Наверх
26 января 2022

Триумф "горючего камня": как уголь спас леса Европы и помог промышленной революции

Угольная шахта, 1946 год

©Trinity Mirror / Mirrorpix/Vostock Photo

Человечество очень рано познакомилось с каменным углем, но долго не знало, что же с ним делать. Еще в 315 году до н.э. ученик Аристотеля философ и естествоиспытатель Теофраст в одном из трудов упоминал «горящий камень» антракс (от этого слова произошло современное антрацит). Но много веков странный минерал считался плохим топливом – как дрова, его не зажжешь, металл с ним не выплавишь, да и чадит, как преисподняя...

Сгорели на работе

Если бы благородный разбойник Робин Гуд из своего XIII века перенесся в век, скажем, XVII, то наверняка пришел бы в ужас: что стало с его родным Шервудом, со всей старой веселой Англией?! Над Шервудским лесом стоял смог, стучали топоры лесорубов, валились прекрасные дубы, буки и тисы. Смог стоял над всеми лесами туманного Альбиона, дымились также леса в Нидерландах, Саксонии, Силезии, Баварии, Бельгии и Швеции – везде, где более-менее активно развивались металлургия, кузнечное дело и любое другое ремесло, требующее тепловой энергии. До второй половины XVIII века главным топливом новой европейской экономики был уголь, но только не каменный, а древесный, который получали путем выжигания, или, как говорили, «перегонки» дерева. А вот «горючий камень» (как его называли на Руси) в промышленности не приживался, и его использовали в основном для обогрева помещений.

Для получения древесного угля дерево прокаливали при минимальном доступе кислорода, чтобы оно не воспламенялось, а только обугливалось. Чем плотнее древесина, тем больше жара даст полученный из нее уголь. Слишком молодые стволы, а тем более слишком старые и трухлявые в дело не шли – сырьем для угольной индустрии могли быть только деревья в самом расцвете сил.

Перегонка древесины была адской работой – бригада углежогов (обычно человек 10) расчищала в лесу круглую площадку диаметром от трех до 15 метров. С земли снимали дерн, удаляли корни и утрамбовывали грунт. Затем складывалась куча из дров высотой примерно в половину диаметра – плахи из стволов и поленья ставились вертикально в несколько ярусов и как можно плотнее друг к другу, чтобы минимизировать циркуляцию воздуха, все пустоты засыпались углем, щепой и хворостом. Куча накрывалась покрышкой из дерна и утрамбованной земли, в центре и сбоку оставлялись отверстия для образования тяги, затем конструкция поджигалась.

Даже вблизи от маленького костра стоять тяжело из-за едкого дыма, а бригада углежогов одновременно обслуживала с десяток огромных чадящих куч. Вся вахта могла длиться несколько месяцев. В процессе обжига нужно было следить, чтобы дровам хватало воздуха для медленного горения, но не появлялось пламя. Для этого углежог забирался на кучу и либо проделывал в покрышке дополнительные отверстия, либо, наоборот, засыпал их. Помните, как у Бажова в «Малахитовой шкатулке»: «Чуть не доглядел – либо перегар, либо недогар будет. А коли все дорожки ловко улажены, уголь выйдет звон звоном». Иногда под покрышкой образовывались пустоты, и человек в прямом смысле проваливался в пекло. Впрочем, при такой работе в любом случае долго не жили.

Добро пожаловать в ад!

В нарождающуюся индустриальную экономику каменный уголь проникал медленно, но все-таки проникал. В XVII и в начале XVIII столетия его использовали в кузницах, на небольших предприятиях – солеварнях и пивоварнях, например для просушивания солода. Вот только попытки применить простой каменный уголь для плавки металлов неизменно заканчивались неудачей.

Локомотивом каменноугольной индустрии Старого Света стала бедная лесами Британия – дефицит древесины вынуждал ее жителей приспосабливаться к новому энергоносителю. Уже с XIV века Альбион вышел в лидеры по добыче и потреблению каменного угля, а с конца XVI века и до начала XVIII угледобыча здесь выросла с 200 тыс. тонн до 3 млн тонн в год. На английских шахтах обкатывались и передовые технологии угольной отрасли. Так, в 1705 году для откачки грунтовых вод стал использоваться паровой насос Томаса Севери – первая паровая машина, внедренная в производство. А в 1738-м на шахте в Уайтхейвене были проложены стальные рельсы для извлечения вагонеток с углем.

