王星光 柴國生

(鄭州大學(xué) 歷史學(xué)院,鄭州,450052)

能源是整個社會發(fā)展和經(jīng)濟增長最基本的驅(qū)動力,是人類賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。從人類開始使用火,就開始了真正意義上能源利用的歷史。我國古代先民完成了對生物質(zhì)能、礦物能、自然能、畜力能等多種能源的開發(fā)和利用。多種能源的綜合開發(fā)利用,保證了古代社會生產(chǎn)、生活對光、熱和動力等能源的需求,從而為古代社會的不斷發(fā)展提供了根本保障。其中,生物質(zhì)能作為提供光能、熱能的載能體資源,由于種類繁多、數(shù)量龐大、俯拾皆是的普遍性、易取性、可再生性和使用方便等特點,是古代先民使用最早、最普遍的能源,也一直是古代社會最重要的生產(chǎn)、生活用能,在整個能源結(jié)構(gòu)中一直占有重要地位。

生物質(zhì)能,又稱“生物能”,是指通過綠色植物的光合作用把太陽能以化學(xué)能的形式固定和貯藏在有機物中的能量形式。①“生物質(zhì)能”目前還沒有嚴(yán)格、統(tǒng)一的定義,不同的專業(yè)對其定義有所不同。文中的定義是我們參閱、比較《中國大百科全書》(《中國大百科全書》總編委會,北京:中國大百科全書出版社,1990.)、《能源百科全書》(美Parker,S.P.,程惠爾等譯,北京:科學(xué)出版社,1992.)、《中國百科大辭典》(中國百科大辭典編委會,北京:華夏出版社,1990.)、《生物質(zhì)能學(xué)》(程備久,北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2008.)、《中華人民共和國可再生能源法 (最新修訂)》(北京:中國法制出版社,2010.)、《現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)知識詞典》(王濟昌,北京:中國科學(xué)技術(shù)出版社,2008.)、《維基百科》(http://zh.wikipedia.org/)等辭書、法規(guī)和能源學(xué)中的有關(guān)知識和概念的基礎(chǔ)上,總結(jié)概括出的較具普遍性、代表性的定義。其中《維基百科》的解釋為:“生物質(zhì)能是指能夠當(dāng)做燃料或者工業(yè)原料,活著或剛死去的有機物。”(http://zh.wikipedia.org/zh-cn/%E7%94%9F%E7%89%A9%E8%B4%A8%E8%83%BD)生物質(zhì)能有多種分類方法,根據(jù)利用技術(shù)的不同,通常分為現(xiàn)代生物質(zhì)能 (在現(xiàn)代新技術(shù)基礎(chǔ)上開發(fā)利用的生物質(zhì)能,又稱為“新能源”)和傳統(tǒng)生物質(zhì)能。傳統(tǒng)生物質(zhì)能是指以低效爐灶等工具,通過直接燃燒等傳統(tǒng)技術(shù)利用的生物質(zhì)能 (下文如不明確說明,生物質(zhì)能即指傳統(tǒng)生物質(zhì)能)。其優(yōu)點是容易燃燒、污染少、灰分低等;缺點是熱值及熱效率低,且體積大、不易運輸和大量儲藏。我國古代先民開發(fā)利用了草本植物、木本植物、木炭、竹炭、生物油脂、動物糞便、蠟、酒等多種生物質(zhì)能源資源,主要通過原始、簡單的直接燃燒等形式獲取所需的光能或熱能,用于炊事、取暖、照明、醫(yī)療、手工業(yè)生產(chǎn)、軍事活動 (如火攻、烽火信號傳遞)等社會生活、生產(chǎn)領(lǐng)域。

生物質(zhì)能的利用至少有 170多萬年的歷史,考古工作者在距今約 170萬年的云南元謀人遺址中發(fā)現(xiàn)不少炭屑,這是我國目前發(fā)現(xiàn)最早的人類用生物質(zhì)能火的證據(jù)。對作為古代社會發(fā)展重要能源的生物質(zhì)能的開發(fā)利用問題,已有一些學(xué)者作過研究,但主要是對古代都城 (如唐代長安、宋代東京、元明清時期的北京)的薪柴、炭等燃料問題的研究,而對古代生物質(zhì)能開發(fā)利用全面、系統(tǒng)、深入的研究還較為匱乏。本文擬對我國古代生物質(zhì)能源體系構(gòu)成以及利用形式等問題進行較為系統(tǒng)的探討,以期方家指正。

1 我國古代生物質(zhì)能源體系構(gòu)成

在長期的生產(chǎn)、生活實踐中,古人開發(fā)利用了極為豐富、多樣化的生物質(zhì)能源,構(gòu)成了完整的生物質(zhì)能源體系,包括木本植物、草本植物、炭 (木炭、竹炭等)、生物油脂、動物糞便、蠟、酒等,而且對不同生物質(zhì)能源的特性及其利用積累了極為豐富的知識和經(jīng)驗,能夠根據(jù)不同的用途合理地選擇不同種類的能源使用,達到理想的效果。

1.1 木本植物——薪柴

“木,火之母也。”([1],4268頁)木柴是古代生物質(zhì)能源中使用最早且最廣泛的能源之一,也是古人使用最普遍的能源之一,在古代生物質(zhì)能源體系構(gòu)成中占有很大的比重。木柴主要由“纖維素”構(gòu)成,“纖維素”則主要由碳、氫、氧三種元素組成。燃燒時,木料中的碳、氫、氧原子與空氣中的氧原子化合,生成二氧化碳和水,其過程為:(C6H10O5)n+O2→nCO2+nH2O。木柴由于易于獲得,且熱值較草本植物高,一直是古代最重要的生產(chǎn)、生活用能源資源。薪柴的利用史是與人類使用火的歷史同步開始的,最初人們應(yīng)是撿采些枯枝干草燃火使用。隨著人口的增多與工具的進步,在人們生活的區(qū)域內(nèi)枯枝干草很難被撿采到時,就開始有意識地樵采草木作為燃料使用。

木柴作為燃料在古代被稱為“薪柴”,也單稱“薪”或“柴”。先秦時期,“薪”和“柴”各有所指,“大者可析謂之薪,小者合束謂之柴”([2],656頁)。薪又稱蕘,柴又稱蒸?！对娊?jīng)·小雅·無羊》記:“以薪以蒸?！?[3],551頁 )“柴,小木散材也?！?[4],119頁 )“薪,蕘也?！?[4],115頁)《周禮·地官·委人》記:“薪蒸木材?！编嵭?“粗者曰薪,細者曰蒸?！?[5],1176頁)秦漢之后,逐漸成為木本和草本植物燃料的統(tǒng)稱,至遲到元明時期草木已皆稱為薪或柴。元《居家必用事類全集》戊集《種藥類·種苡米》記載,苡米“苗收子后,又堪為薪燒之?！?[6],183頁)《天工開物·陶埏第十一·罌甕》記:“江、浙、閩、廣用者蕨藍草一味,其草乃居民供灶之薪。”([7],194—195頁)

古人在長期的生產(chǎn)實踐中,對不同薪柴的特性及其使用積累了豐富的經(jīng)驗和知識。早在二里頭文化時期,先民就已經(jīng)能夠有選擇性地使用薪柴?？脊叛芯勘砻?距今3800—3500年的二里頭遺址周圍,分布有大量的闊葉樹櫟林、雜木林和少量的松柏針葉林,在二里頭文化一、二期之交,及二里頭文化四期,古人都喜歡把櫟木作為薪炭材,[8]表明當(dāng)時先民們不僅能夠區(qū)分不同的樹種,而且已經(jīng)認(rèn)識到櫟木發(fā)熱量較同一區(qū)域內(nèi)的其他薪材為高。商周時期使用薪柴的種類已有所增加,《詩經(jīng)》記載有桑薪、柞薪、棘薪等?！对娊?jīng)·小雅·白華》:“樵彼桑薪,卬烘于煁。”([3],731頁)《詩經(jīng)·小雅·車舝》:“陟彼高岡,析其柞薪?！?[3],692頁)《詩經(jīng)·邶風(fēng)·凱風(fēng)》:“凱風(fēng)自南,吹彼棘薪?！?[3],82頁)西周時期還出現(xiàn)了專門掌管薪炭的官職,并且以樹名、炭名為名?！吨芏Y·秋官·柞氏》記:“柞氏掌功草木及林麓?！?[5],2927頁)當(dāng)時由于人口不多,且手工業(yè)發(fā)展有限,山木茂盛,薪柴俯拾皆是,《詩經(jīng)·大雅·棫樸》:“芃芃棫樸薪之槱之?！泵珎?“槱,積也。山木茂盛萬民得而薪之。”([3],766頁)

