能源危机：大宋帝国的煤炭革命

自从发明了火，人类就成为唯一一种熟食动物。对人类来说，燃料跟食物一吴雪雯近况样不可或缺。对中国人来说，生活就是柴米油盐，而柴是开门第一件大事。

在传统时代，不管是生活还是生产，人们一直以可再生的植物燃料为主。在一定的人口和生产模式之下，燃料的消耗与可再生速度基本是稳定的。但进入宋代之后，人口（特别是城市人口）出现大幅增加。200多年间，中国人口从3000万翻了两番，首次突破1亿。宋朝的城市化水平已经达到相当高的程度，江南地区约有21%的人口居住在城市。当时世界人口超百万的6个城市中，除过君士坦丁堡，其余5个（汴京、临安、长安，洛阳和南京）都在中国，而汴京更是世界第一大城市。

与此同时，宋代出现了从农业到近代工业的产业转型。作为世界大国，大宋帝国的金融、陶瓷、冶金、纺织和制造等行业拥有全球领先的水平。与生活需求相比，工业生产需要的燃料要大得多。

这些需求加在一起，增长的速度远远超出燃料再生的速度，因此植物燃料就陷入山穷水尽的绝境，从而成为一场燃料危机，并将很快导致更广泛的经济危机和社会危机。

但就在这时，一种新的燃料出现了，它就是煤炭，这种不可再生但储量巨大的燃料不久拯救了中国，并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，这场从可再生能源到不可再生能源的飞跃完全是一场革命。

燃料的危机

华北地区自古植被茂盛，即使在唐帝国时代，河套地区、关中地区和秦岭北坡等地还被茂密的森林所覆盖。但进入宋代之后，这些森林开始大片消失。其他地方也好不到哪里去，沈括在《梦溪笔谈》中这样记载：今齐、鲁间松林尽矣，渐至太行、京西、江南，松山太半皆童矣。森林的消失一方面是为了开垦土地，更主要的是为了获得燃料。

心忧炭贱愿天寒，从白居易的《卖炭翁》一诗可以推知，唐时并不存在燃料短缺的情况。宋代人口猛增，燃料消耗与再生之间脆弱的平衡被打破。近处的林木消失后，人们只能去更远的地方获取，伐材采木、山谷渐深，辇致劳苦。没有了杂木，为了救眼前的燃料之急，人们不得不砍伐桑树和枣树，河朔、山东养蚕之利，逾于稼穑。村人寒月盗伐桑枝以为柴薪，为害甚大。经济林木的毁灭意味着经济开始走向倒退甚至崩溃。政府为此颁布禁令，禁民伐桑枣为薪，但再严厉的刑罚也无法阻止一场危机的蔓延，最后连军队也辄入村落伐桑枣为薪。北方蚕桑业因此遭到灭顶之灾。

燃料危机是如此严重，以至于连宗庙陵区的树木也在劫难逃。许多圣贤的庙祠和帝王将相的陵寝尚存大量的林木，最后被人们焚琴烹鹤樵采为薪。宋政府对此虽禁令不断，但也无济于事。熙宁十年（公元1077年），唐太宗李世民的昭陵周边的林木已经被翦伐无遗。

河北难得薪柴，南方的燃料危机也同样严重，今驻跸吴、越，山林之广，不足以供樵苏。虽佳花美竹，坟墓之松楸。岁月之间，尽成赤地。根枿之微。斫撅皆遍，芽蘖无复可生。不但山林被砍伐殆尽，连佳花美竹这类的守墓之树也被刨根挖光。

为了便于运输和储存，人们一般对木材进行干馏，将其加工成木炭，木炭也是冶金的主要燃料。但木炭的加工过程中损耗极大。3斤木材才能干馏出1斤木炭，而干馏还需要3斤木材，即木炭与木材之间的转化率是1：6。烧取木炭成为森林消失的重要原因用土法炼1000斤铁，需要消耗硬杂木和木炭10立方；将生铁加工成各种器具或炼钢，还需要更多木炭。炼铜消耗燃料数倍于炼铁。此外，除过冶金，陶瓷、煮盐、酿酒和制矾也需要大量木炭。

