英国能源服务变迁研究

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英国能源服务变迁研究

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英国能源服务变迁研究

第一章英国供热服务变迁

自文明以来,供热对于人类生产生活就发挥关键作用,无论是食物制备,还是室内温度维持,或工业生产中物质的提炼、加工,必要的热量不可或缺。总的而言,供热提供三方面的关键应用:烹任,供暖,工业用热;供热质量与数量直接反映人的生存质量,甚至文明程度。就英国而言,供热这一关键能源服务,自中世纪晚期以来进入较快变化周期,尤其至近代以来,供热模式开始向化石能源转型,英国最终成为第一个完成化石能源转型的国家。

本章关注中世纪晚期以来英国家庭与工业供热模式的演化,人口经济变化产生的供热需求,在既有资源禀赋条件下,如何推动供热这一能源利用由以土地为支撑的薪柴模式向摆脱土地限制的化石燃料模式转型。其中不同燃料的供热数量、质量与成本的变动在这一转型中,发挥着关键作用,进而导致英国经济社会生活的深刻变化。

第一节家庭供热服务变迁

家内供热是供热系统的两大重要部门之一,与英国生命活紧密关联,属于衣、食、住、燃四大生存基本需求之一,是其生活质量的关键指标。家内供热包括:烹饪,即制取食物,作为人维生所必需,牵涉到英国的烹饪习惯、燃料供给;取暖,则是维持体温的必要手段,对于英国气候而言,更是生活中的重要方面;两者作为能源服务的主要对象,其质量、成本及消费受制于各个时期的技术水平、经济成长周期、资源供应与环境承载力,反过来对之施加有可见影响。

一、中世纪烹妊及取暖供热

中世纪英国社会经济发展水平相对低下,烹饪、取暖占据着当时社会生活的主导位置,直接关系着其生存与发展,也是理解英国供热服务变迁的重要起点与方面。

饮食需求通常会决定烹任形态,中世纪英国多数人口饮食主要由粮食组成,包括面包、燕麦饼、稀粥,其中面包多用大麦和燕麦做成,很少有小麦制成食品;此外民众能享受到各式白肉;,即奶酷、黄油、鸡蛋,及少量腌猪肉,过时过节也会各类肉食,所饮者不过淡啤酒。为制备上述饮食,需有锅碗瓢盆之类的简易烹煮工具,一般家庭都有能力负担,少数殷实家庭则拥有烤肉支架,个别富裕家庭自建有面包烤房、酿酒坊;但多数情况下,普通家庭将自家面团、酒水带到公共灶台,进行集体烹任。

从能源角度来看,通过烹饪食物变得可口、易消化,这样就增强人体摄取食物卡路里值、营养值的能力,进而提高食物供热效率。长期以来,英国的烹任方法简易原始,因此其供热效率也极其低下。概括而言,英国烹饪方法主要有两种:烹煮和烘烤,其中锅煮是最基本烹饪方式,方法是在一根木杆之上悬挂大锅于开火之上,通过调整锅的悬挂高度来控制热量大小,水、谷物或蔬菜在锅中进行混煮。这种方法烹煮过程漫长,锅本身在炙烤下也容易变得灼热,不利于厨师操作且易资伤,因此其服务质量、效率极不理想。烘烤同样原始简易,通常是将平滑规整的石块放入明火中加热,面包、饼、鱼或者猪蹄需提前置于石块上。铁日益普及后,铁板、铁架台、锅盆取代石头成为炊具。一般来说,烘烤都是在公共烤房集体进行,烹任技术也相对要求较高。

第二节工业供热服务变迁

以上考察英国家庭供热服务变迁,集中于供热模式转型。事实上,工业供热也经历类似模式转型,同样是在薪柴能源体系无法有效保障供热数量与成本的压力下,通过开发新型工业供热模式,完成有机能源向化石能源的转型。不过,工业虽然先于家庭供热启动转型,却后于其完成转型,反映出供热质量对于转型成功与否的巨大制约作用。同时,英国特殊的能源价格结构,决定英国工业供热煤炭转型不仅是自然的问题,而且更是社会经济发展特定阶段的必然产物。本节就集中探讨工业供热服务转型背后的社会经济因素。

