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

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… Историю использования каменного угля исследовал Владислав Гринкевич в журнале «Профиль».

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.

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.

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.

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.

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.

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.