隨著社會生產(chǎn)生活實踐的不斷豐富以及生物學(xué)知識的不斷積累,古人對薪柴的認(rèn)識和使用水平也隨之逐漸提高。成書于秦漢時期的《爾雅》保存了中國古代早期豐富的生物學(xué)知識,后 7篇就記錄了 590多種動植物及其名稱,而且還根據(jù)它們的形態(tài)特征,納入一定的分類系統(tǒng)中。薪柴的使用也日益科學(xué)、合理,做到了量材使用,物盡其用。如“桑薪”,古人多認(rèn)為是“薪之善者,宜以炊爨而養(yǎng)人”([3],732頁),也是古代煎藥的優(yōu)良燃料:“凡一切補藥諸膏,宜此 (桑)火煎之?！?[9],202頁)南朝宋劉敬叔《異苑·諸葛博識》載:“今烹龜猶多用桑薪,野人故呼龜為元緒?！盵10]《齊民要術(shù)》載:“預(yù)收柞柴、桑薪灰?！?[11],428頁)《齊民要術(shù)》記載的“河?xùn)|染御黃法”:“柞柴、桑薪、蒿灰等物,皆得用之?！?[11],240頁)到了明代,人們對薪柴的認(rèn)識更為深刻。李時珍的《本草綱目》卷 6《火部·燧火》對樵采薪材的時機闡釋道:“榆柳先百木而青,故春取之,其火色青。杏、棗之木心赤,故夏取之,其火色赤。柞、楢之木理白,故秋取之,其火色白?；?、檀之木心黑,故冬取之,其火色黑。桑、柘之木肌黃,故季夏取之,其火色黃?！?[9],202頁)在《本草綱目·艾火》中還記載了不同薪柴火對人體產(chǎn)生的各種危害:“八木者,松火難瘥,柏火傷神多汗,桑火傷肌肉,柘火傷氣脈,棗火傷內(nèi)吐血,橘火傷營衛(wèi)經(jīng)絡(luò),榆火傷骨失志,竹火傷筋損目也?！?[9],203頁)煎藥對火候要求最為嚴(yán)格,若“水火不良,火候失度,則藥亦無功”([9],202頁),因此,對薪柴選用也特別的嚴(yán)格?！侗静菥V目·蘆火竹火》記:“火用陳蘆、枯竹,取其不強,不損藥力也。桑柴火取其能助藥力,桴炭取其力慢,櫟炭取其力緊。溫養(yǎng)用糠及馬屎、牛屎者,取其緩而能使藥力勻遍也”([9],202頁)?！侗静菥V目》這些總結(jié)性的記載表明古人對薪柴的使用已經(jīng)積累了極為豐富的實踐經(jīng)驗。

除樹木的枝干作為薪柴外,樹葉、花、果實等也被古人開發(fā)利用,成為生物質(zhì)能源的重要組成部分?！杜f唐書·柳璨傳》記載:“柳璨,少孤貧好學(xué),僻居林泉。晝則采樵,夜則燃木葉以照書。”([12],4669頁)宋黃庚《寒夜呈梅深》記載:“爐冷頻燒葉,燈昏不吐花?！盵13]《居家必用事類全集》戊集《燈火備用》記載的制作“萬里燭”的方法中,“皂角花、黃花地丁、松花、槐花”等就是重要的原料,“槐花、松脂”是制作“耐點蠟燭”的必需原料。還記載“宿火炭”:用“好胡桃一個燒半燃。熱灰擁三五日不燼?！?[6],205—206頁)這些都反映出古人在能源開發(fā)利用方面的智慧。

古代樵采草木的主要工具為斧頭、鐮刀等?！拔鲂饺缰?匪斧不克?！?[3],276頁)南宋范成大《科?！吩娪涊d:“斧斤留得萬株枯,獨速搓牙立嗅途。飽盡春蠶收罷繭,更撣余力付樵蘇”。

1.2 草本植物

草本植物是木本植物之外古人開發(fā)利用的重要生物質(zhì)能源之一,主要包括農(nóng)業(yè)廢棄物 (如作物秸稈、糠秕等)及其之外的各種草本植物 (如竹子、蘆葦、蒿草、茭草、茅草等),多用于炊事、取暖、祭祀、手工業(yè)生產(chǎn)、軍事火攻和烽火信號傳遞等。

古代農(nóng)業(yè)廢棄物的作物秸稈、糠秕等,由于產(chǎn)量大、種類多,一直是古人特別是農(nóng)人重要的炊事、取暖燃料。唐陳少微《七返靈砂論》記:“于糠火中燒三七日?！?[14],421頁)《夷堅乙志·五十四事·董染工》記:“鄉(xiāng)里洪源董氏子,家本染工,獨好羅取飛禽,得而破其腦,串以竹,歸則焚稻稈叢茆,焫其毛羽凈盡,乃持貨之。”([15],308頁)《大宋宣和遺事》記載,宣和七年三月“十六日,上皇方得與少帝相見,共居一室。時風(fēng)寒衣宿竹簟,侍御人取茅及黍穰作焰,與二帝同坐,向火至明?！盵16]《居家必用事類全集》庚集《熏香·香媒》記載:“茄子秸燒為灰?！?[6],293頁)即使今天,農(nóng)作物秸稈、糠秕仍然在廣大農(nóng)村地區(qū)的燃料結(jié)構(gòu)中占有較大的比重。

農(nóng)業(yè)廢棄物外的各種草本植物,如竹子、蘆葦、蒿、茭、茅、荻等也是古人重要的燃料?！督饦亲印肪?4《立言篇九下 》記載:“菁茅,薪草也,……棘,鄙木也?！?[17],70頁)《后漢書·諒輔傳》記:“于是積薪柴聚茭茅以自環(huán),構(gòu)火其傍,將自焚焉。”([18],2694頁)《抱樸子內(nèi)篇·佚文》載:“吳世有姚光者,有火術(shù)。吳主躬臨試之。積荻數(shù)千束,光坐其上,又以數(shù)千束荻累之。因猛風(fēng)燔之,火盡,謂光當(dāng)已化為煙燼。而光恬然端坐灰中,振衣而起。”([19],358頁)《武林舊事》卷 8《宮中誕育儀例略》記:“宮中凡閣分有娠,……于內(nèi)藏庫取賜銀絹等物如后:……竹柴五十把?！盵20]《宋史·食貨志》:“蓋以斥鹵彌望,可以供煎烹,蘆葦阜繁,可以備燔燎?！?[21],4458頁)《宋史·孟宗政傳》記金人“運茅葦直抵圜樓下,欲焚樓。”([21],12213頁)《天工開物·罌甕》:“凡釉質(zhì)料隨地而生,江、浙、閩、廣用者蕨藍草一味。其草乃居民供灶之薪,長不過三尺,枝葉似杉木,勒而不棘人。”([7],194—195頁)

