Кому нужен уголь, когда есть дрова

Очень интересная статья, взято отсюда:

https://vk.com/cliometrics?w=wall-127478502_2323

Современная экономика использует огромные количества ископаемого топлива, и это первое, что бросается в глаза при её сравнении с хозяйством прошлых эпох. Можно подумать, что в переходе с дров на уголь и нефть кроется причина прогресса: люди научились извлекать и использовать эти ресурсы, и их возможности многократно возросли.

Но в действительности, в то время, когда уголь стал основным топливом в Англии (17 век), технология его добычи практически не отличалась от древнеримской. Кайло и зубило оставались основными инструментами рудокопа. Применение пороха для проходки шахт получило широкое распространение только в конце 18 века, а использование паровых машин для откачки воды (которому приписывалось революционное значение), на деле давало лишь небольшую экономию. С другой стороны, уже в римские времена все основные месторождения Англии находились в разработке, и ничего, казалось бы, не мешало наращивать добычу угля. Почему же дрова оставались главным источником энергии еще полторы тысячи лет?

Лесоруб, вооруженный ручными инструментами, в день мог заготовить 4-5 м3 дров, что даёт около 2 тонн сухой древесины или ~30 ГДж тепловой энергии. Шахтёр за день мог нарубить до 4.5 м3 угля, или 4 тонны, что эквивалентно ~120 ГДж — разница более чем существенна! Однако, кроме забойщиков в шахтах трудились проходчики и другие рабочие, так что средняя производительность была гораздо ниже и составляла порядка нескольких центнеров за рабочий день. Дрова так же нужно было не только рубить, но вывозить и складывать для сушки, однако дополнительные трудозатраты в лесном хозяйстве оказывались меньше, чем на шахте. Добывать уголь могло быть просто не выгодно, или недостаточно выгодно, чтобы продавать его дальше ближайшей деревни, и поэтому люди отдавали предпочтение дровам.

Ситуация менялась по мере того, как население увеличивалось и концентрировалось в городах. Растущий город требовал всё больше топлива, и производительности ближайших к нему лесов начинало не хватать. Дрова приходилось завозить из всё более отдалённых мест, что увеличивало их стоимость. С некоторого момента уголь становился более дешёвой альтернативой. Уголь имеет в 2 раза большую энергетическую плотность (30 МДж/кг против 15 МДж/кг у дров), что означает снижение транспортных расходов на единицу энергии, и в 2 раза большую плотность (900 кг/м3) по сравнению с дровами (450 кг/м3), что удобно для перевозки по воде.

С 12 века "морской уголь" (доставлявшийся из северных графств Англии по морю) начал использоваться в пригородах Лондона для пережигания извести, а с середины 13 века его стали использовать кузнецы. В 1259 году уголь в Лондоне стоил в 4 раза дороже, чем на его "родине" в Дареме, за сотни миль от столицы, но всё же был немного дешевле дров (в пересчете на джоули), заготавливаемых в ближайших окрестностях столицы. К началу 14 века цены на дрова выросли в полтора раза, а себестоимость производства в их цене упала до 10%. Львиная доля оставшихся 90% приходилась на транспортные расходы.

Проблема со снабжением дровами заключалась не в том, что лес заканчивался. С гектара земли можно было получить 2-3 тонны сухой древесины в год, так что, для обеспечения населения топливом, под лес должно было быть выделено всего порядка 10-15% хозяйственной территории. Но при увеличении концентрации населения возить дрова приходилось всё дальше, и их стоимость многократно возрастала. При этом размещению дровяных лесов непосредственно за городом мешала конкуренция со стороны ферм, поставлявших горожанам скоропортящиеся продукты.

Таким образом, чем крупнее был город — тем дороже в нём были дрова. Но в случае с углём такой обратной связи не существовало. Более того, стоимость доставки угля уменьшалась с ростом спроса благодаря увеличению тоннажа кораблей-перевозчиков (например, в Англии за 17й век тоннаж угольщиков вырос почти в 5 раз, с 56 тонн в 1592 до 248 в 1701), а также благодаря инвестициям в инфраструктуру.

Угольные шахты были соединены с причалами деревянными рельсами, а сами причалы — оборудованы погрузочными приспособлениями. В отличие от добычи угля, заготовка дров производилась на большой площади, поэтому доставка к реке количества дров, эквивалентного продукции одной шахты, осуществлялась по нескольким дорогам, а не по одной — это делало инвестиции в инфраструктуру не оправданными.

В общем, переход на ископаемое топливо произошел не благодаря некому "открытию", а в ходе постепенного развития. И, строго говоря, уголь не был причиной или необходимым условием промышленной революции. Но те страны, которые имели удобный доступ к месторождениям (прежде всего — Англия), получили большое преимущество перед остальными.


Литература:

1. An historical, geological, and descriptive view of the coal trade of the north of England. Matthias Dunn
2. Fuelling the city: production and distribution of firewood and fuel in London's region, 1290-1400. James A. Galloway, Derek Keene, and Margaret Murphy
3. Intensive woodland management in the Middle Ages. Péter Szabó et al
4. Reports on forest management in Germany, Austria and Great Britain. Campbell Walker
5. Forestry for farmers. Fernow, Bernhard E.
6. Energy and the English Industrial Revolution. E.A. Wrigley