北宋时期煤炭的开发利用(2/4)
[36]其后四年,也就“废东、西窑务,以薪蒸分给诸班直、诸军”[37]。
就铜钱监来说,“饶州官市薪炭不能给,鼓铸分于池州”[38]。
铁钱监方面,“嘉、邓以率买铁、炭为扰,自嘉祐四年停铸十年”[39]。
大概就是因为邓州木柴越来越少,这里的人才发明了烧巨竹成竹炭来炼铁[40],以竹柴顶替告缺的木柴。
正由于木柴、木炭这一传统燃料短缺的危机,才为煤炭在宋代的深入发掘、广泛应用提供了时机和广阔的市场。
因此,早在两汉时就已被我国用作炼铁燃料的煤炭,在长期未被重视以后,才得以在宋代重展新姿。
二、矿业开发与燃料
宋代是中国古代冶金手工业飞速发展的一个黄金时期。
元丰元年,其铜产量高达一四,六○五,九六九斤[41],几乎是唐代开元十五年铜产数的五十五倍[42]。
宋代的货币铸造额之高,也是中国封建社会独一无二的。
“国朝初,乎江南,岁铸钱七万贯,自后稍增广,至天圣中,岁铸一百余万贯,庆历间至三百万贯;熙宁六年以后,岁铸铜、铁钱六百余万贯”[43]。
这样高的铸币额前朝没有,其后也没有哪一个朝代能出其右。
铁产量,在治平年间达到了宋代的最高额,年产八,二四一,○○一斤[44]。
几近唐开元十五年的四倍[45]。
这个产量,今天看来微不足道,但在手工操作的古代农业社会是很可观的。
宋代也是中国制瓷业大放异彩的时代。
经唐代奠基的瓷器生产,入宋始臻于大成,达到了炉火纯青之境,瓷窑遍布全国,其品种、产量及工艺均远远超越了唐代。
各类精粗瓷器不仅满足国内的需要,而且大量运销海外,使瓷器在继古代丝绸出口之后,一跃成为大宗出口商品。
宋人也说当时外贸商船“货多陶器”[46]。
值得注意的是,不论是冶金手工业的迅速发展,还是制瓷业的大踏步前进,都与燃料息息相关。
没有燃料,这些行业都会一无所成。
在煤被普遍使用以前,冶金和制瓷手工业所消耗的燃料是传统能源木柴木炭。
而木材出木炭率大约是30%,按0.8号/1立米的材积比重来算,烧制一吨木炭约需四立方米多的木材。
“古代每炼一吨生铁耗用木炭可能要四、五吨左右或更多些”[47]。
另有人估计要耗七吨木炭[48]。
这里姑且取其二者之中数,以炼一吨铁耗木炭六吨计,假定治平年间的生铁全以木炭来炼,那么,一年炼生铁(八百多万斤,)将约耗十二万多立方米的木材(换算中的重量是根据吴承洛《中国度量衡史》中宋代一斤等于五九六.八二克的比例来计的)。
耗去这样多的木材所得到的生铁还只是初级产品,要把它们加工成各种器皿用具、武器、农具、铸币或炼钢,这种再溶炼,又将烧掉多少木炭。
不言而喻,铜器和铜铸币的生产也同样是如此。
而根据明代炼铜,“大率一箩可得铜一斤,以每秤铜一料用矿二百五十箩、炭七百担、柴一千七百段”[49]比例估算,炼铜消耗燃料数倍于炼铁。
此外,陶瓷业、煮盐业、酿酒业、金、银、铅、锡、矾矿冶业以及人们日常生活用能与各种木器的制作,建筑用材、毁林开荒等等,一年耗用木材将以千百万立方计。
如从五十万年前北京猿人学会用火算起,累计到宋代,所耗费的木材数将是一个惊人的天文数字,而这是以砍伐森林资源为背景的,以迄宋代,林木资源寥寥可数,而生产、生活所需能源孔急,终于形成了上述的传统燃料危机。
重新估价和广泛开发、应用煤炭能源也就自然地落在宋人身上。
而我国煤炭蕴藏资源丰广,则提供了广泛采用的有利条件。
在煤田不易发现的地方,人们也会找到别的木柴代用品。
如“蜀又有竹炭,烧巨竹为之,易燃无烟耐久,亦奇物。
邛州出铁,烹炼利于竹炭,皆用牛车载以人城”[50]。
这是南宋初年陆放翁之见闻,可见竹炭之用,北宋时便已有之。
在寻找新的燃料能源的同时,宋人也开始注意到了节约能源的意义。
在京畿路造酒业中,就有人发明了一种新型节能灶,曰连三灶。
史称:“畿内酒坊等处连三灶,岁省柴四十余万斤,推之陈留一县,省三十二万斤,约诸州岁省柴钱十六万缗”[51],可见这一新型节能灶的发明与推广,确实节约了大批燃料。