1.3 木炭、竹炭等

炭是木材或竹子等在炭窯中缺氧狀態(tài)下經(jīng)不完全燃燒而成,主要由碳原子組成?！墩f文解字》載:“炭,燒木余也。從火,岸省聲?！?[4],208頁)形象地說明了炭的燒制工藝及其特性。植物主要由碳原子、氫原子、氧原子組成,經(jīng)不完全燃燒,碳原子被保存下來,形成由碳原子構(gòu)成的集合物——炭。由于碳原子燃燒不放出氣體,燃燒時,碳原子和氧原子結(jié)合燃燒,人們只看到木炭發(fā)紅、發(fā)熱,然后化成灰燼,卻看不到跳躍的火苗,相對其他草本、木本植物不僅易燃燒、溫度高,而且不會“灰飛煙滅”,深受人們喜愛。炭的燃燒值近 100%,每千克效能達到 8000千卡左右。在古代,炭主要有木炭和竹炭兩種,不僅是古人取暖、炊事的好燃料,更滿足了冶鑄、陶瓷等手工業(yè)生產(chǎn)對高品質(zhì)燃料的需求,是古代重要的生產(chǎn)用能源,為我國古代手工業(yè)的發(fā)展提供了重要的能源保障,在古代生物質(zhì)能源結(jié)構(gòu)中占有重要的地位。炭的發(fā)明,是古人在能源利用方面的偉大創(chuàng)舉之一。除了作為能源之外,炭的吸濕特性至遲在秦漢已被認(rèn)識和利用,并用于觀測天氣、儲藏物品等?！痘茨献印ふf山訓(xùn)》記:“懸羽與炭,而知燥濕之氣?！?[22],1157—1158頁)馬王堆漢墓中用木炭保存尸體的方法,也是對炭吸濕性利用的成功例子。此外,炭還是古代冶煉的重要還原劑。

1.3.1 木炭

最早的木炭應(yīng)是在森林大火后留下的燃燒不完全的木頭形成的,被人們無意中獲得,在長期的使用過程中逐漸發(fā)現(xiàn)其與薪柴不同的特性,之后開始有意識地?zé)颇咎?。我國木炭的燒制工藝商周時期已漸趨成熟[23],且被廣泛利用。商周燦爛的青銅文化與炭的使用有密不可分的關(guān)系。周代對炭的利用在文獻中有較多的記載?！抖Y記·月令》:“季秋之月,草木黃落,乃伐薪為炭?！?[2],631頁)又《周禮·天官·宮人》:“凡寢中之事,掃除、執(zhí)燭、共爐炭,凡勞事?！?[5],422頁)表明周代燒制木炭已經(jīng)成為專門的生產(chǎn)部門,且已有專設(shè)的官職以司其職。當(dāng)時作炭、燒炭已成為專門的職業(yè),有專人從事,并專設(shè)掌管燒炭的官職?！吨芏Y·地官·掌炭》記載:“掌炭掌灰物炭物之征令,以時入之,以權(quán)量受之,以共邦之用,凡炭灰之事?！?[5],1216—1217頁)商周時期也正是靠木炭燃燒產(chǎn)生的高溫,保證了青銅器鑄造對溫度的需求。

木炭按照燒制工藝——窯外熄火法、窯內(nèi)熄火法的不同,分為白炭和黑炭,黑炭又稱烏炭。白炭多為硬闊葉材燒制而成,炭化溫度高,質(zhì)地堅硬、比重大,敲擊有金屬鋼音,燃燒時間長、發(fā)熱量高、不冒煙,但價格較黑炭昂貴。黑炭多為軟闊葉材燒制而成,揮發(fā)分多,容易著火,不耐燒、發(fā)熱量小,燃燒時常冒煙、且有爆裂聲,但黑炭炭化溫度較低,燒制簡單,出現(xiàn)較白炭早,價格便宜,使用也更為普及。白炭目前所見最早的記載始于晉代。晉葛洪《肘后備急方》有白炭入藥的記載,《治寒熱諸瘧方第十六》載:“用獨父蒜,于白炭上燒之,末,服方寸匕。”[23]宋有白炭煉丹的記載,張君房《云笈七簽》卷 69《金丹部·第二返寶砂篇》記載:“白炭武火燒三日。”([14],421頁)白炭的價格要比黑炭貴得多,《欽定大清會典·營造司》記載:“每白炭千斤準(zhǔn)銀十兩五錢,黑炭千斤準(zhǔn)銀三兩三錢”[24]。從世界范圍看,只有中國、朝鮮和日本有白炭的燒制工藝,且后二者的工藝都是從中國傳入的。[25]

古代木炭名稱繁多,有白炭、黑炭、硬炭、瑞炭、煉炭、金剛炭、火墨 (俗稱火矢)、麩炭(又稱烰炭、浮炭等)、檉炭、烏薪等等。根據(jù)文獻記載,古代的硬炭、金剛炭、火墨、煉炭、瑞炭、御炭等應(yīng)屬于白炭范疇,而麩炭、檉炭、烏薪等則屬于黑炭。

木炭是古代手工業(yè)生產(chǎn)、特別是冶鑄業(yè)的主要燃料?！短旃ら_物·五金第八·鐵》記:“凡鐵一爐載土二千余斤,或用硬木柴,或用煤炭,或用木炭,南北各從利便。”([7],147頁)《天工開物·錘鍛第十·治鐵》記:“凡爐中熾鐵用炭,煤炭居十七,木炭居十三。凡山林無煤之處,鍛工先擇堅硬條木燒成火墨 (俗名火矢,揚燒不閉穴火),其炎更烈于煤?！?[7],175頁)宋代以前,木炭一直是冶鑄業(yè)的主要燃料,占到燃料結(jié)構(gòu)的 70%以上。[26]宋及以后,雖然煤炭逐步得到推廣,但木炭仍在發(fā)揮著重要作用,木炭與煤炭共同支撐了我國封建社會后期冶鑄業(yè)的發(fā)展。

在古人的生活中,木炭除用于日常的取暖、炊事之外,還有許多妙用。如晉代已出現(xiàn)獸炭,《語林》記載了獸炭的制作工藝及妙用:“乃搗小炭為屑,以物和之,作獸形。后何召之徒共集,乃以溫酒?；馃峒让?獸皆開口向人赫赫然。諸豪相矜,皆服而效之”[27]。獸炭不僅得到廣泛使用,而且深受文人墨客的喜愛,宋詞中多有吟詠獸炭之詞句。在長期的使用中,古人也總結(jié)出了去除“炭中余薪之煙”和“雜穢之氣”的方法,《居家必用事類全集》庚集《熏香·煉炭法》記載:“用炭不拘黑白,須重?zé)裏掃^通紅,于密器內(nèi)藏令冷。一去炭中余薪之煙,二去炭中雜穢之氣”([6],293頁)。

1.3.2 竹炭

竹炭“燒巨竹為之”,“易然 (燃)無煙耐久”,[28]是古人開拓新能源的重要成就,也是木炭燒制工藝的新發(fā)展。李昉的《太平御覽》有竹炭用于煉鐵的記載:“善煅人煉好鐵,……若欲窮其精理,當(dāng)用竹炭?！?[29],2966頁)表明當(dāng)時人們不僅能夠燒制竹炭,而且對其性能已有很好的認(rèn)識,知其高溫能用來“煉好鐵”,可見竹炭的燒制工藝已漸成熟。李昉為唐末宋初人,因此,竹炭燒制至遲應(yīng)始于唐代,但普遍使用應(yīng)為南宋。北宋時期,邛州“以率買鐵炭為擾,自嘉祐四年停鑄十年”([21],4383頁),而到南宋,陸游親見“邛州出鐵,烹煉利于竹炭。皆用牛車載以入城,予親見之”[28]。正是竹炭的大量生產(chǎn)和使用,使得邛州這一產(chǎn)鐵中心得以繼續(xù)生產(chǎn)。自宋始,竹子一直是四川等南方地區(qū)的主要能源,直至清代仍然是“江南柴灶,閩楚竹爐,所需不啻什百也”[30]。

