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1、第二讲 早期工业时代的能源与近代文明的兴起,The early industrial age energy and the rise of modern civilization,（美）巴巴拉.弗里兹：煤的历史，中信出版社2005年版,十六世纪，英国的木材已大量短缺，煤正式成为第一燃料，伦敦也因此因为煤烟与雾的裹挟而大大闻名，早在1661年，约翰伊夫林就写过：“伦敦这座城市号称理性动物的聚居地、至高无上的君主宝座，其实更像埃特纳火山、火神的庭院、斯特龙博利火山岛，或者地狱的边缘。”此后，伦敦的空气污染再严重，再有多少人死于煤烟与浓雾，都不再是什么新鲜事。 但工业革命与煤有着莫大的关系，如果说木
2、材属于农业时代，煤便属于工业时代，石油属于信息时代。纽科门的蒸气机因为耗能太大，只能将在煤矿井口，反正那些足够的煤够烧，从这个意义上来讲，煤是一种自耗性的物质，以它为能量开出煤，以它为能量驱动火车运煤，而火车的发明也是为了运煤而出现。有了煤，就有了蒸气机、火车、更多的铁，工业革命才成为可能。就连美国的城市化进程，也与煤作为动力不无关系，匹兹堡、费城等都是率先因为使用煤而扩大起来的。,参考书目,古老阳光的末日：抢救地球资源 作者：（美）汤姆哈特曼 译者: 马鸿文 出版社: 上海远东出版社 出版年: 2005-01-01,内容简介： 在从狩猎、采集时代走进科技世纪的历程中，人类发现了数亿年前由植物
3、所捕集并深锁地底的石油。如今，石油供应量只剩三十至五十年，各类生物物种与各族群文化也以前所未有的速度消失，人类正站在艰难的十字路口。 本书作者以挚热的情感、扎实的研究，为人类面临的困境寻找解答方案接触流传数千年的古老智慧，倾听所有生命的声音，摈弃我们对地球所采取的不良行动，真诚弥补我们的错误言行，从而引导我们跨越否认与无知的泥沼，走进阳光永续的未来。 作者简介 ：哈特曼，是屡获大奖的作家、国际演说家、教师与心理医生。时代杂志曾专文介绍他的的著作，他也普是华尔街日报的头版人物，更是无数广播与电视节日邀请的贵宾，曾担任过记者、编辑。,内容,一、工业革命前煤炭的使用 二、英国工业革命与煤 三、煤炭与
4、美国的兴起 四、工业时代文明的结构,一、工业革命前煤炭的应用,1、煤和煤矿的形成 2、煤在人类社会发展中的重要地位 3、煤的早期使用,1、煤和煤矿的形成,煤的形成 煤的形成是经历了一个特 殊的过程。实际上，煤也 是一种化石，它的形成开 始于石炭纪（4.1亿年前 至3.4亿年前，共延续了 7000万年）。,在地质历史上，沼泽森林覆盖了大片土地，包括菌类、蕨类、灌木、乔木等植物。但在不同时代海平面常有变化 当水面升高时，植物因被淹而死亡。如果这些死亡的植物被沉积物覆盖而不透氧气，植物就不会完全分解，而是在地下形成有机地层。随着海平面的升降，会产生多层有机地层。 经过漫长的地质作用，在温度增高、压力
5、变大的还原环境中，这一有机层最后会转变为煤层。因埋深和埋藏时间的差异，形成的煤也不尽相同。,煤是地球上储量最多的化石燃料。煤形成过程中起重要作用的有三个因素： 细菌 温度 压力,煤的形成示意图,煤的形成,煤矿的形成,随着海洋的进退，有些植物垫被埋在了地下。特别是在3亿年前，地球上发生了一次大灾难，地壳多处裂开，火山爆发，陆块漂移并挤压。厚厚的植物垫沉入地下，逐渐在细菌、压力和高温下变成了煤。7000万年以来储存在碳中的阳光能源随之深锁地下。大约在2亿5千万年前，地球又发生了一次大变动，两块古陆形成了我们今天的亚洲、非洲、南美洲、北美洲、欧洲、澳洲和南极洲。恐龙也灭绝了。经过这样的变动，有些几百
