美國(guó)第一次能源轉(zhuǎn)型的故事

呂吉爾/編譯

十九世紀(jì)初的運(yùn)煤車(chē)

●歷史表明，美國(guó)人并不總是渴望新能源。對(duì)新能源的需求是需要加以創(chuàng)建的，而要做到這一點(diǎn)卻不是那么容易的。

喬治·休梅克（George Shoemaker）知道該是開(kāi)溜的時(shí)候了。盡管他因?yàn)檫\(yùn)輸成本的緣故而放棄了自己的產(chǎn)品，但一群憤怒的費(fèi)城人已經(jīng)拿到了對(duì)他的拘捕令，他們向地方當(dāng)局告發(fā)他是個(gè)兜售缺陷產(chǎn)品的騙子。休梅克沒(méi)有坐等受審的日子，而是抄偏僻小巷悄悄出了城，一去不返。

休梅克究竟兜售的是什么產(chǎn)品？答案令人意想不到，那就是煤。

能源轉(zhuǎn)型的雛形

休梅克居住在美國(guó)賓夕法尼亞州的波茨維爾市——距離費(fèi)城大約130公里，那兒有大量的無(wú)煙煤。時(shí)間是1812年，休梅克在顛簸的道路上辛辛苦苦地運(yùn)送了九車(chē)無(wú)煙煤到費(fèi)城，但那兒的居民們沒(méi)辦法把它點(diǎn)燃，人們相信休梅克賣(mài)給他們的是石頭，他們要討回公道，結(jié)果就發(fā)生了上述開(kāi)頭的故事。

休梅克的故事反映了一個(gè)重要但又經(jīng)常被忽視的能源轉(zhuǎn)型問(wèn)題。讓消費(fèi)者接受新的能源是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，大多數(shù)潛在的用戶(hù)對(duì)新能源不熟悉，因而會(huì)覺(jué)得不合適。然而，克服這些障礙需要推廣者付出巨大的努力來(lái)傳授用戶(hù)如何正確使用，或與企業(yè)合作改進(jìn)其生產(chǎn)技術(shù)，或開(kāi)發(fā)出相應(yīng)的技術(shù)和裝備，包括使用新燃料所需要的爐子和技巧等。

無(wú)煙煤的特性使得這一挑戰(zhàn)尤為突出。無(wú)煙煤指的是含碳量高的煤——通常在85%以上 （煙煤為50%-85%；半褐煤為35%-50%；褐煤在35%以下）。由于其外觀堅(jiān)硬而有光澤，19世紀(jì)早期的美國(guó)人經(jīng)常把無(wú)煙煤叫做 “石煤”。高含碳量有兩個(gè)含義：首先，無(wú)煙煤含有助于燃燒過(guò)程的揮發(fā)性氣體相對(duì)較少，因此別指望把無(wú)煙煤放到火爐中就能點(diǎn)燃。燃燒無(wú)煙煤需要專(zhuān)用的設(shè)備和相當(dāng)?shù)慕?jīng)驗(yàn)。其次，無(wú)煙煤是相對(duì)較純的礦物燃料，燃燒得更熾熱，而排放的煙塵卻比其他煤少。

地球上的煤炭都是由煙煤、半褐煤或褐煤組成，無(wú)煙煤相對(duì)稀少。湊巧的是，世界上最豐富的無(wú)煙煤富集地位于賓夕法尼亞州東部一個(gè)不到1 300平方公里的地域內(nèi)，使得無(wú)煙煤成為19世紀(jì)早期美國(guó)人口最密集地區(qū)——馬里蘭州北部城市巴爾的摩和馬薩諸塞州首府波士頓之間的東部沿海地區(qū)——的足夠的礦物燃料來(lái)源地。由于地質(zhì)與人口的匹配，賓夕法尼亞州東部的無(wú)煙煤儲(chǔ)量在推動(dòng)美國(guó)第一次礦物燃料轉(zhuǎn)型中處于一個(gè)獨(dú)特的地位。當(dāng)美國(guó)人第一次大量消費(fèi)煤炭時(shí)，用的就是無(wú)煙煤。