1.4 動物糞便

風(fēng)干的牲畜糞便是古代重要的生活用燃料之一。在北方草原地區(qū),作為游牧民族的傳統(tǒng)燃料——風(fēng)干的馬牛羊糞便的使用應(yīng)是與游牧生活相伴而始的,即使在 21世紀(jì)的今天,牧民仍在大量使用馬牛羊等牲畜干糞燃料。古代在漢族為主的黃河流域的廣大地區(qū),牲畜干糞也有廣泛的使用。沈士龍《齊民要術(shù)·跋》記:“北俗種樹、畜牧、調(diào)造之法,不但南朔古今非宜,至其動用牛馬穢及鹽酪薤蒜之類,誠所謂羌煮貊炙,使名庖嘔下者也。”([11],附錄一)由于南北飲食習(xí)俗的不同,燒糞、喝酪漿、吃蒜頭等一直為南人所譏笑。目前所見動物糞便作為燃料的記載始于北魏?！洱R民要術(shù)》道:“常以正月、二月預(yù)收干牛羊矢煎乳,第一好:草既灰汁,柴又喜焦;干糞火軟,無此二患?！?[11],432頁)“取干牛屎,圓累,令中央空,燃之不煙,勢類好炭?！?[11],536頁)表明北魏時期人們不僅廣泛使用干糞作為燃料,而且對干糞火與薪柴、草類火的不同及其特性已有深刻認(rèn)識。之后,文獻記載漸多?！缎绿茣ゑR渾傳》記載:“瑊前與防城使侯仲莊揣云梁所道,掘大隧,積馬矢及薪然之?！?[1],4893頁)動物糞便甚至在特定時候已經(jīng)代替薪柴使用,《宋史·洪皓傳》記:“云中至冷山行六十日,距金主所都僅百里,地苦寒,四月草生,八月已雪,穴居百家,陳王悟室聚落也。悟室敬皓,使教其八子?；蚨瓴唤o食,盛夏衣粗布,嘗大雪薪盡,以馬矢然火煨面食之?！?[21],11560頁)

動物糞便不僅用作燃料,提供人們生活炊事的熱能,而且也被用作軍事用途。狼糞在我國邊境一直是傳遞敵人來犯信息的烽煙的燃料之一,唐代《酉陽雜俎·廣動植》記:“狼糞煙直上,烽火用之”。[31]風(fēng)干的狼糞不僅耐燒,而且煙又黑又濃,豎直上升。這些用野生動物糞便作為燃料的記載,表明古人在生物質(zhì)能源種類的開拓、以及對不同燃料的深刻認(rèn)識,都是在實際的生產(chǎn)生活中總結(jié)出來的寶貴經(jīng)驗。

除草原地區(qū)外,動物糞便在生物質(zhì)能源構(gòu)成中所占比例不大,是草本、木本、炭等燃料之外的補充。

1.5 生物質(zhì)油脂

生物質(zhì)油脂包括動物油脂和植物油脂兩類,是古代重要的燃料之一,主要用作照明和助燃。對“脂之養(yǎng)火而不可滅”([19],71頁)的特性,古人很早就有認(rèn)識,至遲在新石器時代晚期,我國先民已開始使用膏油燈照明。[32]動物油脂的使用早于植物油,早期的膏油燈用的是動物油脂。油脂用作能源的文字記載始見于西周時期,《詩經(jīng)·大雅·生民》記:“載謀載惟,取蕭祭脂,取羝以軷,載燔載烈”。([3],806頁)《禮記·郊特牲》載:“蕭合黍、稷,臭陽達于墻屋,故既奠,然后焫蕭合膻、薌?！编嵶?“蕭、薌蒿也,染以脂,含黍、稷燒之。”([2],952—953頁)表明當(dāng)時人們已將油脂和柴草等不同的生物質(zhì)能源混合使用。

動物油脂是從動物的脂肪中提煉出來的,多稱為“膏”、“脂”或“肪”?！墩f文解字》曰:“膏,肥也?！?[4],87頁 )《禮記 ·內(nèi)則 》孔穎達疏曰:“凝者曰脂,釋者為膏?！?[2],970頁)《說文解字》曰:“戴角曰脂,無角曰膏”。([4],90頁)古代使用的動物油脂多從家養(yǎng)畜禽的脂肪中提煉,有牛、羊、豬、犬等,《周禮·冬官·梓人》鄭注:“脂者,牛羊?qū)?膏者,豕屬?！?[5],3375頁)《周禮·天官 ·庖人》杜子春注:“膏臊,犬膏。膏腥,豕膏也。鮮,魚也。羽,雁也。膏膻,羊脂也。”([5],264頁)也有用多種鳥、魚提煉油脂的,《本草綱目·燈火》記載動物燈油有魚油、禽獸油等。

植物油脂是從植物種子、果肉及其他部分提取所得的油脂,在常溫下呈液態(tài)、固態(tài)或半固態(tài)。古代先民不遺余力地開發(fā)了所能利用的各種植物油脂。早期的植物油脂的使用應(yīng)是將含油量多的植物果實搗碎成泥狀加以使用的,稱為膏、脂?！冻o·招魂》:“蘭膏明燭,華容備些?！蓖跻葑?“蘭膏,以蘭香煉膏也。無故自凝曰坐。”[33]晉張華《雜詩》:“朱火青無光,蘭膏坐自凝。”南朝梁陶弘景《本草經(jīng)集注·草木下品·澤蘭》記:“今處處有,多生下濕地。葉微香,可煎油,或生澤旁,故名澤蘭?！薄疤m膏”應(yīng)是用澤蘭葉子提煉的“膏”狀植物油脂,表明時人已用澤蘭煎煉油脂供照明使用,《楚辭》“蘭膏明燭”是目前所見最早的利用植物油脂作為能源的記載。劉熙《釋名》記載:“柰 (亦有認(rèn)為為‘棗’)油,搗柰實,和以涂繒,上燥而發(fā)之,形似油也,杏油亦如之。”[34]“形似油”,表明漢代已經(jīng)認(rèn)識到此種方法所得非真正的植物油脂;這種方法應(yīng)是早期古人利用植物油脂的方法。膏、脂應(yīng)是植物油脂提取技術(shù)出現(xiàn)之前人們加工利用植物油脂,油和渣混用的情形。直到魏晉時期,經(jīng)簡單加工的脂、膏狀的植物油脂仍在使用。《齊民要術(shù)》記:“荏油色綠可愛,其氣香美,煮餅亞胡麻油,而勝麻子脂膏。麻子脂膏,并有腥氣?！?[11],215頁)王隱《晉書》有麻膏、麻油記載,《太平御覽·飲食部二十二·油》引王隱《晉書》載:“元康三年,武庫火。檢校,是工匠盜庫中,恐罪,乃投燭著麻膏中,火燃?！薄褒R王冏起義,孫秀多斂葦炬,益儲麻油于殿省,為縱火具?！?[29],3837頁)這表明西晉時麻膏、麻油仍在使用,而且麻膏是儲存于武庫中的一種戰(zhàn)備物資,用量當(dāng)不在少數(shù)。同時也表明植物油脂在歷史上存在著“形似油”的膏、脂和真正的植物油并存利用的時期,這也符合事物的發(fā)展規(guī)律。早期液態(tài)植物油的制取,還缺乏確切的史料說明?！妒酚洝に挝⒆邮兰摇?“麥秀漸漸兮,禾黍油油?！彼麟[:“油油者,禾黍之苗光悅貌。”([35],1621頁)這里雖不能判定具有液態(tài)植物油的含義,但似可為我們追尋早期植物油的形態(tài)提供些線索。《拾遺記》記漢董偃的臥室中有“麻油燭如屈龍形”[36],應(yīng)是液態(tài)油。說明漢代植物油在一定范圍內(nèi)得以推廣。

