Источники энергии и металлургия в мировой экономике

Источники энергии и металлургия

в мировой экономике

Водяные и ветряные мельницы - «первичные двигатели»,  весьма скромны по мощности: от 2 до 5 лошадиных сил на водяное колесо, иногда 5 и самое большее 10 лошадиных сил для крыльев ветряной мельницы. Но в экономике, плохо обеспеченной энергией, они представляли значительный прирост мощности и сыграли определенную роль в первом экономическом подъеме Европы. Водяная мельница, более древняя, имела намного большее значение, чем ветряная. Она  использовала воду и была более широко распространена в силу  большого числа рек и речек, водохранилищ, отводных каналов, водоводов, которые могли заставить вращаться колесо с лопастями или плицами. Первая водяная мельница была с горизонтальным колесом, своего рода простейшей турбиной.

Прошли века  - и в Европе от Атлантики до Московского государства уже не было деревни, которая не имела бы собственного мельника и водяного колеса, вращаемого потоком, а то и наливного. Применение водяного колеса сделалось многообразным; оно приводило в движение толчеи для руд, тяжелые качающиеся молоты, которыми ковали железо, огромные била сукновален, мехи металлургических печей, а также насосы, точила, дубильные мельницы и, наконец, последнее новшество мельницы бумажные. С необычайным расцветом горного дела в XV в. самые лучшие мельницы стали работать на рудниках: лебедки с реверсом для подъема бадей с рудой, мощные машины для вентиляции штолен или для откачки воды нориями (непрерывной цепью с черпаками) и даже всасывающими и нагнетательными насосами, установки для забивки свай, где рычаги давали возможность приводить в движение уже сложные механизмы, которые почти такими же сохранятся до XVIII в., даже позднее. Мельница была своего рода стандартной мерой энергетической оснащенности доиндустриальной Европы.

До XVIII в. дерево, первейший из доступных материалов, было важным источником энергии. Цивилизации эпохи, предшествовавшей XVIII в., были цивилизациями дерева и древесного угля, так же как цивилизации XIX в. станут цивилизациями каменного угля. Дерево, которое, сгорая, превращалось непосредственно в энергию для отопления домов, для «горячих» производств плавилен, пивоварен, сахарных, стекольных и черепичных заводов, для мастерских углежогов, да еще и для солеварен, которые часто пользовались нагревом.

Каменный уголь. Ни в Китае, ни в Европе каменный уголь не был чем-то неизвестным. В Китае его употребляли для отопления домов на протяжении 4 тыс. лет, для приготовления пищи в домах знати и мандаринов; использовали его также и «кузнецы, пекари, красильщики и им подобные». В Европе уголь добывали с Х1-Х11 вв. и для известковых печей, и для отопления домов, и для некоторых операций металлургического производства (не для всего их комплекса, кроме тех случаев, когда речь шла об антраците или о коксе, но карьера последнего началась поздно, в конце XVIII в.). Но задолго до этого времени каменный уголь занял то незначительное место в кузнечных горнах, в «резках», в волочильном производстве, изготовлявшем железную проволоку, - какое оставил ему уголь древесный. И каменный уголь перевозился на довольно большие расстояния.

Использование в печах каменного угля очень рано сделало возможным производство и применение чугуна. Очень рано пришли к мысли, что для использования каменного угля в железоделательном производстве следует очищать его, как очищали дерево, сжигая его в примитивных, покрытых землею печах, где его сгорание давало древесный уголь. Коксование стало известно в Англии с 1627 г., и на него даже была выдана привилегия. Первое выжигание каменного угля в Дербишире датируется 1642-1648 гг. Почти сразу же местные пивовары стали использовать кокс вместо соломы и обычного угля при сушке и разогревании солода. Но в металлургии торжество кокса наступило не сразу.

Начиная с Х1-Х11 вв. применение в Европе водяного колеса повлекло за собой решающие успехи-успехи очень медленные, но которые так или иначе будут достигнуты во всех крупных металлопроизводящих районах. Железоделательные заводы на берегах рек пришли на смену заводам, стоявшим в лесу. Вода приводила в движение огромные мехи, толчеи, измельчавшие руду, молоты, проковывавшие железо после разных его «подогревов». Этот прогресс сопровождал становление доменной печи в конце XIV в.

Но вплоть до новых изобретений конца XVIII в. старая металлургия чаще всего могла производить не сталь, а «сталистое железо». Однако, отделившись от доменного производства, кузнечный цех сдвинулся вниз по течению, ибо завод, сохраняя свою целостность, становился слишком крупным потребителем топлива и испытывал затруднения в снабжении им. Повсеместно распространилось и обыкновение погружать железо в жидкий чугун, дабы повысить содержание в нем углерода.

