期炊事员的工作效率比现在低。究其原因，大概有两条。第一，古代炊具落后;第二，当时没有煤电，只有木柴，而搜集木柴需要占用相当多的时间和兵力。据说在周朝宫廷里，有一类工作人员叫“ 甸人” ， 专门负责为御厨供应木柴。到了秦朝，凡是服刑三年的劳改犯，一般都要被派去为宗庙砍柴，叫“鬼薪”。既然宫廷需要甸人供应木柴，宗庙需要鬼薪专门砍柴，那么军队里也少不了负责搜集柴禾的兵士。

在新型燃料还没有被发现的岁月里，木柴是古人做饭的主要燃料。

《诗经.甫田之什》里唱道:“陟彼高冈，析其柞薪。”意思是一位先民砍倒柞树当柴烧。

《诗经. 鱼藻之什》里唱道: “ 樵彼桑薪， 烘于。”意思是又一位先民砍倒桑树当柴烧。

《诗经. 唐风》里唱道: “ 绸缪束薪， 三星在天。”天还没亮，砍柴的人就回家了，肩上那束柴禾捆扎得很紧，分也分不开，就像热恋中的情侣。

《诗经. 豳风》里唱道: “ 采荼薪樗， 食我农夫。” 妻子采了一把苦菜，丈夫砍了一棵臭椿，食物和燃料都有了，俩人高高兴兴回家去做饭。