“東北走廊”的突破

然而，就像休梅克的故事所反映的那樣，無(wú)煙煤推廣者常常遭遇失敗。例如在1806年，威廉·特恩布爾（William Turnbull）從賓夕法尼亞的利哈伊谷運(yùn)了幾車(chē)無(wú)煙煤到費(fèi)城，供該市的水廠使用。但水廠的員工無(wú)法讓無(wú)煙煤在蒸汽機(jī)里燃燒。最后，他們只好把煤塊敲碎，用作鋪路的礫石。

1837年時(shí)的 A·O·普瑞斯取暖爐

休梅克在僥幸逃脫官司后便決定扮演一位積極的角色，即教授潛在的用戶(hù)如何使用無(wú)煙煤。他在賓夕法尼亞特拉華縣的一家軋鐵廠演示了無(wú)煙煤的操作過(guò)程，強(qiáng)調(diào)不要撥弄爐火，必須始終關(guān)著爐門(mén)。過(guò)了一會(huì)兒，爐子就發(fā)出比用其他燃料——如木炭——獲得的更猛的熱量。

有些人是在無(wú)意中發(fā)現(xiàn)點(diǎn)燃無(wú)煙煤的竅門(mén)。1810年，企業(yè)家約西亞·懷特（Josiah White）和厄斯金·哈澤德（Erskine Hazard）擁有先進(jìn)的技術(shù)，他們嘗試了許多創(chuàng)新，包括建造美國(guó)第一座懸索橋和運(yùn)河鐵船。然而，他們卻對(duì)無(wú)煙煤束手無(wú)策。在獲得一批石煤后，工人們花費(fèi)了整整一個(gè)上午的時(shí)間也沒(méi)能把煤點(diǎn)燃，挫折之下，他們就關(guān)閉了爐門(mén)去吃午飯，30分鐘后回來(lái)時(shí)卻驚訝地發(fā)現(xiàn)爐門(mén)居然被燒紅了。他們當(dāng)時(shí)不知道爐門(mén)關(guān)上后空氣流經(jīng)煤炭間隙可以為其燃燒提供條件。懷特后來(lái)計(jì)算，與進(jìn)口煙煤相比，無(wú)煙煤產(chǎn)生的熱量可以顯著提高勞動(dòng)效率。

1817年，懷特和哈澤德也成為了無(wú)煙煤的推廣者，并相繼開(kāi)辦了后來(lái)成為利哈伊煤炭礦務(wù)公司等一批企業(yè)。如今，當(dāng)我們想起煤炭用戶(hù)時(shí)，經(jīng)常會(huì)聯(lián)想到一些大型工礦企業(yè)。然而，在19世紀(jì)初，無(wú)煙煤推廣者們并沒(méi)有把企業(yè)看成是最有希望的用戶(hù)。在他們的想象中，潛力較大的市場(chǎng)是家庭。

在19世紀(jì)，居住在美國(guó)“東北走廊”的每一戶(hù)家庭都需要熱源做飯，或在冬天取暖，家家戶(hù)戶(hù)依靠的是森林的豐富賞賜。當(dāng)時(shí)的費(fèi)城，一個(gè)普通六口之家每年要燒掉至少八垛木柴（一垛木柴相當(dāng)于1.22米高、1.22米寬和2.44米長(zhǎng)），富裕家庭則要用掉三倍與此的木柴。1820年，費(fèi)城擁有6萬(wàn)居民，每年消耗近10萬(wàn)垛木柴。由于一噸煤可以抵大約一垛半木柴，推廣者們知道在這兒可以打開(kāi)無(wú)煙煤的銷(xiāo)路，而不再東一車(chē)或西一車(chē)的去賣(mài)。