Делая выводы, возвратимся к Европе конца XVIII в., чтобы сформулировать два связанных друг с другом замечания: первое по поводу энергетических ресурсов, взятых в их совокупности: второе - относительно машинной техники, служившей Европе. Нам далеко до цифр современного энергетического баланса. И не в этом интерес таких несовершенных подсчетов (мы еще не считали ни ветряные мельницы, ни речные суда, ни древесный, ни даже каменный уголь). В самом деле, важно то, что тягловые животные и дрова бесспорно занимают два первых места (ветряные двигатели, менее многочисленные, чем водяные колеса, могли составлять лишь одну треть или одну четверть мощности покоренной воды). Если [техническое] решение мельницы не получило дальнейшего развития, то отчасти по причинам техническим (широкое использование дерева, а не железа), но, главное, потому, что на месте расположения мельниц невозможно было использовать большую мощность, а энергия в ту эпоху не передавалась на расстояние. Нехватка энергии была главным препятствием для экономик Старого порядка. Средняя водяная мельница представляла своего рода революцию: она обладала пятикратной производительностью ручной мельницы, приводимой в движение двумя людьми. Но первая же паровая мельница даст производительность впятеро большую, нежели у водяной.

 Тем не менее «по эту сторону» промышленной революции существовала подготовительная стадия. Упряжки, огонь горящего дерева, потом эти элементарные двигатели, использующие речной и воздушный потоки, наконец, увеличение числа paботающих людей - все эти элементы вызвали в период XVXVII вв. определенный подъем Европы, медленное накопление и возрастание сил, мощи, практического ума. Именно на это старое продвижение опирался все более и более ускоряющийся прогресс 30-40-х годов XVIII в. Таким образом, происходила еле заметная зачастую, а то и вовсе незаметная, промышленная «предреволюция», т. е. накопление открытий, технического прогресса, из которых одни бросались в глаза, другие же приходилось как бы открывать с лупой в руках. Это разнообразные зубчатые передачи, домкраты, коленчатые передачи, это «гениальная система шатун-кривошип», это маховик, придающий правильность всякому движению, прокатные станы, все более и более сложное машинное оборудование горных предприятий ... А сколько других инноваций: вязальный станок, лентоткацкий станок (называвшийся станком с поперечиной), химические процессы. «Именно во второй половине XVIII в. были сделаны первые попытки приспособить для промышленного использования токарные, сверлильные, расточные станки», орудия давно известные. В это время началась и автоматизация движений ткача и прядильщика, которая окажется решающей для «взлета» английской экономики.

Для того чтобы в полной мере использовать такие задумываемые или построенные машины, недоставало как раз избытка энергии, которую к тому же было бы легко мобилизовать, передавать на расстояние по своему желанию. Но орудия существовали и непрестанно совершенствовались. Очень показательно, как все европейские путешественники удивляются рудиментарным орудиям Китая и Индии, контрастирующим с качеством и тонкостью их продукции.

До XVIII и даже до XIX в. железо в Европе неспособно было, ни по масштабам его производства, ни по масштабам применения, заставить склониться в свою пользу материальную цивилизацию (и, естественно, это было еще более верно за пределами Европы). В целом железоделательное производство использовало те же основные процессы, что и сегодня, с доменными печами и механическими молотами; вся разница-в количестве. В то время как сегодняшняя домна «может за 24 часа поглотить три железнодорожных состава кокса и руды», в XVIII в. самая усовершенствованная из таких установок прежде всего работала с перерывами, а затем она, к примеру при очистной установке с двумя горнами, давала всего лишь 100-150 тонн железа в год. В наше время выпуск считается на тысячи тонн. Двести же лет назад говорили о «ста пезанах», т. е. современных квинталах по 50 кг. Такова разница в масштабах. Она разделяет две разные цивилизации. Как писал Морган в 1877 г.: «Когда железу удалось стать самым важным предметом производства, это было величайшим событием в развитии человечества».  Металлургия оставалась традиционной, архаической, слабо уравновешенной. Она находилась в зависимости от природы, от ее ресурсов-от руды, которая, к счастью, была в изобилии, от леса, которого никогда не хватало, от переменчивой силы водных потоков.

До XVIII и даже до XIX в. железо в Европе неспособно было, ни по масштабам его производства, ни по масштабам применения, заставить склониться в свою пользу материальную цивилизацию (и, естественно, это было еще более верно за пределами Европы). Мы рассматриваем эпоху, еще не знавшую выплавки стали, открытия пудлингования, всеобщего распространения выплавки чугуна на коксе, не ведавшую еще и длинного ряда прославленных имен и процессов.

Но не разрешен и далек от разрешения спор относительно драгоценных металлов, золота и серебра. Они стали объектом таких спекуляций, таких предприятий, каких не знало железо, этот своего рода «пролетарий». Именно ради серебра были проявлены чудеса изобретательности. Серебро служило стимулом прогресса в горном деле (штольни, водоотлив, вентиляция). Можно было бы даже утверждать, что медь играла тогда равную роль с железом, даже была более важна. Бронзовые орудия были «аристократами» среди артиллерийских орудий. В XVIII в. стала общепринятой обшивка медью корабельных корпусов. С XV в. двойной переплав меди с использованием свинца выделял серебро, примешанное к медной руде. Медь была третьим монетным металлом наряду с золотом и серебром. Ей благоприятствовала к тому же сравнительная легкость металлургической переработки. Способствовал распространению меди и ранний капитализм,  колоссальная спекуляция, объектом которой стала в тот же период японская медь. Даже в последующие столетия на амстердамской бирже можно было играть на медь, что называется с закрытыми глазами.