一、中世纪工业扩展及能源短缺

中世纪英国己经有多数工业活动需要供热以维持生产,包括玻璃制造、烧砖、酿酒业、织物漂染、冶金、烧石灰等类似生产过程,需要投入大量热能,而其燃料也基本来自于薪柴在农本经济社会中,其生产规模限制供热需求在有限范围中,因此燃料基本能满足维持生产。然而到中世纪晚期,由于人口经济增长,工业供热需求因之上升,能源短缺问题也日益显著。

12、13世纪英国经历所谓第一次工业革命;,这一时期工业规模虽不是很大,但开始进入快速增长周期,农产品、工业制成品(如纺织品与工具)需求大幅上升,进而刺激工农业生产投资,其中能源服务是一项重要要素投入。这种情况下,人口与工业增长导致林地锐减,如亨利三世(12161272)一直都在关注英国毁林现象的发展,1232年他被告知韦敏寺建造项目无法在温莎或考波利森林找到足够木材,1252年他发现迪恩森林的铁炉木柴消耗价值要高于产出价值,因此他下令禁止使用木柴,1258年则千脆下令禁止木柴出售。此后到14世纪初,爱德华一世也明令禁止木材出口,直到1357年才予以取消,反映出期间严重的木柴短缺问题。

第二章英国动力服务变迁

动力对人类生存发展至关重要,整个经济社会具备基本动力才得以运转。中世纪以来英国工农业发展与动力投入增长紧密关联,而动力作为生产要素具有不可替代性,因此有必要对其历史变迁予以探讨。动力生产牵涉到能源转化的问题,中世纪时农业动力以畜力、人力等生物能源为主,工业动力则以水力、风力等传统能源为主;工业化时期则出现化石燃料动力,以蒸汽动力为主;两者之间转化使得动力服务数量与质量都得到提升,适应现代经济增长需要,推动英国经济向前发展,据此本章侧重考察数个世纪英国动力供需结构的变动。

第一节中世纪至近代的动力服务

一、中世纪人畜动力供需变动

中世纪英国动力消费主要集中于农业粮食生产与少数工业活动中,需求量不是很大但呈现上升趋势,特别是到中世纪晚期,欧洲封建经济体系趋于瓦解,商品生产及交易扩大,而英国人口增长导致粮食生产扩大;中世纪英国呢绒制造及出口贸易发达,这样谷物生产与呢域漂洗就产生大量动力需求。

英国动力生产技术及其产出相对落后有限,主要通过人畜肌肉动力予以转化,动力输出能力虽有所提高,但幅度有限。中世纪时农耕动力占英国动力供需绝大部分,需要对之进行相关考察。中世纪前,罗马人为英国带入古梨,但其不适于英国點土,因而许多土地不得已搭荒或烧荒;中世纪早期英格兰农业开始应用重舉,之后又配备犁轮,耕牛也普遍用于牵引重舉,动力输出效率得以大幅提升,耕牛便成为动力服务主要来源。由于存在末日审判书详细调查数据,因此得以确切的获知,诺曼征服前,英格兰已经大规模应用牲畜动力,几乎每两人就拥有一头牲畜,其中耕牛动力由于特别适应农业生产需要,在农业动力中占据绝对支配地位,约占牲畜动力总量70%,而马匹约占占耕畜总数22%,如此就构成了庞大动力容量,即以牲畜平均工作时长为300天、日时长为6计算,这时英国已经拥有巨大的畜力动力输出总量,有力地支撑着工农生产发展。

