在人类目前的能源体系中,煤炭、石油、天然气仍居于统治地位。世界 上最早发现并利用这些能源的,正是古代中国人。
在商代金属冶炼中,木炭是最主要的燃料。但在采矿过程中,煤也逐渐为人所知。约成书于战国时期的《山海经》一书中记载说: “女床之山,其阳多赤铜,其阴多石涅。”“石涅” 也就是煤。西汉炼铁时,煤已取代炭的地位,西汉人还学会了以煤蒸煮盐水,烧制瓷器。豫章郡(今江西南昌附近)便是汉代重要的煤产地之一。至宋代时,煤的使用已扩展至人们生活的每一个方面,当时国都汴京,连街头卖小吃的担子都是用煤炉的。宋代的煤矿开采已有了较完整周密的方法,当时的开矿步骤是: 先由地面开凿竖井,然后根据地下煤层的变化开掘巷道,再将煤田凿成若干小区,由内而外地逐步后撤开采。明朝人关于煤矿的勘探、开采与利用方面的知识更加丰富。李时珍在《本草纲目》中记载了煤的性质、产地及煤气中毒疗法。宋应星的《天工开物》 详细叙述了明代的采煤技术:人们从深至两丈左右的井中将采好的煤用辘轳由矿坑摇到地面上。采掘中,会遇到“毒气灼人”的情况,为了保证井下安全,须取一根巨竹,打通中节,一端削尖,向下插入煤炭中,这样毒烟就会从竹管中透出井外。另外,对于已开采的区域,要支上木板,以防崩塌。宋应星叙述的安全措施虽然简陋,但基本要领和现代采煤法是一致的。煤价廉而耐烧,《马可·波罗游记》中曾描写说,中国的一种“黑石头”,晚上点燃到第二天早上仍未熄灭。到了16世纪,“黑石头”便成了欧洲冶金、蒸汽机等方面的主要能量来源。
沈括曾说,石油“后必大行于世”。在他生活的时代,中国人尚未掌握石油的开采方法。但由战国李冰开创的盐井掘凿,到明代终于导致了油井的出现。宋代时盐井的井口很小,只有小碗那样大,深却可达几十丈,这种小口深井(又称“卓筒井”)用粗大的竹子做井套,用小竹子做成桶,出入井中,一桶装几斗盐水,用机械提升。在当时的世界上,这种井是最先进的。明朝时小口深井的深度已由宋代的数十丈发展到一二百丈。盐井越打越深,终于到达了含油地层。明正德十六年(1521年),四川嘉州(今乐山)出现了世界上第一口石油井。这口井深度有近千米,在没有钻机和金刚石钻头的明代,打这样一口井的艰辛是可想而知的。
天然气也是在钻凿水井和盐井的过程中被发现的。《汉书》中所说的鸿门(今陕西神木县一带)的火井,实际上就是天然气井,不过,鸿门火井不是人工开凿的。对天然气的人工开发,也出现在盛产井盐的四川,晋代学者张华的《博物志》中记载说,四川临邛(今邛崃)有一口深二三丈,广五尺的火井,诸葛亮曾去看过这口井,后来井火转旺,人们便用它煮盐。历史上,四川的蓬池、富顺、泸州等地都开凿过火井,我国其他省份也有关于火井开凿的记载。特别值得一提的是清代对位于四川自贡、富顺、荣县一带的自流井气田的开采。清道光元年(1821年),四川的钻井者以竹、木、钻头等工具,钻到了位于地下1000多米的自流井气田的主要产气层,这是真正意义上的成功开采。从道光年间开始,自流井区的火势越来越旺,最旺的海顺井可同时烧盐锅700余口,估计日产量在7500立方米以上。1840年钻成的磨子井刚钻成时日产气约15000立方米,20年后仍可烧400多口盐锅。天然气成了清代四川盐业生产的主要燃料。清代人甚至学会了用竹管将气从井中引入炉中,就如同今天的管道煤气一样。
中国人对以上几种能源的认识要远远早于世界上其他国家,但是直到20世纪,石油、煤、天然气才真正成了全体中国人生活中不可缺少的东西。
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