西周時生物油脂已有較大的生產(chǎn)能力和較廣泛的用途,遠行的車輛是要上油的,《詩經(jīng)·邶風(fēng)·泉水》:“載脂載轄,還車言邁。”([3],108頁)到了漢代,不僅生物油脂的生產(chǎn)能力增強,而且已經(jīng)成為一種商品,《史記·貨殖列傳》記:“販脂,辱處也,而雍伯千金。”([35],3282頁)《漢書·食貨志》曰:“翁伯以販脂而傾縣邑。”([37],3694頁)雍伯“販脂”能夠富傾縣邑,足見當(dāng)時社會上對生物油脂的需求量之大和漢代生產(chǎn)能力之強。魏晉時期油脂已作為戰(zhàn)略能源大量儲備,并開始廣泛應(yīng)用于軍事活動?！恫┪镏尽の锢怼酚?“積油滿萬石,則自然 (燃)生火。武帝泰始中武庫火,積油所致?！?[38],47頁)武帝武庫“積油萬石”,足見當(dāng)時的生產(chǎn)能力之盛。生物質(zhì)油脂是古代日常生活的必需能源,主要用于照明的燈油或蠟燭的原料。宋《雞肋編》:“油,通四方可食與然 (燃燒)者?！兾饔质承尤省⒓t藍花子、蔓菁子油,亦以作燈?！俸?多以桐油為燈,又有旁毗子油,其根即烏藥,村落人家以作膏火,其煙尤臭,故城市罕用。烏桕子油如脂,可灌燭,廣南皆用,處、婺州亦有?！盵39]宋梁克家《淳熙三山志·土俗類·物產(chǎn)·木》記載:“樹既老,愚民多穴取其松明以燒,以至枯折?！盵40]《本草綱目·火部·燈火》記載:“凡燈惟胡麻油、蘇子油燃者,能明目治病。其諸魚油、諸禽獸油、諸菜子油、棉花子油、桐油、豆油、石腦油 (即石油原油)諸燈煙,皆能損目,亦不治病也。”([9],204頁)這里,李時珍提出了用胡麻油、蘇子油點燃治療眼疾,應(yīng)是對植物油用途的一種開拓?！短旃ら_物·膏液·油品》:“燃燈則桕仁內(nèi)水油為上,蕓苔次之,亞麻子 (陜西所種,俗名壁虱脂麻,氣惡不堪食)次之,棉花子次之,胡麻次之,(燃燈最易竭)。桐油與桕混油為下。(桐油毒氣熏人,桕油連皮膜則凍結(jié)不清。)造燭則桕皮油為上,蓖麻子次之,桕混油每斤入白蠟結(jié)凍次之,白蠟結(jié)凍諸清油又次之,樟樹子油又次之,冬青子油又次之。北土廣用牛油,則為下矣。”([7],71—72頁)這是對照明用的各種燈油品質(zhì)的精到評述。

能源之外,生物油脂中也有不少是古人不可或缺的炊事原料,作為食用油常用于烹飪菜肴等食品加工,此不贅述。

1.6 其他:蜂蠟、蟲白蠟、酒等

在主要的生物質(zhì)能源木本和草本植物、生物油脂、炭類之外,古人對蜂蠟、蟲白蠟、酒等也作為能源進行了開發(fā)利用。

中國是世界上較早馴化蜜蜂的國家之一,蜂蠟很早就有開發(fā)利用。蜂蠟是約兩周齡工蜂蠟腺分泌出來的脂肪性物質(zhì),常溫下呈固體狀態(tài),是人類最早發(fā)現(xiàn)和利用的一種天然動物蠟,又稱為黃蠟、蜜蠟等?！冻鯇W(xué)記》引《抱樸子》記載:“蜂窠為蠟,水沫為浮石。”①“蜂窠為蠟,水沫為浮石”在《初學(xué)記》卷 5、《太平御覽》卷 51等古籍中均有引用,今本《抱樸子》不錄此語。([41],107頁)葛洪《西京雜記》卷 4記載:“閩越王獻高帝石蜜五斛,蜜燭二百枚?！癧42]《博物志·雜說下》記載:“諸遠方山郡幽僻處出蜜蠟,人往往以桶聚蜂,每年一取。遠方諸山蜜蠟處,以木為器,中開小孔,以蜜蠟涂器,內(nèi)外令遍。春月蜂將生育時,捕取三兩頭著器中,蜂飛去,尋將伴來,經(jīng)日漸益,遂持器歸。”([38],110頁)《世說新語·雅量第六》記載:“周仲智飲酒醉,……舉蠟燭火擲伯仁。”[43]北周庚信《燈賦》:”百枝同樹,四照連盤,香添燃蜜,氣雜燒蘭?！薄稏|京夢華錄》記載有宋朝元宵之夜皇宮里用蜜燭燈籠的情景。宋翁元龍《絳都春》(秋晚,海棠與黃菊盛開)記載:“記蜜燭夜闌,同醉深院。”[44]這都說明蜂蠟作為照明材料得到廣泛使用。

蟲白蠟是古人開發(fā)利用的蜂蠟之外的動物蠟,是由雄性白蠟蟲的幼蟲在生長過程中分泌而成的,是古代主要的制作蠟燭的原料,又稱為蟻蠟、白蠟、川蠟等。唐岑參《送張獻心充副使歸河西雜句》記:“玉瓶素蟻蠟酒香,金鞭白馬紫游韁”。南宋末年周密《癸辛雜識續(xù)集·白蠟》記載:“江浙之地,……每以芒種前,以黃草布作小囊,貯 (白蠟)蟲子十余枚,遍掛之樹間。至五月,則每一子出蟲數(shù)百,細若蟻蠓,遺白糞于枝梗間,此即白蠟,則不復(fù)見矣。至八月中,始剝而取之,用沸湯煎之,即成蠟矣 (其法與煎黃蠟同)。……其利甚博,與育蠶之利相上下。白蠟之價,常比黃蠟高數(shù)倍也?！盵45]蟲白蠟已是唐宋時期上好的照明材料。

蜂蠟、蠟燭也是歷朝土貢的重要貢品。如《新唐書·地理志》記載唐代的土貢包括有蠟、蠟燭等,其中“蠟”貢有京兆府京兆郡、慶州順化郡等 23郡,“蠟燭”貢有鳳翔府扶風(fēng)郡、丹州咸寧郡等 16郡。

酒因具有“水賦形,火賦性”的特性,是古代乃至近現(xiàn)代中醫(yī)灸療法的重要燃料之一。《漢書·食貨志》記載:“酒,百藥之長?！?[37],1183頁)清王士雄《隨息居飲食譜》:“燒酒 (一名汗酒),性烈火熱,遇火即燃?！盵46]灸療法是一種古老而有效的中醫(yī)治療方法,其原理是將熱能作用于皮膚,擴張毛細血管,活血化淤,疏通經(jīng)絡(luò)。酒火灸療法起始于何時還需要進一步的考證,但作為一種簡易而有效的傳統(tǒng)治療方法,已被我國各族人民廣泛使用,即使今天仍在土家、羌、苗、漢等民族中廣為使用。其用法是將藥酒或白酒倒在淺碗中,用火點燃,以手蘸取正在燃燒的酒,快速的在患病處搓、擦,借助酒與火的溫通作用來治療疾病。

2 生物質(zhì)能源利用的形式與領(lǐng)域

2.1 利用形式

2.1.1 直接燃燒

通過爐灶、燈具等將柴、草、動物糞便、生物油脂等直接燃燒獲取生產(chǎn)、生活需要的熱能和光能,用于炊事、取暖、手工業(yè)生產(chǎn)、軍事活動和照明等。這種形式因方便易行、適用于大多數(shù)生物質(zhì)能而被廣泛采用,成為古代生物質(zhì)能源最普遍和最重要的利用方式。甚至到 20世紀(jì) 80年代前后,仍是廣大農(nóng)村地區(qū)的主要利用形式。

2.1.2 轉(zhuǎn)換后利用

直接利用之外,古人通過一定的方法將生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)換后利用,以滿足不同的需求。主要有兩種形式,一是熱化學(xué)轉(zhuǎn)換法制取炭,即將木柴、竹子等高溫干餾獲得木炭、竹炭等高品質(zhì)的能源產(chǎn)品,是古代生物質(zhì)能源利用形式的創(chuàng)舉,也是古代不多的改變能源效能的利用形式。炭的燒制,為古代冶鑄業(yè)的不斷發(fā)展提供了高品質(zhì)的能源保障,從根本上解決了冶鑄業(yè)對高溫?zé)嵩吹男枨?為古代高度發(fā)達的冶金技術(shù)提供了有效的保障。二是微生物發(fā)酵技術(shù)釀造酒類,白酒因其具有“水賦形,火賦性”,“性烈火熱,遇火即燃”[46]的特性,主要用于酒火灸療,這是古代微生物發(fā)酵技術(shù)應(yīng)用于能源的唯一方法,反映了古人高超的技藝和智慧。

