能源: 初始之資源, 煤 (上)

從人類有文明開始, 煤對我們有密不可分的關係. 對煤最早的記載見始於<山海經．山西經>, "西南三百里曰, 女牀之山, 其陽多赤銅, 其陰多石涅." 石涅, 就是煤. 到魏晉時稱為石墨或石炭. 明朝楊慎在 <丹鉛續錄>中也有記錄. 而煤一稱呼, 最初見於李時珍的 <本草網目．拾遺卷二．火部．煤火>中. 記述如下,

"北方炊食多用煤火, 以地屬坎, 足勝其氣, 且助命門真火. 食煤火長氣于陰, 所以膂力强壯, 南人食之多髮癰毒. 受其毒者, 以汁解之. 然煤火處置大缸水于旁, 則毒從水解. 南方炊食多用薪火, 長氣于陽. 氣多輕浮不實, 不似北方之禀氣剛勁也. 然近日南方亦產煤, 薪價日昂, 市井多有用煤者, 其煤在浙省則出殅衢嚴, 湖州較北, 煤堅細, 以之代薪. 瓦斯亦減薄, 甚有如薪炭無嗅氣者, 名曰香煤. 出太湖山中, 綱石部收烏金石, 即煤也. 其主治多言其質之用, 而火部又不收煤火, 故為補之. 用以香煤為佳. 烹一切食物, 能和脾胃. 滋氣力, 通腎氣, 助陽道. 婦人暖子宮. 雜煤嗅煤有毒."

從李時珍對煤火本質, 產地, 等級等描述, 可見宋朝時人們利用煤火煮食已十分普遍.

至於西方, 最早用煤的文明, 見於希臘和古羅馬. 公元前大約300年, 希臘學者泰奧弗拉斯托斯(Theophrastus, 古希臘哲學家及科學家, 受教於柏拉圖和亞里士多德)著作<論石>, 裡面有對於煤的性質和產地有詳細論述. 而在2000年前的古羅馬, 已懂得用煤加熱. 可見不論東西方, 煤已是當時主要燃料.

煤, 主要成份為碳, 氫和氧, 佔有95%以上, 其餘為氮及硫等元素, 佔少量. 而煤主要分為褐煤, 煙煤及無煙煤, 三種煤的生成在不同的年代中. 煤的生成, 是由遠古恐龍時期的植物遺骸, 在地下層經過千百萬年壓力下形成. 植物枯死後, 遺骸堆積到水中, 在地表上常温及壓力下泥碳化或稱為腐泥化後, 變成泥碳或腐泥.

泥碳化, 即是指苔蘚類, 蕨類及孢子類植物遺骸在堆積過程中, 經微生物分解過程中的化學變化, 轉變成泥碳. 而苔蘚類, 蕨類及孢子類植物亦稱為高等植物. 至於腐泥化就是藻類及地衣類植物遺骸, 在埋積過程中, 經微生物分解過程中的化學作用而成的腐泥. 因為藻類及地衣類植物並沒有胚珠, 因此亦稱為低等植物.

泥碳及腐泥被泥土淹沒, 再經過地殼變動, 下降及沉積在地下深處. 經成岩作用下, 某些泥碳或腐泥會形成褐煤. 某些泥碳及腐泥, 受到更高的溫度及壓力下變質, 形成煙煤及無煙煤.

從地質學中, 煤的形成年代, 劃分為三大時期. 第一個是由古生代的石碳紀到二叠紀, 由3.55億年前到2.5億年前. 當時植物主要是孢子類植物, 形成煤種為煙煤及無煙煤. 第二個年代就是由中生代的侏羅紀到白堊紀, 大約由1億9960萬年前到6550萬年前. 當時植物主要是裸子類植物 (即是種子類植物中, 胚珠外露在孢子植物葉上的邊緣或葉面上的植物), 形成褐煤及煙煤. 最後就是新生紀的第三紀, 即6500萬年前至260萬年前. 主要是被子植物 (又稱為開花植物或有花植物, 顧名思義, 就是通過受精開花結果繁殖的植物.), 形成的煤大多是褐煤, 泥碳, 也有少量年輕的煙煤.

褐煤, 煙煤及無煙煤三類煤在揮發性, 可燃性及熱量都各有不同. 褐煤為三種煤中燃燒時間及熱量較低的煤種. 其色澤較暗, 黑褐色, 大多為塊狀, 質地較鬆散. 揮發值大約40%, 燃點較低, 燃燒時火焰較大, 黑煙較多.

無煙煤為三種煤中揮發性最低 (10%以下), 含碳量最高 (80%以上), 燃燒時間及熱量最高的煤種. 為小塊狀及粉狀, 顏色黑而亮, 雜質較少, 難以燃點, 燃點後火焰較細, 冒煙少. 至於煙煤, 其燃燒時間及熱量均為兩者之間. 揮發性30%以上, 燃點時火焰較長, 並冒出大量黑煙. 形狀為小塊狀及粒狀, 質地較細緻, 黑色而有光澤.

三種煤外, 還有未形成煤的泥碳, 又稱泥煤. 其水份多, 需要風乾後才能使用. 其含碳量少, 發熱量也低, 卻很容易著火. 由於其水份含量重, 所以揮發性高.