在这场燃料危机中，作为大宋帝国的首都，汴京（开封）经受了严重的考验。尽管政府对生活必需的燃料免除一切税赋，但燃料紧缺的状态并没有丝毫缓解。特别是冬天，百万人的汴京滴水成冰，取暖更加重了燃料危机。民间乏炭，其价甚贵，每秤可及二百文。虽开封府不住条约，其如贩夫求利，唯务增长。嘉祐三年（1058年）自立春以来，阴寒雨雪，小民失业，坊市寂寥，寒冻之人，死损不少，薪炭、食物，其价倍增，素来盛大的元宵灯会也被取消。

在危机如此深重的事态下，民间生活尚且如此，工业所需燃料更加难以保证。许多官窑被迫停工，甚至连钱币都停止铸造。从嘉祐四年（1059年）起，铁钱停铸长达10年。邓州有人用竹子烧竹炭，一度成为炼铁的主要燃料。

煤炭的拯救

穷则思变，正是因为这场燃料危机，人们不得不将目光瞄准新的燃料来源，这就是煤炭。煤炭的不仅终结了这场危机，也在一定程度上取代了木柴和木炭等传统燃料，从而拯救了森林和大宋帝国。

对文明悠久的中国来说，煤炭并不是什么新事物。最迟在汉代，煤炭就已经被用来做燃料，甚至用于冶铁。在现代发掘的郑州古荥冶铁遗址中，就发现煤渣和煤饼，在巩县铁生沟的汉代冶铁遗址中还发现了原煤块。煤在中国古代被称为石墨、石炭等。石炭后来被写成碳。在很多地方方言中，至今仍然将煤说成碳；日本也称煤为碳。

汉代之所以有大量的煤炭使用，与其人口膨胀和工业能源需求有很大关系。汉帝国崩溃之后，在长达千年的时间中，中国人口一直没有恢复到公元前后的水平。正是因为人口和工业低迷，植物燃料的再生速度足以满足社会需求，所以煤炭就没有得到重视，慢慢被人们忘却。直到宋代爆发巨大的燃料危机，这种古老的燃料才得以再次被重视，而且就其使用程度来说，已经远远超过汉代的水平，煤炭不仅是对木柴木炭等传统燃料的补充，而是一定程度上的取代，因此，这是一场前所未有的燃料革命和能源革命，将中国带入到一个全新的近代化的能源时代。

现代人都知道，中国具有丰富而广泛的煤炭资源，特别是华北地区。当华北的森林消失之后，煤炭便成为华北地区得以发展重要支柱。鹤壁原属宋代相州，现代考古工作者在这里曾经发掘了一个大型宋代煤矿，矿井口直径2.5米，井深46米，巷道长达500多米，井下还有完整的排水系统。就其开采规模而言，丝毫不逊色于今天的中型煤矿。

作为现代中国最著名的煤炭大省，山西即宋帝国的河东路。河东铁、炭最盛，远在1000年前就依靠煤炭维生。当时的记载称以地寒民贫，仰石炭以生。早在宋仁宗时期，晋、泽、石三州就利用当地的煤铁资源铸造铁钱；熙宁八年（1075年），神宗皇帝在一次诏书中令河东铸钱七十万缗外，增铸小钱三十万缗。

与山西一河之隔的陕北黄土高原，因为森林的消失而成为水土流失严重的不毛之地，但煤炭的开采使这里依然保持了繁荣。元丰年间，沈括在延安任职，他在《梦溪笔谈》中记载：造煤人盖未知石烟之利也，石炭烟亦大，墨人衣，予戏为延州诗云：二郎山下雪纷纷，旋卓穹庐学塞人。化尽素衣冬未老，石烟多似洛阳尘。把煤炭燃烧的烟雾比作洛阳尘，可见当时因为煤炭造成的烟尘污染已经非常严重。当时还有沙堆套里三条路，石炭烟中两座城的诗句，这与烟雾笼罩的现代工矿厂区何其相似。

现代发现的宋代耀州瓷窑遗址中都有不少煤块。很许多中国名瓷一样，耀瓷的发展与煤炭有着密切的关系。同时耀州也以冶铁出名。在四川，人们用煤炭来煮盐。在川北发现的古代禁采煤炭碑写道：自宋季开始挖煤以来，迄今五百余载。

最早的工业革命

根据古文献记载，宋辽金夏时期的煤炭开采已经遍及全国，包括北京的西山地区，江西的今高安、萍乡、丰城、玉山，陕西的韩城、铜川、旬邑，辽宁抚顺，河北的曲阳、观台，河南的鹤壁、鲁山、宝丰、渑池、新安、怀州，安徽的安庆、淮北，山西的太原、洪赵等。这些地区至今仍是中国的主要产煤地区。