2.1.3 再加工,獲取易用的能源產(chǎn)品

古人通過將能源的再加工,將生物油脂、蜂蠟、蟲白蠟等制作成火炬、蠟燭等更方便實用的能源產(chǎn)品。古代蠟燭的制取,不僅獲得了新的用于照明的能源產(chǎn)品,而且對照明的形式也產(chǎn)生了重要的變革。蠟燭的制取,使得燈籠的發(fā)明成為可能,而燈籠的發(fā)明和使用,使人們獲得了優(yōu)于火炬的照明形式,且能夠較好的防御風(fēng)、雨等天氣因素的影響。燈籠的產(chǎn)生,在一定意義上促進了傳統(tǒng)燈節(jié)——元宵節(jié)的形成,而且,燈籠也成了我國傳統(tǒng)文化的重要元素之一,對古代社會經(jīng)濟、文化的發(fā)展起到了重要的促進作用。

2.2 利用領(lǐng)域

2.2.1 社會生活

炊事 炊事以“火為之紀(jì)”,將食物“炮生為熟”“以化腥臊”,這是人“有異于禽獸”的主要區(qū)別之一?！俄n非子·五蠹》記載:“有圣人作,鉆燧取火,以化腥臊,而民說 (悅)之,使王天下,號之曰燧人氏?！盵47]“燧人始鉆木取火,炮生為熟,令人無腹疾,有異于禽獸?！?[29],363頁)《呂氏春秋·孝行覽第二·本味》:“凡味之本,水最為始。五味三材,九沸九變,火為之紀(jì)。”[48]古人開門七件事,柴米油鹽醬醋茶,而柴為之首,可見作為炊事的燃料是不可一日或缺的。炊事的燃料以生物質(zhì)的薪柴、木炭、作物秸稈、糠秕、各種草類、干糞等為主,不同的燃料適合于烹飪不同的食物。清《調(diào)鼎集·火》記載了用于炊事的不同生物質(zhì)燃料的火有 9種之多,“桑柴火:煮物食之,主益人。又,煮老鴨及肉等,能令極爛。能解一切毒,穢柴不宜作食。稻穗火:烹煮飯食。安人神魂,到五臟六腑。麥穗火:煮飯食,主消渴、潤喉、利小便。松柴火:煮飯,壯筋骨。煮茶不宜。櫟柴火:煮豬肉食之,不動風(fēng),煮雞、鴨、鵝、魚腥等物,爛。茅柴火:炊煮飲食,主明目、解毒。蘆火、竹火:宜煎一切滋補藥。炭火:宜烹茶,味美而不濁。糠火:礱糠火煮飲食,支地灶,可架二鍋,南方人多用之。其費較柴火省半。惜春時糠內(nèi)入蟲,有傷物命?！盵49]而實際上,古人在日常炊事中利用的生物質(zhì)燃料要遠遠超過這 9種。

照明 照明是人類征服黑暗,進而能夠在夜間進行生產(chǎn)、生活等相關(guān)活動的有效途徑。古代照明多用篝火、炬、燈、燭、燈籠、燭籠等。對燃料的選擇,篝火多用柴草,燈、燭則使用生物油脂、蠟等,炬則由柴草和生物油脂制作而成。薪柴是早期人類重要的照明用能源,早期人類用篝火取暖、照明、驅(qū)趕禽獸,這種方式在古代乃至近現(xiàn)代被普遍使用,如《藝文類聚》引《汝南先賢傳》記載:“侯瑾甚孤貧,依宋人居,晝?yōu)槿藗蛸U,暮輒燃柴薪以讀書。”又引《晉中興書》記載:“范汪,家貧好學(xué),燃薪寫書,寫書既畢,誦讀亦竟?！盵50]火炬的制作和使用是伴隨早期人類活動范圍的不斷擴大,為了滿足夜間活動照明需要用生物質(zhì)油脂和柴草制作而成的,這種方式也同樣被沿用至今。以生物油脂和蠟為燃料的燈、燭的發(fā)明和使用,為人類的室內(nèi)照明提供了優(yōu)于篝火和火炬的照明方式。此外,因燈、燭而發(fā)明的燈籠和燭籠為古人的室外照明提供了優(yōu)于火炬,且能夠抵御風(fēng)雨的照明方式?！端螘の涞奂o(jì)下》:“床頭有土鄣,壁上掛葛燈籠、麻繩拂。”[51]《初學(xué)記·樂部上·舞第五》:“煙浮暉于緹幕,燭籠光于綺疏?！?[41],382頁)《新唐書·五行志》記載:“開元十五年,衡州災(zāi),延燒三百余家,州人見有物大如甕,赤如燭籠,所至火即發(fā)。”([1],885頁)戴孚《廣異記·商順》:“見一物,狀若燭籠,光照數(shù)丈。”[52]燈籠的出現(xiàn)和廣泛使用促進了我國傳統(tǒng)的元宵燈節(jié)的形成?！杜f唐書》記載,元宵放燈在唐中宗、睿宗時已非常盛行,至唐玄宗天寶年間定為“常式”,自天寶三載 (744年)十一月始,“每載依舊取正月十四日、十五日、十六日開坊市門燃燈,永以為常式?！?[12],218頁)“至宋乾德五年 (967年)正月,詔以朝廷無事,區(qū)宇安,令開封府更增十七、十八兩夕,五夜之俗因此也?！盵53]

取暖 古代常用的取暖方式,室內(nèi)皇室、貴族等多用熏籠,普通百姓多用火盆,北方寒冷地區(qū)多在室內(nèi)建造火炕,這些方式至今仍被廣泛使用。清代宮廷宮殿多設(shè)暖閣,口設(shè)在殿外,冬天燒火取暖之用,殿內(nèi)配以暖炕、薰籠等,達到很好的取暖效果。清乾隆帝《向火》詩記載:“人生貧富殊,畏寒情無二。暖閣下垂簾,獸炭爐中熾。豈無輕裘暖,向火時坐地。”火炕的使用至遲始于唐代,《舊唐書·高麗傳》載:“其俗貧窶者多,冬月皆作長坑,下燃煴火以取暖?！?[12],5320頁)暖閣和火炕的使用既保證了室內(nèi)的取暖效果,同時也保持了屋內(nèi)的環(huán)境衛(wèi)生,充分反映出古代勞動人民在能源利用方面的智慧。對于取暖燃料的選擇,皇家多使用木炭和硬木柴,御用的甚至對其紋路都有嚴(yán)格的要求,如《宋史·食貨志》記載:“御爐炭,須胡桃紋、鵓鳩色”([21],4556頁)。普通的百姓家則多用薪柴、作物秸稈、各種草類等。此外,古人也選擇合適的燃料來保持室溫以進行生產(chǎn),如《陳旉農(nóng)書·收蠶種之法篇第二》載用糠皮作為溫室的燃料,以培育桑苗,“次治明密之室,不可漏風(fēng),以糠火溫之,如春三月。然后置種其中,以無灰白紙藉之,斯出齊矣?！盵54]這一方法至今仍在使用。

祭祀 柴草也是古人祭祀的重要用品,皇家祭天有燔柴禮,以松柏為柴燔燒祭品進行祭祀。古人認(rèn)為松柏為“百木之長”、“香潔之木”,是皇家祭天的專用柴?！端问贰ざY志》記:“風(fēng)師、雨師請用柏柴升煙,以為歆神之始?！?[21],2517頁)相關(guān)內(nèi)容在文獻中多有記載,此不一一列舉。此外,蒿草也是古代祭祀用的重要香料之一?！稜栄拧め尣荨酚?“蕭,荻。即蒿。李巡云:荻,一名蕭。陸機云:今人所謂荻蒿者是也,或云牛尾蒿,似白蒿,白葉,莖粗,科生,多者數(shù)十莖,可作燭,有香氣,故祭奠以脂爇之為香?！盵55]《宋史·輿服志》:“太廟奉瓚盤、薦香燈、安奉神主、奉毛血盤、蕭蒿篚、肝膋豆宗室。”([21],3547頁)《通典·祔祭》:“禮生徹毛血之豆,降自東階以出,諸太祝取蕭蒿焚于爐炭?！盵56]至今每逢端午節(jié),人們還要在門上掛艾蒿以避邪。許多少數(shù)民族也多有燃蒿枝驅(qū)鬼除穢的風(fēng)俗。

