17世纪英国能源革命探因
——兼与中国比较

毕竞悦

神华科学技术研究院，北京昌平102211

17世纪英国能源革命探因
——兼与中国比较

毕竞悦*

神华科学技术研究院，北京昌平102211

从1650年开始，煤炭逐渐成为英国能源消费结构中的第一大能源；到1700年，煤炭在英国能源消费结构中的占比已经接近一半。从以有机能源为主到以化石能源为主，英国经历了人类近代史上的一场能源革命。这场能源结构上的转变影响深远，触发了工业革命，改变了人们的生活方式，现代社会也在这个基础上得以运转。能源革命在英国的发生绝非偶然事件，而是城市化、产业升级和科技进步相互作用的结果，其中城市化是一个关键的结构转型。相比之下，中国虽然是一个资源大国，但是丰富的资源并没有带给中国原发现代化，究其原因，两国结构上的差异起了决定性作用。当前，中国亟需一场新的能源革命，促进整个经济结构转型，这需要城乡结构、产业结构作出重大调整，同时还需要科技创新。

能源革命；城市化；英国能源消费；中国能源消费；科技进步；产业升级

毕竞悦．17世纪英国能源革命探因——兼与中国比较[J]．西南石油大学学报：社会科学版，2015，17（4）：1-7．

BI Jingyue．Exploration on Reasons of Britain’s Energy Revolution in the 17th Century：A Comparison with China’s Energy Revolution[J]．Journal of Southwest Petroleum University：Social Sciences Edition，2015，17（4）：1-7．

引言

从1650年起，煤炭开始成为英国能源消费结构中的第一大能源；到1700年，煤炭在英国能源消费结构中的占比已经接近一半。煤炭作为化石能源，属于一种现代能源，区别于风能、水能、生物质能等传统能源（有机能源）。煤炭较传统能源的功效更高，能大大提高生产力，因而由使用传统能源到使用现代能源，这场能源结构上的转变影响深远，触发了工业革命，改变了人们的生活方式，现代社会也在这个基础上得以运转。这场变革率先在英国发生的原因值得探究。能源结构主要受能源禀赋、能源需求和能源成本的影响。本文将对这些影响能源结构的原因进行分析，以期发现引发17世纪英国能源革命的关键性因素。

1 能源禀赋

彭慕兰的《大分流》[1]认为，英国的现代化源于两个“偶然”事件：一是煤炭在英国的广泛分布和利用，二是英国大量的殖民地。彭慕兰所列的第一个原因并非是英国独一无二的。中国是当今世界上第三大煤炭资源国，历史上很早就开始使用煤炭。河南郑州古荥镇冶铁遗址的挖掘发现，当地从西汉中叶至东汉前期就开始以煤为动力冶铁。南北朝时，我国北方家庭已经广泛使用煤取暖、烧饭；唐朝时，我国南方也开始广泛使用煤；宋朝时，煤炭在京都汴梁已是家用燃料。但是这些并没有引发中国的能源革命，对于中国现代工业化进程的影响也有限。世界上其他的能源储量大国，比如俄罗斯、澳大利亚、中东国家等等，也都没有率先发生能源革命。然而李伯重认为，虽然中国的煤炭资源丰富，但是中国工商业发达的江南地区却煤炭资源稀少[2]478-479，但莱特的研究表明，中国江南地区并不缺少煤炭资源[3]，至少在当时的能源需求水平下，中国江南的煤炭资源并不稀缺，而地处江南的安徽省今天仍是中国的煤炭主产地。

中英之间在煤炭资源禀赋上的差别不是关键问题，甚至可以说，中国的煤炭资源比英国更丰富。虽然在17世纪的英国，如果没有一定的煤炭储量是不可能发生能源革命的，但是能源禀赋是一个必要非充分条件，能源禀赋状况并非影响现代能源革命的关键性因素。

2 能源需求

2.1 人口增长

能源需求无疑会倒逼能源结构转型，而在能源需求中，人口的大量增长是一个主要因素。但是对比英国和中国历史上的人口情况，却会发现人口增长也并非中英发展异途的原因。

由于逃避税赋、服役等原因，中国历史上的官方人口统计存在着较大的误差，目前修正后的研究基本认为，中国自宋代开始人口数量迈入“亿”的门槛，但是人口增长一直处于平稳状态，自清中期才超过2亿人[4]，中国历史上人口数量的变动见表1、图1所示[5]831-832。英国人口增长率在工业革命发生前也没有较大变动，见表2、图2所示。