Впрочем, мы немного забежали вперед. Поворотной датой для угольной экономики считается 1713 год, когда английский промышленник и металлург Абрахам Дерби впервые попробовал для доменной плавки смешать с древесным углем каменноугольный кокс. Получилось. Историки думают, что идею с коксом Дерби позаимствовал у пивоваров. В 1690-х он работал сначала учеником мастера на солодовом заводе в Бирмингеме, а затем, переехав в Бристоль, открыл собственное солодовое производство, где, как мы помним, использовался кокс. В 1704-м, скопив капитал и найдя компаньонов, Дерби радикально меняет сферу деятельности и основывает в Бристоле медеплавильный завод.

Дело Дерби продолжил его сын Абрахам Дерби II, именно он в 1735 году осуществил первую в истории успешную доменную плавку на чистом коксе, без примеси древесного топлива. Но еще лет десять, до конца 1740-х, этот опыт за пределами его предприятия оставался невостребованным.

Отношение к каменному углю круто переменилось во второй половине XVIII века. С одной стороны, промышленные технологии сделали большой шаг вперед, а с другой – английские (да и европейские) леса к тому времени уже представляли собой жалкое зрелище. Что до Британии, то без перехода на новый вид топлива ее экономику ждал бы неминуемый коллапс.

На краю энергетической пропасти: что для Индии означает дефицит угля

Начался век каменного угля. Землю буравили угольные шахты, новые технологии по добыче минерала и его применению в промышленности следовали одна за другой. Еще один поворотный момент – создание в 1769 году весьма совершенной паровой машины Джеймса Уатта, которая совершила окончательный переворот в промышленности. Теперь станки, приводимые в движение водяными колесами или мускулами, даже близко не могли конкурировать с теми, что работали на угле и паре. Кто овладел энергией угля, тот и правит миром.

Паровые машины повышали производительность в том числе угольных шахт, но не слишком облегчали труд самих шахтеров. А он был ничуть не слаще труда углежогов. Сумрак подземелий, сырость из-за грунтовых вод или пыль, концентрация которой по современным меркам в сотни раз превышает предельно допустимые нормы. Даже сегодня индивидуальные средства защиты не спасают легкие горняков. Поэтому неизлечимые заболевания вроде силикоза и пневмокониоза считаются профессиональными недугами шахтеров-угольщиков. Добавим к этому обвалы и взрывы рудничного газа, за раз уносящие десятки жизней.

Вместе с людьми в забоях страдали животные. Мы привыкли к тому, что лошадки пони – это маленькие милые существа, пригодные только для катания детей. Но полтора столетия назад эти зверушки по полной тянули шахтерскую лямку – малый рост и выносливость делали их идеальной тягловой силой для угольных подземелий.

Добыча угля. Коногон в шахте

Vostock Photo

Британский тупик

Британия раньше других начала осваивать угольную энергетику, первой совершила энергетический переход и во многом благодаря ему во второй половине XIX века стала абсолютным экономическим лидером. Викторианская Англия построила совершенную экономику угля и пара. Остров опутала самая разветвленная сеть железных дорог, передовые производства принесли ему звание «мастерской мира». Британия располагала крупнейшим торговым и самым могущественным военно-морским флотом. И все это приводилось в движение энергией горючего минерала.

Британский фунт стерлингов стал главной мировой резервной валютой. А мировой валютой номер два мог считаться сам каменный уголь: торговля им на рубеже веков имела то же значение, что сегодня – торговля нефтью и газом. И здесь Лондон снова был впереди всех: в 1860 году Англия производила 62 436 тыс. тонн угля. Германия, занимавшая вторую позицию, – лишь 12 753 тыс. тонн; Соединенные Штаты – 11 726 тыс. тонн; Франция – 7453 тыс. тонн.

Угольный экспорт помогал Британии удерживать позицию мирового гегемона, а зависимость государств-импортеров от британских поставок порой была колоссальной. К слову, в списке таких зависимых стран на рубеже столетий оказалась и Российская империя. Во время Русско-японской войны некоторые наши чиновники и экономисты даже всерьез опасались, что Лондон, симпатизировавший Японии, прекратит или ограничит поставки топлива в Санкт-Петербург и столица останется без света и воды, прервется связь с губерниями, остановятся заводы, в том числе военные. К счастью, ничего подобного не случилось.

Но вот сами британцы не заметили, как уголь из драйвера их развития постепенно превратился в тормоз. Английская машина угольной экономики работала слишком хорошо и не смогла вовремя среагировать на начало очередного энергетического перехода, когда уголь и пар стали замещаться нефтью и электричеством. Парадокс, но Соединенные Штаты, приступившие к индустриальному строительству позже ведущих европейских держав, в итоге выиграли от своего опоздания. Их экономика не успела крепко подсесть на уголь, поэтому, как только развитие технологий позволило задействовать новые источники энергии, американцы стали быстро внедрять их в свою промышленность.