由于动力生产具有转化性质,本质而言其是燃料转化的结果,而人畜作为转化媒介,其效率极端低下并且改进空间有限,因此很大程度而言燃料即食物决定其成本。食物是人畜生存与肌肉活动所需基本能源,其动力输出与食物消耗量呈正比关系。任何肌肉活动,需要同时满足基本生理与体力劳动两者的能源需求,而其动力燃料即为每日卡路里摄入,这样,一方面牲畜动力用于农业生产,而另一方面农业所产粮食又用于动力消费,两者之间长期以来存在紧张;而中世纪以来农业生产能力虽有改进,但粮食消费也因之上升。这种紧张的长期性表现为,19世纪前温饱一直都是英国人所亟待解决的重大经济社会问题,中世纪农民能源产量不超过其食物摄入量,整体属于维生经济,也因此动力成本居高不下。

第二节工业革命时期的动力

传统上认为工业革命是由纺织技术的连环革命引发的,英国率先向现代工业社会迈进,而其突出的就是工业生产能力突飞猛进,而这又由持续增长的工业动力支撑。恰恰在此点上,英国前述在中世纪至近代水力、风力在工业应用中的发展奠定了的基础,使其能够接续之前的发展态势,一方面动力服务通过开发技术使得已存动力日益能够配合生产,另一方面由于生产扩大对于动力容量与输出提出挑战,由此彻底摆脱传统动力的束缚,进而完成动力结构根本转型,实现革命。

一、水动力的成长及其优势

人口经济增长对于动力服务需求持续增长,英国的供应能力也在持续幵发。特别是随着工业的发展,乡村地区原工业化对于动力要求突出,因此进一步向着乡村转移,水力不仅在广度上大规模幵发,而且在深度上由于技术领域的不断变革,事实上起到衔接蒸汽动力的作用。长期而言,水力磨坊技术变革不多,但是到中世纪晚期随着水车应用领域日益扩大,用于漂洗、抽水、碾压矿物和原材料、锯木、机器运转等工业活动,在工业应用的过程中技术革新也相应发生,推动水力转化效率的提高,进一步牢固确立其优势地位。而事实上,即使蒸汽诞生之后的很长一段时间,普遍认为水力属于优势动力,而蒸汽则是下下之选。这与水力本身的优势及其在这一期间进一步发展密不可分。

原工业化期间,水车技术得以不断改进,投资也日益增长。18世纪下竿叶,磨坊能源利用效率有大幅提高,其中金属结构、水流知识、管理水平提高推动水车动力技术改进,这些很大程度上得益于整体知识水平的提高,同时也受益于其他能源服务的促进。动力转化效率虽然对磨坊动力成本具有长期影响,但短期而言技术进步对于成本影响较小。因为从整体上说,18世纪磨坊的规模效益并不突出,规模越大并不意味着成本越低,而正好相反,如在中威尔士,容量为35千瓦水车动力价格为6千瓦水车的2倍;采用金属材料也会提高水车成本,而木质比合成或铁制水车廉价。除水车成本外,水权使用、土地成本及引水管道、水车坊修建等必要支出,也是水动力成本的重要构成部分。此外也需考虑运营成本,包括用水收费、雇工成本、润滑、常规维护成本,这些也构成一部分成本。因此从投入成本而言,单位水车动力要远高于畜力,但低于人力(按工资水平而言),但是正如艾伦强调的18世纪的英国工资水平使其热衷投资技术开发,所以技术进步势不可挡。而更重要的是,水车动力具有另一方面的成本优势,即其一旦安装运转,则其动力成本迅速降低,因此吸引工业集中于乡村水力丰沛之地,导致新兴工业区的崛起。而且就趋势而言,技术进步推动磨坊动力成本持续下降,如廉价铁的应用使得水车日益朝着坚固耐用、大型高效发展,造成修造、维护成本下降,这样到1780年水车动力成本仅为1750年的1/3,使得磨坊动力具有较强的生命力,有力支撑18世纪工业动力。