仅陈留一县,一年便可省三十二万斤柴,数目可观。
就象下文要说到的那样,宋代矿冶手工业的发展需要,必然要促进煤炭的广泛使用;而煤炭的广泛应用,又大大地推动了宋代矿冶业的发展。
关于此,宋人苏轼的《石炭诗》作了最好的说明。
原诗解题云:彭城旧无石炭。
元丰元年十二月,始遣人访获于州之西南白土镇之北,以冶铁作兵,犀利胜常云:
君不见前年雨雪行人断,城中居民风裂肝。
湿薪半束抱衾裯,日暮敲门无处换。
岂料山中有遗宝,磊落如□万车炭。
流膏迸液无人知,阵阵腥风自吹散。
根苗一发浩无际,万人鼓舞千人看。
投泥泼水愈光明,烁玉流金见精悍。
南山栗林渐可息,北山顽鑛何劳锻。
为君铸作百炼刀,要斩长鲸为万段[52]。
这首诗揭示了北宋冶铁手工业与煤炭的依存关系。
徐州是北宋重要的产铁地之一,“自古为铁官商贾所聚”。
“地既产精铁,而民皆善锻”[53]。
但木柴燃料的危机,它也未能幸免而同样奄奄一息。
后苏轼派人在本州白土镇找到了煤,才给徐州恢复了生机,带来“根苗一发浩无际,万人鼓舞千人看”的欣欣景象,给冶铁业开创出了一个“烁玉流金见精悍”的崭新局而。
造出的兵器也比以往的锋利。
由于有了煤炭,此后几年,徐州岁制的诸般兵器、上供简铁“数目浩瀚”。
而且新“置徐州宝丰监,岁铸钱三十万缗”[54]。
煤炭确实把徐州的铁冶技术和生产能力推上了一个新的高度。
三、手工业生产用煤
北京钢铁学院曾对出土的宋代生铁实物作过化验分析,其鉴定为“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”[55]而由于煤炭(不包含焦炭)自身含硫所致。
科学鉴定已表明宋代的生铁多由煤炭炼成,这在文献中也是有所反映的。
先看北宋的河东路(约当今日我国煤炭基地之一的山西省大部分地区,煤田遍布该省三分之二以上的县),仁宗时,因西北用兵,曾在该路晋、泽、石三州及威胜军等地就地利用铁、煤资源铸造大、小铁钱,以助陕西军费[56]。
于是引起民间私铸,河东货币一时大乱。
当时知泽州李昭遘说:“河东民烧石炭,家有橐冶之具,盗铸者莫可诘”[57]。
因为河东民间私铸铁钱也是用煤炭。
当时知太原府韩绛说:“本路铁矿、石炭足以鼓铸公钱”[58]。
而且从李昭遘说的“民冒山险输矿炭、苦其役”[59]的情况来看,铸钱的煤炭往往是以赋役形式取自老百姓。
熙宁八年,神宗皇帝一次就诏令“河东铸钱七十万缗外,增铸小钱三十万缗”[60]。
可见此地煤、铁产量之多。
也才会造就了一批“以地寒民贫,仰石炭以生”[61]的人。
如果没有广泛的社会消费,河东是不可能出现这样一批以煤炭为生计的人的。
河东铸钱是用煤炭,而炼铁及其它铁器制造业也离不开煤炭。
在宋代许多谈及河东冶铁的文献中,每每是“铁、炭”并提。
如“河东铁、炭最盛”[62],这表明河东冶铁业已和煤炭结成了不解之缘。
地处我国淮北煤田带上的徐州,其冶铁、兵器制造业依靠煤炭的发现才被救活,并得到发展,见前引《石炭诗》。
再看煤炭储藏量最丰富的华北地区。
河北路的磁、相二州是宋朝的主要产铁地之一。
宋初就在此各设务、监[63]。
沈括言:“今河北磁、邢之地,铁与土半”[64]。
据《宋会要》所载,磁州武安县固镇冶务,年产铁一,八一四,二六一斤,元丰元年,年产达一,九七一,○○一斤[65],占同年宋代铁产总量五,五○一,○九七斤[66]的35.8%强。
足见磁州铁矿资源之雄富。
熙宁八年,沈括察访河北,“至磁州锻坊,观炼铁,方识真钢”[67]。
这就是后来名满天下的“百炼钢”,其独特的锤炼工艺因沈括之记才名垂青史,这也是与磁、相二州地处我国重要煤田地带有关。
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