使用指南的推出

當(dāng)然，打開(kāi)銷(xiāo)路的前提必須教會(huì)用戶(hù)掌握無(wú)煙煤的操作方法。1827年，無(wú)煙煤推廣者饒伯特·饒伯茨（Robert Roberts）為家庭推出的無(wú)煙煤使用指南，用了15個(gè)頁(yè)面陳述了點(diǎn)燃和保持無(wú)煙煤燃燒所需的訣竅。他在序言中談到：“很少有人一開(kāi)始就理解利哈伊煤燃燒的方法。許多人永遠(yuǎn)學(xué)不會(huì)，而更多的人則總是不得要領(lǐng)?！本拖耩埐慕忉尩哪菢?，用戶(hù)需要把煤敲碎，并選擇合適的點(diǎn)火方式（如用點(diǎn)燃的木炭引火），避免過(guò)度撥弄爐火（恰到好處地使用火鉗非常重要）。

為了鼓勵(lì)家庭采用無(wú)煙煤，推銷(xiāo)人員分發(fā)了無(wú)煙煤使用指南，宣傳無(wú)煙煤勝過(guò)木柴的出眾供熱性能，甚至直接演示。包括懷特開(kāi)始經(jīng)營(yíng)無(wú)煙煤貿(mào)易時(shí)，就讓店里的無(wú)煙煤一直燃燒著，便于上門(mén)的買(mǎi)家能夠看到無(wú)煙煤燃燒的場(chǎng)景。到了1850年，無(wú)煙煤逐漸成為了美國(guó)最重要的礦物燃料。

除了學(xué)會(huì)無(wú)煙煤的操作，用戶(hù)還需購(gòu)買(mǎi)專(zhuān)門(mén)的煤爐或爐格子。因?yàn)榭諝饬鹘?jīng)相互疊加的無(wú)煙煤塊，必須要有空隙或讓煤灰掉出來(lái)，用戶(hù)不能再用燒木柴的敞膛壁爐燒煤。為了降低準(zhǔn)入門(mén)檻，無(wú)煙煤推廣者們與制造商合作，促進(jìn)了爐子設(shè)計(jì)的驚人繁榮：從1815年到1839年，專(zhuān)利局向爐子制造商頒發(fā)了329項(xiàng)專(zhuān)利（占該時(shí)期頒發(fā)的專(zhuān)利總數(shù)的近4%）。在1831年，用戶(hù)只需5美元即可買(mǎi)到一只煤爐，在大多數(shù)工薪階層家庭力所能及的范圍之內(nèi)。

1850年，無(wú)煙煤逐漸成為美國(guó)最重要的礦物燃料，為東部濱海地區(qū)絕大多數(shù)家庭提供熱量，為鋼鐵行業(yè)提供熱能，為企業(yè)、輪船和火車(chē)蒸汽機(jī)提供動(dòng)力。這樣的成功來(lái)之不易，前后歷時(shí)數(shù)十年之久。然而，歷史通常注重于新能源的發(fā)展方式，卻很少把目光投向教授用戶(hù)如何使用的實(shí)踐過(guò)程。

上述例子是針對(duì)19世紀(jì)早期的無(wú)煙煤，但反映了一個(gè)較為普遍的模式，即采用石油、天然氣和電力用作能源的過(guò)程中也有類(lèi)似的故事可說(shuō)。在所有的能源轉(zhuǎn)型中，推廣者們都為之付出了難以置信的汗水，他們的努力通常需要幾十年時(shí)間才能最終成功?？磥?lái)能源轉(zhuǎn)型始終是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。

對(duì)于許多哀嘆太陽(yáng)能和風(fēng)能技術(shù)進(jìn)程緩慢的人來(lái)說(shuō)，無(wú)煙煤的普及應(yīng)該是一面很好的鏡子。歷史表明，煤炭、石油和電力的采用過(guò)程也經(jīng)歷過(guò)巨大的障礙，最終才被接受。同樣，風(fēng)能和太陽(yáng)能的普及恐怕也需要差不多的時(shí)間、精力和堅(jiān)持。