美國第一次能源轉型的故事

呂吉爾/編譯

十九世紀初的運煤車

●歷史表明，美國人并不總是渴望新能源。對新能源的需求是需要加以創建的，而要做到這一點卻不是那么容易的。

喬治·休梅克（George Shoemaker）知道該是開溜的時候了。盡管他因為運輸成本的緣故而放棄了自己的產品，但一群憤怒的費城人已經拿到了對他的拘捕令，他們向地方當局告發他是個兜售缺陷產品的騙子。休梅克沒有坐等受審的日子，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品？答案令人意想不到，那就是煤。

能源轉型的雛形

休梅克居住在美國賓夕法尼亞州的波茨維爾市——距離費城大約130公里，那兒有大量的無煙煤。時間是1812年，休梅克在顛簸的道路上辛辛苦苦地運送了九車無煙煤到費城，但那兒的居民們沒辦法把它點燃，人們相信休梅克賣給他們的是石頭，他們要討回公道，結果就發生了上述開頭的故事。

休梅克的故事反映了一個重要但又經常被忽視的能源轉型問題。讓消費者接受新的能源是一個巨大的挑戰，大多數潛在的用戶對新能源不熟悉，因而會覺得不合適。然而，克服這些障礙需要推廣者付出巨大的努力來傳授用戶如何正確使用，或與企業合作改進其生產技術，或開發出相應的技術和裝備，包括使用新燃料所需要的爐子和技巧等。

無煙煤的特性使得這一挑戰尤為突出。無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）。由于其外觀堅硬而有光澤，19世紀早期的美國人經常把無煙煤叫做 “石煤”。高含碳量有兩個含義：首先，無煙煤含有助于燃燒過程的揮發性氣體相對較少，因此別指望把無煙煤放到火爐中就能點燃。燃燒無煙煤需要專用的設備和相當的經驗。其次，無煙煤是相對較純的礦物燃料，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，無煙煤相對稀少。湊巧的是，世界上最豐富的無煙煤富集地位于賓夕法尼亞州東部一個不到1 300平方公里的地域內，使得無煙煤成為19世紀早期美國人口最密集地區——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——的足夠的礦物燃料來源地。由于地質與人口的匹配，賓夕法尼亞州東部的無煙煤儲量在推動美國第一次礦物燃料轉型中處于一個獨特的地位。當美國人第一次大量消費煤炭時，用的就是無煙煤。

“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了幾車無煙煤到費城，供該市的水廠使用。但水廠的員工無法讓無煙煤在蒸汽機里燃燒。最后，他們只好把煤塊敲碎，用作鋪路的礫石。

1837年時的 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，即教授潛在的用戶如何使用無煙煤。他在賓夕法尼亞特拉華縣的一家軋鐵廠演示了無煙煤的操作過程，強調不要撥弄爐火，必須始終關著爐門。過了一會兒，爐子就發出比用其他燃料——如木炭——獲得的更猛的熱量。

有些人是在無意中發現點燃無煙煤的竅門。1810年，企業家約西亞·懷特（Josiah White）和厄斯金·哈澤德（Erskine Hazard）擁有先進的技術，他們嘗試了許多創新，包括建造美國第一座懸索橋和運河鐵船。然而，他們卻對無煙煤束手無策。在獲得一批石煤后，工人們花費了整整一個上午的時間也沒能把煤點燃，挫折之下，他們就關閉了爐門去吃午飯，30分鐘后回來時卻驚訝地發現爐門居然被燒紅了。他們當時不知道爐門關上后空氣流經煤炭間隙可以為其燃燒提供條件。懷特后來計算，與進口煙煤相比，無煙煤產生的熱量可以顯著提高勞動效率。

1817年，懷特和哈澤德也成為了無煙煤的推廣者，并相繼開辦了后來成為利哈伊煤炭礦務公司等一批企業。如今，當我們想起煤炭用戶時，經常會聯想到一些大型工礦企業。然而，在19世紀初，無煙煤推廣者們并沒有把企業看成是最有希望的用戶。在他們的想象中，潛力較大的市場是家庭。

在19世紀，居住在美國“東北走廊”的每一戶家庭都需要熱源做飯，或在冬天取暖，家家戶戶依靠的是森林的豐富賞賜。當時的費城，一個普通六口之家每年要燒掉至少八垛木柴（一垛木柴相當于1.22米高、1.22米寬和2.44米長），富裕家庭則要用掉三倍與此的木柴。1820年，費城擁有6萬居民，每年消耗近10萬垛木柴。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無煙煤的銷路，而不再東一車或西一車的去賣。

使用指南的推出

當然，打開銷路的前提必須教會用戶掌握無煙煤的操作方法。1827年，無煙煤推廣者饒伯特·饒伯茨（Robert Roberts）為家庭推出的無煙煤使用指南，用了15個頁面陳述了點燃和保持無煙煤燃燒所需的訣竅。他在序言中談到：“很少有人一開始就理解利哈伊煤燃燒的方法。許多人永遠學不會，而更多的人則總是不得要領。”就像饒伯茨解釋的那樣，用戶需要把煤敲碎，并選擇合適的點火方式（如用點燃的木炭引火），避免過度撥弄爐火（恰到好處地使用火鉗非常重要）。

為了鼓勵家庭采用無煙煤，推銷人員分發了無煙煤使用指南，宣傳無煙煤勝過木柴的出眾供熱性能，甚至直接演示。包括懷特開始經營無煙煤貿易時，就讓店里的無煙煤一直燃燒著，便于上門的買家能夠看到無煙煤燃燒的場景。到了1850年，無煙煤逐漸成為了美國最重要的礦物燃料。

除了學會無煙煤的操作，用戶還需購買專門的煤爐或爐格子。因為空氣流經相互疊加的無煙煤塊，必須要有空隙或讓煤灰掉出來，用戶不能再用燒木柴的敞膛壁爐燒煤。為了降低準入門檻，無煙煤推廣者們與制造商合作，促進了爐子設計的驚人繁榮：從1815年到1839年，專利局向爐子制造商頒發了329項專利（占該時期頒發的專利總數的近4%）。在1831年，用戶只需5美元即可買到一只煤爐，在大多數工薪階層家庭力所能及的范圍之內。

1850年，無煙煤逐漸成為美國最重要的礦物燃料，為東部濱海地區絕大多數家庭提供熱量，為鋼鐵行業提供熱能，為企業、輪船和火車蒸汽機提供動力。這樣的成功來之不易，前后歷時數十年之久。然而，歷史通常注重于新能源的發展方式，卻很少把目光投向教授用戶如何使用的實踐過程。

上述例子是針對19世紀早期的無煙煤，但反映了一個較為普遍的模式，即采用石油、天然氣和電力用作能源的過程中也有類似的故事可說。在所有的能源轉型中，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間才能最終成功。看來能源轉型始終是一項艱巨的任務。

對于許多哀嘆太陽能和風能技術進程緩慢的人來說，無煙煤的普及應該是一面很好的鏡子。歷史表明，煤炭、石油和電力的采用過程也經歷過巨大的障礙，最終才被接受。同樣，風能和太陽能的普及恐怕也需要差不多的時間、精力和堅持。