К примеру, относительное отставание в строительстве железных дорог стало дополнительным стимулом к развитию автотранспорта. Американские заводы и фабрики и городская инфраструктура раньше других освоили электроэнергию. В начале ХХ века США стали безоговорочным лидером в новой электрической гонке. В 1913 году Англия производила 2,5 млрд кВт⋅ч электроэнергии в год, Германия – 8 млрд кВт⋅ч, а Соединенные Штаты – 26,3 млрд кВт⋅ч (!). Электрификация производства позволила Штатам создать и самую совершенную угледобывающую промышленность. Так, доля механизированной подрубки угля на американских шахтах в 1914 году превышала 50%, а в двух самых продвинутых угледобывающих отраслях Европы – бельгийской и британской – лишь 10% и 8,5% соответственно.

В сухом остатке новый энергетический переход стал, конечно же, не единственным, но весьма значимым фактором утраты Британией экономического лидерства и перехода его к Соединенным Штатам.

Очень быстро, но поздно

С Российской империей уголь тоже сыграл недобрую шутку. Мы оказались полной противоположностью Англии – бескрайние леса слишком долго позволяли нашей промышленности обходиться без каменного угля или использовать его по минимуму. Ведь металлургические предприятия России, как правило, создавались там, где было в изобилии древесное сырье. Соответственно, в 1860 году у нас было добыто около 310 тыс. тонн угля, то есть примерно в 200 раз меньше, чем в туманном Альбионе.

Добыча угля. Восточный Донбасс 1912 год

Vostock Photo

Индустриализация, которая развернулась в России на рубеже XIX–XX веков, требовала огромного количества энергоносителей. С советских времен мы привыкли недооценивать успехи промышленного строительства той эпохи, а зря – некоторые рекорды «русского рывка» СССР так и не смог побить. В период правления Николая II (1894–1917) протяженность железных дорог общего пользования увеличилась на 46 тыс. километров. Советский Союз за вдвое больший период – с 1917 по 1963-й – смог проложить лишь 47,5 тыс. километров. С 1895 по 1916 год российские заводы построили в общей сложности около 18 тыс. паровых локомотивов. Для советской промышленности этот показатель остался недостижимым. А еще шло промышленное и военное строительство, в 1914 году были введены в строй четыре линкора: «Гангут», «Севастополь», «Полтава», «Петропавловск»...

Растущая экономика требовала топлива – торфа, мазута, а главное, угля. Очень много угля. Приходилось форсированными темпами наращивать его добычу: к 1900 году она увеличилась по сравнению с 1860-м почти в 38 раз. Но, увы, этого уже не хватало. Наша угольная промышленность развивалась, но еще сильно отставала от зарубежных конкурентов. Доля механической подрубки угля к 1914 году на отечественных шахтах не превышала 2% (напомним: в Англии – 8,5%, в США – больше 50%). Годовая выработка на одного шахтера Донбасса составляла 153 тонны в год, в Англии – 264 тонны в год, во Франции – 203 тонны. Экономический рост шел на фоне хронического дефицита энергоносителей.

Добыча угля в Донбассе, Украинская ССР, 1958 год

М. Блюмкин / РИА Новости

Нехватку своего угля российские власти компенсировали за счет импорта: в 1908 году его объем составлял 4 млн тонн, в 1913-м – уже 7,8 млн тонн. Основные поставки приходились на Санкт-Петербург (около 60% на 1912 год) и Ригу (около 25%). Впрочем, доля ввезенного угля в последний предвоенный год была относительно невелика – около 18% общероссийского потребления. Вот только стоил английский уголь в Питере дешевле донецкого – 11 руб. за тонну против 12,8 руб. за тонну.

Затем началась война, и ввоз угля сразу же сократился до 1 млн тонн, внутреннее производство тоже упало. Как отмечал советский экономист Леонид Кафенгауз, с первых дней войны «над всей промышленностью нависла угроза в виде острого недостатка в топливе». Между тем суммарное потребление угля промышленностью и железнодорожным транспортом к 1916 году выросло до 73,4%. Дальше пошла цепная реакция: нехватка угля обострила проблему снабжения городов и промышленных регионов продуктами питания, осложнилась работа предприятий и транспорта, стремительно выросли цены на дрова, которыми отапливались дома.

Было бы неразумно утверждать, что энергетический кризис стал причиной падения Российской империи, но, когда экономике не хватает топлива, неприятности неизбежны.

Избранные статьи в telegram-канале ProfileJournal
Больше интересного на канале Дзен-Профиль
Самое читаемое