6、万年以来在地下几百英尺深的植物沉入地球更深入，在那里承受极大的压力；有些受到强烈的挤压和糅合，产生更硬、更纯的碳-无烟煤。如北美阿巴拉契亚山脉的大型露天煤矿，就这样形成了。,2、煤在人类历史发展中的重要地位,我想同学们直接接触、使用过煤的人，特别是城市生长的同学可能不会很多。现代人对煤的印象也不太好。美国女作家巴巴拉弗里兹(Barbara Freese)在其著作煤的历史(Coal:A Human History)这样描写当代人对煤的看法:“煤是一种极其缺乏能力的日用品。它脏、过时、老土、而且廉价。尤其是与石油相比，煤更加相形见绌。石油,比煤耀眼、老练得多，它为冒险家、旅行家 以及国际阴谋家构筑
7、了奇妙的梦想。从洛克菲 勒家族到中东地区的酋长们，石油造就了一些 极其富有、令人爱又令人憎的名人。开采石油 已经成为一夜暴富的代名词”。,1814年描述用煤发动火車和机械；又用火車和机械开采更多煤的油画,因为当时使用煤炭或木柴做燃料，所以人们都叫它“火车”，于是一直沿用至今。,1830年以后煤产量的增长趋势越来越明显,泰恩河（river tyne）是英格兰东部的河，从十三世纪直到二十世纪中期，都是英国出口煤炭的水道。,煤在早期使用是就受到了统治者的憎恶。据史 料记载，在1306年，全英国贵族、主教和骑 士离开自己的庄园和领地，来到伦敦参加议会。 一到伦敦，他们就被空气里的一股陌生而刺鼻 的味道
8、呛着了，这就是当时充斥着伦敦的大街 小巷的有燃烧着的煤释放出来的烟雾。不久， 贵族们就发动了一场示威运动，反对使用这种 新燃料。,在工业革命时期，煤让我们联想起的不是富裕 ，而是贫困。尽管人们对煤有着多么大的偏见 ，煤在人类文明史中起到了巨大的进步作用， 具体来讲： 第一，延续了人类的文明历史。 第二，塑造了近代国家。 第三，改变了世界的面貌。,1840年后英国曼彻斯特棉织业中心,英国工业革命的产物,世界博览会展示着工业革命的成就,骡子纺纱机,1814年1814 年英国的发明家史蒂芬森设计成功第一台蒸汽机车这台能牵动30 多吨货物的机车,瓦特,瓦特与蒸汽机,英国早期使用蒸汽机的煤矿,铁路海报记
9、录蒸汽机的黄金时代,英国工业革命时期诞生的铁路,发源于英国的工业革命的地位举足轻重，它像 一股强劲的冲击波，席卷了整个世界。英国工 业革命的两个重要标志蒸汽机和铁路都是为了 迎合煤工业的需要而发展起来的，而且这二者 都离不开煤。所以，可以说，正是由于煤，由 于工业革命，世界才会像今天这样。,如果没有工业革命，世界将会几十年代或几个 世纪一成不变地处于农耕时代，技术进步减缓 物质财富减少，社会变革则更加缓慢。,3、煤的早期使用,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
10、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300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。 煤炭是一种可以用作燃料或工业原料的矿物。它是古代植物经过生物化学作用和地质作用而改变其物理、化学性质，由碳、氢、氧、氮等元素组成的黑色固体矿物。 煤作为一种燃料，早在800年前就已经开始。煤被广泛用作工业生产的燃料，是从18世纪末的产业革命开始的。随着蒸汽机的发明和使用，煤被广泛地用作工业生产的燃料，给社会带来了前所未有的巨大生产力，推动了工业的向前发展，随之发展起煤炭、钢铁、化工、采矿、冶金等工业。煤炭
11、热量高，标准煤的发热量为7000大卡千克。而且煤炭在地球上的储量丰富，分布广泛，一般也比较容易开采，因而被广泛用作各种工业生产中的燃料。,新乐遗址出土,抚顺煤雕,煤玉雕刻是我国传统雕刻技术的延续，有悠久的历史！,大同煤雕,人类开发利用煤炭的历史悠久，早在2000多年前我国春秋战国时期，就已用煤作燃料。,人类采煤的历史已经很长了。特别是近数百年来，煤成为人类的主要能源 。,煤的采掘过程,我国第一个使用机械开采煤矿的单位,开平矿务局用机械采煤,开滦煤矿,下图是公元前7世纪左右的黑绘画，展示了一个希腊铁匠工作的情形。,13世纪里，教会和煤炭商人为煤炭利润而展开争抢。,自从12世纪晚期英国开始使用煤，