刑法 生物質(zhì)燃料在古代也被用于刑法,懲罰罪犯?！杜f唐書·高麗傳》記載高麗對“謀反叛者”的懲罰之法是“集眾持火炬競燒灼之,燋爛備體,然后斬首,家悉籍沒。”([12],5320頁)張鷟《朝野僉載》卷 6記載懲治囚犯之法:“取大甕,以炭四面炙之,令囚人處之其中。”[57]這些刑法非常殘酷,反映出封建統(tǒng)治者的暴虐殘忍。

2.2.2 手工業(yè)生產(chǎn)

燃料是手工業(yè)生產(chǎn)的必需生產(chǎn)資料,古代主要的手工業(yè)部門冶鑄、煮鹽、陶瓷和磚瓦燒造、釀酒、制墨、織染等都需要燃料。

冶鑄、錘鍛 “金,木之妃也?！?[1],4268頁 )“鹽、冶之處,大校皆依山川,近鐵炭。”[58]在古代手工業(yè)生產(chǎn)中,金屬冶鑄對溫度的要求極高,因而對燃料的要求也很高,硬木柴、木炭、竹炭等方能滿足其生產(chǎn)需要。宋代以前金屬冶鑄所用燃料中生物質(zhì)燃料占絕大部分,宋及以后隨著煤炭的逐步普及,煤炭開始作為冶鑄業(yè)的燃料之一,并呈不斷增多之勢,但生物質(zhì)燃料仍然占有重要地位?！短旃ら_物·五金第八·鐵》記:“凡鐵一爐載土二千余斤,或用硬木柴,或用煤炭,或用木炭,南北各從利便。”([7],147頁)《天工開物·錘鍛第十·治鐵》記:“凡治鐵成器,……爐中熾鐵用炭,煤炭居十七,木炭居十三。凡山林無煤之處,鍛工先擇堅硬條木燒成火墨。其炎更烈于煤。”([7],175頁)

煮鹽 “辦鹽柴為本。”[59]煮鹽僅需把鹵水煮沸使鹽結(jié)晶即可,與金屬冶鑄業(yè)相比對溫度要求較低,一般的柴草均可滿足生產(chǎn)需要?！杜f唐書·文宗本紀(jì)》三月丁巳朔,度支奏:“京兆府奉先縣界鹵池側(cè)近百姓,取水柏柴燒灰煎鹽。”([12],528頁)《云間志·物產(chǎn)》記:“有資于生民日用者,煮水成鹽,殖蘆為薪。”[60]《宋史·食貨志》:“蓋以斥鹵彌望,可以供煎烹,蘆葦阜繁,可以備燔燎。”([21],4458頁)元代鹽業(yè)專書《熬波圖》中記載有薪柴的樵采和運輸分為“樵斫柴薪”、“束縛柴薪”、“砍斫柴玍”、“人車運柴”等環(huán)節(jié),其中《樵斫柴薪》記載:“春首柴苗方出,漸次長茂,雇人看守,不得人牛踐踏,謂之‘看青’。及過五月小暑梅雨后,方可樵斫。間有缺柴之家,未待四月柴方長尺許,已斫之矣。雇募人夫入蕩砍斫,人夫手將鐵鐄腳著木履,為蕩內(nèi)柴根刺足難于行立也。上則月分鹵醎毎鹽一引用柴百束,下則時月鹵淡用柴倍其數(shù)?！逶路Σ?則買大小麥桿柴接濟煎燒。黃茆、白葦?shù)?一望百余里。長鐄瑩如雪,動手即披靡?！盵59]可見薪柴的樵采和運輸是煮鹽不可或缺的工序之一。

陶埏 (陶瓷、磚瓦燒造) 古代陶瓷、磚瓦均是通過陶窯或磚瓦窯燒焙而成的,薪柴、秸稈、各種草類是其燒造的主要燃料?！冻鯇W(xué)記·人部中·貧第六·事對》記載:“魏郡王高,秦末饑亂,夫妻晝則傭耕,夜則伐草燒磚?！?[41],445頁)《續(xù)資治通鑒長編》卷九十記載:“三司請令南京等處和市窯草三十萬。”[61]《宋史·食貨志》記載宋太宗“調(diào)退材給窯務(wù)為薪?！?[21],4350頁)《天工開物·陶埏第七》載“凡埏泥造瓦,……坯既成,干燥之后,則堆積窯中燃薪舉火,或一晝夜或二晝夜,視窯中多少為熄火久暫?！薄胺矡u有柴薪窯,有煤炭窯?！裥礁G巔上偏側(cè)鑿三孔以出煙,火足止薪之候,泥固塞其孔,然后使水轉(zhuǎn)泑。”“凡陶家為缶屬,……大抵陶器一百三十費薪百斤?！?[7],194—195頁)

釀酒 古代的酒多是釀制而成,蒸餾是必需工序,因而,薪柴、炭類、各種草類是釀酒必需的生產(chǎn)資料?！毒蛹冶赜檬骂惾芳杭对烨āつ戏瑹品ā?“右件不拘酸甜淡薄,一切口味不正之酒,裝入分一甏,上斜放一空甏,二口相對。先于空甏邊穴一竅,安以竹管作嘴,下再安一空甏,其口盛住上竹嘴子,向二甏口邊。以白磁碗楪片,遮掩令密,或瓦片亦可,以紙筋搗石灰厚封四指。入新大缸內(nèi)坐定,以紙灰實滿,灰內(nèi)埋燒熟硬木炭火二三斤許下于甏邊,令甏內(nèi)酒沸,其汗騰上空甏中,就空甏中竹管內(nèi)卻溜下所盛空甏內(nèi)。其色甚白,與清水無異。酸者味辛,甜淡者味甘?？傻萌种缓镁?。此法臘煮等酒皆可燒?！?[6],242頁)《歐陽修集·內(nèi)殿崇班薛君墓志銘》記載:“曲沃縣酒稅,民素苦伐薪給官炊?！盵62]

其他 (織染、制墨、燒石灰、修路、開礦等) 生物質(zhì)燃料也是古代織染、制墨、修路、開礦、燒石灰等所必需的生產(chǎn)資料。《齊民要術(shù)·雜說第三十》記載:“河?xùn)|染御黃法:……柞柴、桑薪、蒿灰等物,皆得用之?！?[11],239—240頁)《宋會要·食貨》記載:“歲賦蒿數(shù)十萬圍以供窯務(wù)及染院所用?！盵63]《天工開物·丹青第十四·墨》記載:“凡墨燒煙凝質(zhì)而為之。取桐油、清油、豬油煙為者,居十之一。取松煙為者,居十之九?！?[7],239頁)《天工開物·燔石第十二·石灰》記載“凡石灰經(jīng)火焚煉為用?！芑一鹆?煤炭居十九,薪炭居十一?！?[7],208頁)修路、開礦古代多用燔火爆石,即用火加熱巖石,然后潑冷水或醋使巖石在熱脹冷縮的作用下破裂或變酥?！缎绿茣な池浿尽酚涊d:“陜郡太守李齊物鑿砥柱為門以通漕,開其山顛為路,燒石沃醯而鑿之。”([1],1367頁)明陸容《菽園雜記》記載:“大率坑匠采礦,如蟲蠹木,……舊取礦,將尖鐵及鐵錘竭力擊之,凡數(shù)十下,僅得一片。今不用錘尖,惟燒爆得礦?！盵64]