第三章英国照明服务变迁............59

第一节蜡烛照明...........59

一、18世纪前的蜡烛照明.......60

二、18世纪至19世纪中叶照明税及照明技术改进..........62

第四章英国能源服务变迁的整体趋势及相关决定因素..........73

第一节能源服务整体变迁趋势............73

一、能源服务成本的长期趋势.........73

二、能源服务消费的长期趋势.........75

第四章英国能源服务变迁的整体趋势及相关决定因素

第一节能源服务整体变迁趋势

上面简述并分析了英国三大能源服务变迁历史,具体论述各自变迁中的技术、市场变化,各自具有不同的演化路径,但也存在一些共性的东西,这些可以归纳为英国能源服务的整体变迁趋势,所以以下就一些最为基本的趋势,其中最为重要的两点就是能源服务成本及其消费,进行相关论述。这里需要强调的是,这些趋势必定是概而言之的,长时段中不可避免地经历某一时期的波动,难以具体而论,但是却可以得出一个总体面貌,进而分析这些趋势背后的推动因素。

一、能源服务成本的长期趋势

就一般趋势而言,英国自中世纪以来能源转型最主要的变化是能源载体由有机能源向化石能源转型。如里格利所论证的,化石能源保证了近代以来英国经济社会的持续增长,而成长为一个以化石燃料为基础的现代社会也意味着能源供应量足够充足;并且如我们前文所言,正是由于英国长期以来市场、技术、成本优势使其在世界历史上较早形成煤炭市场,因此得以广泛、充足地供应能源服务。这样,充足的能源与日益完善的供应体系使得英国能源价格呈现下降趋势,进而相应影响能源服务成本。

在此转型下,英国能源服务变迁呈现出一种相互替代的过程,研究者认为其中价格刺激发挥着关键作用,同时也认识到其也是一个漫长、复杂、多元进程,呈现参差不齐的格局,而且各类服务、各个部门的转型过程及阶段不尽一致,存在这样那样的时间差,这都可以从以上几章的叙述当中清晰地看出。其中最重要的一个问题是,能源与能源服务价格并非一致,而这正是一般让人陷入误区的地方。已有研究显示在某些时段虽然能源价格上升,但是能源服务价格由于技术转化效率提高,单位能源产出的服务远超先前份额此时能源价格虽居高不下,其消费却有增无减,传统解释因此无法进行合理说明;但这恰恰是由于混滑能源、能源服务所致。

结语

英国能源转型也是能源服务技术与市场缓慢发展的历程,它包含三大类型、两大部门,涉及能源禀赋、能源技术及能源市场的互动发展,决定着能源服务数量、质量及成本的演化;而贯穿本文的一个观点,能源服务由于其直接参与生产生活,不仅是人口、经济增长必需的要素投入,而且是生产生活质量的重要指标,反映一个社会的能源汲取能力,决定着消费者的能源消费行为,是能源转型的重要推动因素。英国能源服务有着与众不同性(这在后来可能就变为先进性,比如马匹较早成为主要农业动力、水动力发展成熟稳重、伦敦煤炭供热消费形成中的偶然事件及集体发明、高工资低价能源价格结构所导致的机器发明,等等都具有显著的英国性;而英国围绕化石燃料所构建的一套能源服务体系一旦成熟稳重,便成为效仿对象,迅速传播开来,又具有普遍性,各国经济社会日益朝着化石能源密集化的方向变迁,人均能源消费快速增长。英国能源转型也成为人类社会的經典遗产。

今天能源问题具有全球性,能源消费所引发的资源枯竭、环境污染、气候变迁,其严峻程度己经迫使全球社会担心人类整体的可持续发展,正是基于此种考虑,各国纷纷提出低碳能源转型口号与方案,这是与之前转型完全不同的现象。化石能源转型在英国是不自觉完成的,新能源转型却是现阶段人类有意识规划、主导的,意味着需要参考已有经验指导未来转型,但是能源转型是一个复杂历程,无论其性质、内容、周期、动力机制等都仍是一个未知数,这就更加凸显英国转型的现实意义,它可以为我们了解转型的复杂性提供参考线索。其中关键一点就是重视开发能源服务市场,重视价格刺激引导消费行为的作用。

参考文献(略)

标签:历史变迁

标题:英国能源服务变迁研究

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