北宋的生铁产地主要是邢州、磁州和相州，这里还有很多制造兵器的都作院，其中相州都作院一次就能造箭33万枝。邢州每年生铁产量达到1716413斤，最高达2173201斤，这种堪称奇迹的生产量完全得益于当地丰富的煤炭资源。

《天工开物》中记载中国冶炼铁的燃料中70%为煤炭，30%为木炭。北京钢铁学院曾对出土的宋代生铁实物经过化验分析，得出结论认为，宋代生铁普遍含硫较高，一般较汉代高四至五倍，个别则有含硫高达1%。除个别的可能是用特殊的高硫矿而外，多数则可能是用煤冶炼。

相比木柴和木炭，煤炭的能量密度更高（煤的燃烧效能是木炭的3倍），也便于运输，因此煤炭很快就成为汴京这样的大城市的主要燃料，汴都数百万家，尽仰石炭，无一家然薪者。作为煤炭最大的消费地，汴京三个官办炭场都位于城市西侧，紧邻大通门运河，这些煤炭大多产自西边的怀州（今沁阳），经由黄河运抵汴京。

随着燃料危机的远去，煤炭已经成为人们生活不可或缺的大宗商品，宋帝国便很自然地将其变成一个重要的新税源，甚至改为官方专卖。沿汴州县创增镇栅以牟税利、官卖石炭，增卖二十余场。为了对进城的煤炭进行抽税，特设炭场和税炭场。官鬻石炭，市直遂增，皆不便民。任何商品只要成为生活必需品，官方就有垄断的企图；煤炭一旦被垄断，价格就直线上升。

随着煤炭源源不断地广泛使用，中国经历了人类历史上前所未有的能源革命，这使中国的生活水平和工业水平达到当时世界的最高程度。当马可波罗来到中国时，他为这种富庶和奢华所震惊，有一种说法是一位欧洲君主的生活水平还比不上汴京一个看守城门的士兵。中国的生铁年产量达到12.5万吨，而英国1720年的铁产量只有2万吨。在火器制造方面，帝国军器监雇工达40000多人，江陵府每月就可生产1000到2000只铁火炮。大宋帝国的军事工业体系非常庞大而完备，仅四川的弓弩院就可供应地方武库弓弩多至数十万，箭数百万枝；工署南北作坊及弓弩院每年造铁甲三万二千，弓一千六百五十万，各州造弓弩六百二十万。这些大规模生产要比欧洲工业革命早得多。

正如日本历史学家宫崎市定在《中国的铁》一文中所指出：从唐末到宋初，中国发生了可以称为燃料革命的一大事件，燃烧煤炭取得高热，并利用煤炭炼铁，使铁已有大量生产的可能。这就在世界史上出现了远东的优越地位。煤炭作为一种现代能源，为大宋帝国的发展提供了巨大的源动力。除过作为民用燃料之外，更为广泛的应用在冶铁业、兵器制造业、铁货币铸造业、陶瓷业以及造船业等，大大促进了产业革命，或者说，这是人类第一次工业革命。欧洲工业革命同样起源于煤炭引发的能源革命，但却要比中国的这场工业革命晚整整五六百年。在欧洲还处于黑暗中世纪的10世纪，宋帝国时代的中国就已经建立了一个资本主义模式。宋帝国不仅有一个近代化的文官政府，而且实行不杀士大夫的言论自由，从而使中国不仅成为当时世界最繁荣的国家，也达到中国历史的巅峰。正是在这种文明背景下，才出现了改变世界的指南针、火药、印刷术，它们被马克思称为预告资产阶级社会到来的三大发明。

与中国相比，欧洲对煤炭的发现和应用要晚得多，直到1830年，整个巴黎所需要的将近50万立方米燃料中，煤炭仅占1/4，而数百年前的汴京早已将煤炭作为主要燃料。英国历史学家约翰霍布森在《西方文明的东方起源》中写道：工业大师是中国，而不是英国。中国工业奇迹的发生有1500多年历史，并在宋朝大变革时期达到了顶峰这比英国进入工业化阶段早了约600年。正是宋朝中国许多技术和思想上的重大成就的传播，才极大地促进了西方的兴起。