12、到16世纪 中叶以后开始普及使用，有几个事件对煤的使 用、生产产生了重要影响。 第一，黑死病 第二，英国的宗教改革,英国的人口在14世纪末从400万锐减至200万。,欧洲历史上最为恐怖的瘟疫：黑死病 许多主教也不能逃脱黑死病的魔掌,一桩旨在生个儿子的离婚案，最终成为英国宗教改革的开场白,亨利八世与英国的宗教改革,煤在英国普及的原因,1、英国到16世纪已是一个极度缺乏森林资源的国家了。伊丽莎白在位（15581603） 英国议会增派了许多委员会调查英国全国木材短缺的状况，委员会确定的说，全国的森林还面临着严重的危机。 2、煤作为木材的替代燃料的无法比拟的优点。 首先，煤炭因为大量存在所以十分廉价，
13、而木材的价格却在上涨。其次，煤炭的能源回报更高。第三，煤炭更多的能源密度使得其,开采更为经济、长途运输的廉价、储存起来更 方便。木柴资源零散，采集起来效率低，而煤 田却将巨大的化学能量基本都集中在一个地区。,Newcastle是英国的产煤区，从外地运煤到此地，实为多此一举。,纽卡斯尔，英国英格兰东北部港市，全称“泰恩河畔纽卡斯尔”。,二、英国工业革命与煤,1、煤的大量开采 2、蒸汽机的发明 3、炼铁与煤 4、煤与工厂制度的建立和英国社会的变革,”工业革命“又译为”产业革命“，英文原文为”the Industrial Revolution“。我们历来的说法是，恩格斯在19世纪中叶著有英国工人阶级
14、的状况一文，首先使用了工业革命这个概念。西方学者则认为是一位法国学者在十八世纪创造出来的（见法保尔芒图：十八世纪产业革命-英国近代大工业初期的概论，北京：商务1991，P3）。工业革命实际在人类社会只有一次，它是人类社会从农业社会转向工业社会、从自然经济转向市场经济、从贵族政治或君主政治转向民主政治的关键转折点。只有经过了工业革命，我们的物质财富才会如此丰富，如马克思、恩格斯在共产党宣言中所指出的，由于工业革命“资产阶级在它的不到一百年的阶级统治中所创造的生产力，比过去一切时代创造的全部生产力还要多，还要大。”（选集1972年版第一卷，P256）我们过去讲工业革命，基本上是从政治、社会、经济原
15、因来讲的，涉及到能源问题的论述不多。现在，随着能源日益引起关注，人们开始从能源的角度来看待工业革命的原因了。本节将论述煤与英国工业革命发生、发展的关系。,1、煤的大量开采,英国作家丹尼尔笛福，十八世纪早期在英国旅行时，在游览了纽卡斯尔后写道： “在伦敦，我们看到大批满载煤的货船不断地抵达这个日益扩大的城市。我们不由得纳闷：这些煤是从哪里来的？他们没有掏空整个国家吧？另一方面，我们在这里也看到了从各个矿坑里挖出的大量煤堆，应该说是煤山。这里有多少矿坑，我们就有疑惑：哪里的人们能够用得了这么多煤呢？“（见煤的历史，p.41）（笛福在其漫游记中还提到威尔士矿山的开发）,实际上，早在17世纪早期，纽卡
16、斯尔就成了英国主要产煤中心之一，当地的煤矿业早已挤垮了传统的农业经济。商人们经营着煤矿，煤矿工人由农村迁来的工人组成。1700年的产量大约是1550年的10倍，煤矿已成为城市家庭中必不可少的燃料，除少数几个部门外，全 英国的工业也靠煤来提供动力。,英国当时的煤矿，有一些是露天矿和浅井矿，这类矿山大多在南威尔士一带。但是，英国在工业革命中消费的大部分煤炭是开采自深井矿的，有的深达1590英尺（相当于484.95米）。工业革命时期，矿井生产技术落后，大量采用童工，事故频发。,英国工业革命时期的一家煤矿,2、蒸汽机的发明,已故美国学者巴巴拉弗里兹曾说；“事实证明，蒸汽发动机就好比工业革命跳动的心脏，可能是现代社会最重要的一项发明”。（煤的历史，p.41）美国史学家斯塔夫里阿诺斯也说：”蒸汽机的历史意义，无论怎样夸大也不为过。它提供了治理和利用热能、为机械供给推动力的手
