「天然氣」(natural gas)又俗稱為「瓦斯」或煤氣,是人類生活中不可或缺的燃料,我們日常生活中的煮食、取暖、交通工具、氮肥的製造,甚至在發電上,都可以看到它的用途,為我們造就了生活上的便利。世界上最早發現有「天然氣」外洩的地區位在今天的伊朗,時間是介在西元前6000年至西元前2000年之間,不過真正把「天然氣」這種能源善加利用的卻是發生在中國,而且發現「天然氣」的過程,竟然跟早期的集鹽有很大的關係。
在中國開採或生產鹽的時間大約有五、六千年之久,而「天然氣」最早被中國人使用的時間,可以追溯回2200多年前。根據中國的歷史文獻《華陽國志·蜀志》(Chronicles of Huayang),也是中國現存最古老的地名錄,由東晉的史學家常璩所著作,裡面提到在戰國末年,秦孝文王(西元前302-250年)派遣治水專家李冰到現今的四川成都(古稱廣都)一帶,去興建都江堰的水利工程,在治水期間,意外發現了自然流出的鹽泉,開啟了鹽井的開鑿,西元前255年成為最早有鹽井的記錄時間。「鹽」在中國古代原本就是很重要的民生物資(staple asset),國家有很大一部份的稅收來自「鹽稅」,因此,不難想像發現鹽鹵(brine)有如發現金礦一般,開鑿地底,無意中又發現了另一項很重要的自然資源-天然氣。
明朝科學家宋應星所著作的《天工開物·井鹽》(The Exploitation of the Works of Nature: Salt Well)裡提到:「西川有火井,事奇甚,其井居冷水,絕無火氣。」,這一小段是在描述在四川的西部有「火井」,顛覆了一般人的想像,因為這井非常奇特,井水是冷的,一點熱氣也沒有。文中提到的「火井」,也就是「天然氣井」,從水和鹽鹵中所發現的氣體,只有在被點燃後才會產生火焰。
要把「天然氣」從井中引上來,也需要一些使用特殊工具的學問,利用四川當地盛產的竹子,其形狀和具有彈性的特性,讓竹子變成早期最佳的輸送管路。竹子本身是空心的,竹節中有竹隔,所以要打通竹子,只要對劈竹子,去除竹節中的竹隔,然後再合上,並以漆布纏緊接縫,有如一根打通的長管子。竹子有彈性也可彎曲,鹽工只需要將管子的一頭放入井中,將氣引上,接至煮鹽的大灶底下,點燃氣體後,變成雄雄的烈火,很快地就能把鍋裡的鹵水煮沸了,水份蒸發掉後就是結晶鹽。《華陽國志·蜀志》一書中也提到:「取井火煮之,一斛水得五斗鹽;家火煮之,得無幾也。」,這裡面提到的「井火」也就是「天然氣」,用它來煎煮一斛的鹵水,可得五斗的鹽;用一般家中所用的柴火來煎煮鹵水,則得鹽不多。四川當地鹽業盛行,「天然氣」的出現是功不可沒。而從火井中所獲得的「天然氣」並非只是做為製鹽的燃料,一般百姓在夜間行走時,也可以把裝入竹筒裡的氣體點燃,當做照明的火把使用。
附註: 一斛 = 十斗 十斗的鹵水在蒸發掉水份後,可得五斗的結晶鹽。 |
「天然氣的使用」揭序在兩千多年前的中國,而其他國家,如西元1659年的英國和西元1821年的美國,都陸續開發了「天然氣」的這項能源。雖然「天然氣」帶來生活上的便利,不過我們知道「天然氣」是屬於化石燃料(fossil fuel),在完全燃燒時會產生二氧化碳,外洩時會產生甲烷羽流(plumes of methane),過高的濃度釋放到空氣中,將造成溫室效應,影響到地球的氣候。因此,當我們在使用地球上任何的自然資源時,應該考慮環境的因素,適度的取用並保護自然資源。
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相關連結
1. At the 2007 world conference of the International Federation for the Promotion of Mechanism and Machine Science, B. Kopey presented this paper on drilling technology (pdf), and claims in it (citing a paper by W. D. Moor) that the Chinese knew how to drill wells by 1000 BC.
2. Mike Bradner's 2004 article from Alaska Business Monthly describes the history of drilling and includes a description of Chinese drilling.
3. An article from 1999 by Lothar von Falkenhausen describes some of the ancient salt mining areas of China.
4. Paul Noll's very interesting photographs of a 1987 visit to the Zigong Salt Museum in China, where Chinese drilling technologies related to salt and natural gas mining were displayed.
5. A Chinese language web article by the Salt Association mentions (very briefly) some facts about oil wells, but mainly describes old Chinese drilling technologies.