迈进“小康社会”的前题条件是首先实现“温饱”。但你了解我们生活中与实现“温饱+小康”目标密切相关的能源——煤炭吗? 因环保职业使然,我就与你说说煤炭的古今。
煤炭和石油、天然气同是重要的化石燃料。千万年前连续不断的地壳运动造成地面下沉,大量原始森林被深深地掩埋在了地下,其上覆盖着厚厚的地壳风化物,林木在与空气隔绝的高温高压下,经过复杂的物理和化学变化,形成了可燃的化石煤。
这种煤炭从泥炭—褐煤—烟煤—无烟煤的变化过程叫煤化过程。这其中煤化程度最高的是无烟煤,其固定碳含量高,挥发份低,硬度密度大,燃烧时不冒烟,是煤种中发热量最大的一种,多用于冶炼、化肥和陶瓷行业。而烟煤的煤化程度中等,挥发份高,杂质多,所以燃烧时冒黑烟,发热量低一些,多用于发电、动力和燃料用煤。
我国是世界第三储煤大国,也是掘煤、用煤最早的国家。两千多年前的《山海经》就有称煤为“石涅”的记载,魏晋和唐宋时称煤为“石墨”,宋朝大学士朱弁的咏煤诗曰:“西山石为薪,黝黑惊射目。方炽绝可迩,将尽还自续。飞飞涌玄云,焰之吐红玉。稍稀雷池出,又似风薄竹。”把煤炭燃烧时的情景描述的惟妙惟肖。早在元朝文献中就有了煤窑事故的记载,明朝李时珍的《本草纲目》中出现了“煤”字,并阐述了煤的药用价值。宋应星的《天工开物》曾系统地记载了煤炭开采技术。但在相当长的历史时期,我国煤的开采都停留在落后的手工作业水平上。
自从远古先民学会了用火,煤炭与炉灶就伴随着人类数千年的文明史一直走到了今天。按《辞源》释义:“炉”是“盛火之器”,“灶”是“炊物之器”。古代农耕社会基本使用砖石砌成的炉灶,用吹火筒吹火,用来烹饪、熬盐、制酒。唐朝白居易《卖炭翁》诗中“伐薪烧炭南山中”和孟郊《答友人赠炭》诗中“驱却坐上千重寒,烧出炉火一片春”所指都是烧木炭,在春秋战国时期,由于木柴的燃烧温度略高于青铜的熔点(约800℃),所以当时烧木柴就可以铸造青铜器了。由于铁的熔点要比青铜高出一倍,所以直到西汉时期,人们发明了水力鼓风炉并掌握了采煤和炼焦技术,才逐步掌握了冶铁技术并逐步进入了炼钢时代。从那时起社会对煤炭的使用巳经就非常普遍了。
1878年,在晚清洋务派的推动下,我国建成了台湾基隆八斗子官办煤矿和1881年建成唐山煤矿,才标志着我国煤炭工业机械化开采的开始。解放后的五、六十年代,我国先后引进苏联及波兰掘进设备,开始进行先进的综合机械化采煤。综合机械化采煤就是在液压支架的保护下,能综合实现采煤机割煤、运输机输煤的技术。改革开放以来,我国民营、个体和国营煤矿遍地开花,煤矿建设、掘进技术和选煤技术得到空前大发展,从初期的引进,消化已发展成为世界性成套技术设备制造输出大国,并且走上了高科技智能化煤矿开采之路。
纵观我国采煤,用煤历史直到现在,相伴人们生活“温饱”的燃煤炉灶却基本上没有实质性的改变,即使现在富裕的城镇农村用上了各种各样的数控气化节能环保的一体化家庭锅炉,但在许多乡镇农村尤其是欠发达地区,传统的烧煤烧柴的炉灶仍在倔强地宣示着它的存在和简单实用。木屋、老土灶、大铁锅、柴火、炊烟......在今天的景区民宿和农家乐饭店里又开始崭露头角,呼唤着人们回归自然。
1776年,英国的瓦特通过观察煤炉上茶壶里的水蒸汽顶开壶盖的现象诱发了灵感,发明了蒸汽机,从而催生了第一次工业革命。煤炭燃烧产生的热能推动着全世界工业,农业,纺织业等领域逐步走进了现代工业社会。过程中,人们将冶炼行业在制作焦炭的过程中产生的煤气收集起来用作生活燃料并用来照明。在上个世纪八十年代后期,各种燃气灶具进入了城市千家万户,城市供暖也发展到了集约化、智能化和煤气化。随着科技进步,又出现了电磁灶具、微波炉等电气产品。社会发展迫使煤炭灶具正在逐步退出历史舞台。
但要说清楚的是;即使进入了所谓的“电气化”、“智能信息化”时代,也须依赖所谓的清洁能源——电能,虽然当今世界已迈进“天然气”、“太阳能”与“核能”时代,但我国目前燃煤电厂的火力发电量仍占发电总量的三分之二,是电力行业无可替代的主力军。它也是由燃烧煤炭产生的化学能转变为热能(蒸汽),热蒸汽再驱动汽轮机转变为机械能,机械能再带动发电机转变为电能而为人类使用的。
进入新世纪,煤化工产业异军突起,“煤炼油”已经产业化。“煤炼油”就是将煤炭通过脱碳加氢,转化成适于运输实用的液体燃料。煤化工以生产洁净能源和可替代石油化工的产品为主,如柴油、汽油、甲醇、乙烯等。煤炭能源化工产业的发展,对于中国减轻燃煤造成的环境污染和降低对进口石油依赖,实现可持续发展和“碳达峰、碳中和”目标有着重要意义。
不可否认,在世界性能源危机频发的今天,煤炭仍然是现代社会不可或缺的重要能源。
短短半个世纪时间,我们这一代人经历了烧散煤、打煤坯、摇煤球、蜂窝煤,土暖气、罐装液化气、管道煤气、智能化管道天然气和电磁微波产品等各种生活能源和炉灶使用的整个变迁过程。我们回望那个时代,那些回忆好像远了,又好像就在眼前,近得触手可摸。那种北方暖暖的热炕头、麻油炝锅的香味和柴火灶烟熏火燎的生活气息,仍是我们这些“过来人”难以割舍的记忆和乡愁。
看远古至今,火与煤的使用是人类进化的里程碑,它让人们的生活有了温度,从而走向文明。不论时代和季节怎样转换,那些升腾的人间烟火,那些氤氲的市井气,回忆那些往事,品咂那些美好,经常让我们感动常在。