2.2.3 軍事

軍事領(lǐng)域使用生物質(zhì)能源主要用于火攻和烽火。火攻是古代具有特殊效用的軍事進攻方式,唐趙蕤《反經(jīng)·兵權(quán)·水火》記載:“水火者,兵之助也。”([65],717頁)《孫子·水火篇》記載:“火攻有五:一曰火人,二曰火積,三曰火輜,四曰火庫,五曰火隊。行火必有因,煙火必素具,發(fā)火有時,起火有日。時者,天之燥也。日者,月在箕、壁、翼、軫也。凡此四宿者,風(fēng)起之日也。”[66]歷代不乏火攻取勝的戰(zhàn)例,蘆葦、茅草等各種草類因易于燃燒且火勢大,多為兵家所使用?！斗唇?jīng)·兵權(quán)·水火》又記載:“水火之變,可以制勝,其來久矣?！G王燒楚積聚,項氏以擒?！S蓋火攻於赤壁,魏祖奔衄?！?[65],717頁)此外,《兵權(quán)·掩發(fā)》記載燕齊墨城之戰(zhàn),齊將田單“收牛得千頭,束葦於尾,燒其端,鑿城數(shù)十穴,夜縱牛出,以壯士五千人隨其后。牛尾熱而奔燕,燕軍大驚,所隨五千因銜枚擊之,燕軍大敗,殺其將騎劫,復(fù)齊七十余城?！?[65],771頁)因“脂能養(yǎng)火”特性,古人多將油脂與柴草混用,火攻就更具威力?！度龂尽の褐尽M寵傳》記:“孫權(quán)自將號十萬,至合肥新城。(滿)寵馳往赴,募壯士數(shù)十人,折松為炬,灌以麻油,從上風(fēng)放火,燒賊攻具?！?[67],725頁)《晉書·王浚傳》記:“又作火炬,長十余丈,大數(shù)十圍,灌以麻油,在船前,遇鎖,然炬燒之?！盵68]《三國志·吳書·周瑜傳》記:“乃取蒙沖斗艦數(shù)十艘,實以薪草,膏油灌其中?！衷渥唪?各系大船后,因引次俱前?！w放諸船,同時發(fā)火。時風(fēng)盛猛,悉延燒岸上營落。頃之。煙炎張?zhí)?人馬燒溺死者甚眾,軍遂敗退,還保南郡?！?[67],1262—1263頁)《宋史·本紀(jì)》:“以舟載茅,沃以膏脂,乘風(fēng)縱火焚之。艦皆涂泥,縛長木以拒火舟,火不能爇?！?[21],946頁)

烽火是遠距離傳遞戰(zhàn)爭信號行之有效的方式,約始于西周時期,之后為歷代所沿用,柴、草、動物干糞等都是古代烽燧的燃料?！赌印るs守第七十一》載:“烽火已舉,輒五鼓傳,又以火屬之,言寇所從來者少多,旦弇還?！盵69]唐代李賢為《后漢書·光武帝紀(jì)》所作注載:“邊方備警急,作高土臺,臺上作桔皋,桔皋頭有兜零,以薪置其中,命低之,有寇即燃之,舉之以相告,曰烽。又多積薪,寇至即燔之,望其煙,曰燧。晝則燔燧,夜乃舉烽。”([18],60頁)《漢書·西域傳》記烽燧的燃料儲備多是“積薪”、“蓄茭草”?！缎绿茣ず邶X常之傳》記載:“其暮,賊大至,常之潛使人伐木,列炬營中,若烽燧然?！?[1],4122頁)《舊唐書·黑齒常之傳》:“及日將暮,常之令伐木,營中燃火如烽燧,時東南忽有大風(fēng)起,賊疑有救兵相應(yīng),遂狼狽夜遁。”([12],3295頁)

2.2.4 醫(yī)療

生物質(zhì)能源在古代醫(yī)療方面最廣泛的用途就是作為煎熬藥物和灸療的燃料。明李時珍《本草綱目》第 6卷《火部》總結(jié)了古代用不同的生物質(zhì)燃料煎熬藥物和用于治療疾病的豐富知識和經(jīng)驗?！渡２窕稹?“桑木能利關(guān)節(jié),養(yǎng)津液。得火則拔引毒瓦斯,而祛逐風(fēng)寒,所以能去腐生新。”“主治:癰疽發(fā)背不起,瘀肉不腐,及陰瘡瘰癘流注,臁瘡頑瘡,然火吹滅,日灸二次,未潰拔毒止痛,已潰補接陽氣,去腐生肌。凡一切補藥諸膏,宜此火煎之。但不可點艾,傷肌?！?[9],202頁)《炭火》記載:“櫟炭火,宜鍛煉一切金石藥。桴炭火,宜烹煎焙炙百藥丸散?！薄鞍滋恐髦?誤吞金銀銅鐵在腹,燒紅,急為末,煎湯呷之;甚者,刮末三錢,井水調(diào)服,未效再服。又解水銀、輕粉毒。帶火炭納水底,能取水銀出也。上立炭帶之,辟邪惡鬼氣。除夜立之戶內(nèi),亦辟邪惡?！?[9],202頁)《蘆火、竹火》記載:“宜煎一切滋補藥?！?[9],202頁)《艾火》記載:“灸百病。若灸諸風(fēng)冷疾,入硫黃末少許,尤良?！薄胺簿陌鹫?宜用陽燧、火珠承日,取太陽真火。其次則鉆槐取火,為良。若急卒難備,即用真麻油燈,或蠟燭火,以艾莖燒點于炷,滋潤灸瘡,至愈不痛也。其戛金、擊石、鉆燧入木之火,皆不可用。”([9],203頁)《神針火》記載:“神針火者,五月五日取東引桃枝,削為木針,如雞子大,長五、六寸,干之。用時以綿紙三、五層襯于患處,將針蘸麻油點著,吹滅,乘熱針之。又有雷火神針法,用熟蘄艾末一兩,乳香、沒藥、穿山甲、硫黃、雄黃、草烏頭、川烏頭、桃樹皮末各一錢,麝香五分,為末,拌艾,以濃紙裁成條,鋪藥艾于內(nèi),緊卷如指大,長三、四寸,收貯瓶內(nèi),埋地中七七日,取出。用時,于燈上點著,吹滅,隔紙十層,乘熱針于患處,熱氣直入病處,其效更速。”([9],203頁)此外,對于不同燃料火的特性也有很好的總結(jié):“火用陳蘆、枯竹,取其不強,不損藥力也。桑柴火取其能助藥力,桴炭取其力慢,櫟炭取其力緊。溫養(yǎng)用糠及馬屎、牛屎者,取其緩而能使藥力勻遍也”。([9],202頁)

古代亦有生物油脂入藥的記載?！洱R民要術(shù)》卷 6列舉許多治療家畜的藥方,其中不少就是直接運用脂油或以脂油配藥的,如《治馬疥方》:“用雄黃頭發(fā)二物,以臘月豬脂煎之,令發(fā)消,以搏揩疥令赤,及熱涂之,即愈也”。([11],410頁)唐孫思邈《千金食治》中用來治療疾病的藥方中便有胡麻油、麋脂、白鵝脂、鶩 (鴨)脂、雁脂等等?！侗静菥V目》中也有許多運用各種脂油來治病的詳細記述。

3 結(jié) 語

我國古代先民開發(fā)利用了生物質(zhì)能、礦物能、自然能和畜力能四大類能源,而生物質(zhì)能源由于易于獲取和利用等特點,是先民最早著力開發(fā)利用的能源,在古代的能源結(jié)構(gòu)中一直占有主體地位。在長期的生產(chǎn)、生活實踐中,先民開發(fā)利用了豐富的生物質(zhì)能源,包括木本植物、草本植物、木炭、竹炭、生物油脂、動物糞便、蜂蠟、蟲白蠟、酒等,這些不同種類的生物質(zhì)能源構(gòu)成了較為完整的能源體系,形成了專門的能源基地,呈現(xiàn)出顯著的地域特征。在對能源的使用過程中,先民們積累了豐富的能源知識,能夠根據(jù)不同的用途合理地選擇能源進行使用,并通過多樣化的利用形式,基本滿足了古代社會生活、生產(chǎn)等方面對能源的需求,生物質(zhì)能源的產(chǎn)、供、銷逐漸形成了專門的階層和部門,為社會的發(fā)展和文明的延續(xù)提供了重要保障。在當(dāng)今世界能源緊缺和環(huán)境問題日趨嚴(yán)重的形勢下,研究古代生物質(zhì)能源的開發(fā)利用有著重要的現(xiàn)實意義。

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