表1 中国历史上人口数量的变动

图1 中国历史上的人口年均增长率

表2 英格兰和威尔士的人口年均增长值∗

从以上数据可以看出，人口增长并非英国能源革命的推动因素，相反，倒是能源革命与工业革命一起促进了人口的增长，从18世纪后期起，英国人口出现了较快增长的趋势。中国由于在同期没有发生能源革命和工业革命，人口增长不明显。可见，人口增长是结果，而非原因。

2.2 人口结构

人口增长情况未能说明英国能源革命的原因，并非可以完全否定人口因素对于能源结构的影响。在农业社会，一个人吃、穿、住、行所需的能源并不多。但是城市化后，需要建更多的房屋、更多的道路，更为重要的是工业化对能源需求的拉动巨大，这些都制造了大量的能源需求。在人口结构的演变上，恰好可以看出中英发展的差异。城市化率是指城市人口占总人口的比重，是反映城市发展程度、人口结构的重要指标。由葛剑雄主编的《中国人口史》的数据可知，中国在北宋时就出现了当时世界上最大的城市汴京，汴京最盛时有13.7万户、150万人左右[6]574。但实际上宋代的总体城市化率并不高，在10%左右，就全南宋地域而言，城市人口大约占总人口的12%[6]619（图3）。宋之后，中国的城市化率始终没有发展，反而不断下降。洪武二十六年（1393年），全国7 270万左右的人口中，大约有6 650万民籍人口，620万军卫人口（包括军人及其家属），大约有633万居住在城市中，占民籍人口总数的9.5%左右。由于都城北迁，明代之后的城市化水平很难超过明代初年[5]368-369。乾隆四十一年（1776年），中国城市人口总数为2 273.4万，占中国人口总数的7.3%。虽然城市人口大大增加，但是城市化率却较明代下降了。可见，中国历史上的城市化率没有明显增长，却出现了下降的趋势。相比而言，英国在能源革命发生前，城市化率处于持续增长中。从1520年开始，英国的城市人口比重一直在上升。1520年时，英格兰的城市化率仅为5.25%，到1800年，城市化率增长到27.75%，如图4所示。

图2 英国（英格兰和威尔士）历史上的人口年均增长率

图3 中国历史上的城市化率

图4 1520-1800年的英国人口结构

城市化的发展，意味着要用更少的农民养活更多的人。在传统能源模式下，农业不仅提供人们基本的衣食，还提供基本的能源——生物质能。在城市化发展的情况下，如果农业还要承担基本能源提供者的角色，土地和农业从业者必定不堪重负，尤其是英国本来就面临着耕地的劳动力相对短缺[7]149。这时候，城市化倒逼了能源结构转型。

从1650年起，煤炭在英国能源结构中的比重不断上升（表3）。对比图4，煤炭在能源结构中比重的增长因应英国城市化率的增长，从1700年起到1800年，城市化率每增长1个百分点，煤炭的消费比重就会平均增长2.8个百分点。

表3 1560-1850年的英国能源结构（英格兰和威尔士）∗单位：千万亿焦耳

从表4可以直观地看出，英国煤炭消费增长与城市化程度增长之间具有极强的一致性，城市化对于能源结构转型具有巨大的带动作用。相比之下，人口占比出现了下降的趋势，却满足了总人口增长情况下的农业需求。现代能源替代了农业作为基本能源提供者的角色，满足了城市化和工业化的需求，反过来又推动了城市化和工业化，对此可以称之为“现代能源红利”。

表4 1600年以来英国煤炭消费对城市化率的弹性

2.3 产业结构

不同的产业结构对于能源的需求影响不同，重工业要比轻工业和农业对能源的需求更多。15世纪以来，英国出现了重工业增长迅速的局面。金属工业中心伯明翰的人口在1675-1769年间就增加了4.5倍。以煤铁工业为主的矿冶业在16-18世纪英国重工业发展中居于中心地位。早在1551-1569年间，英国9个主要煤田的年产量已达21万吨。至1681-1690年间，这些煤田的年产量增加了13倍，达到298万吨。在工业革命开始的1750年（通说），又增加到473万吨[2]468。而煤炭的重要用途之一就是重工业，如制造业、造船业等。正是在这个基础上，英国远远把中国甩在后面，及至后来用坚船利炮敲开了中国的大门。相比之下，中国工商业发达的江南地区以轻工业为主，重工业发展缓慢。因此对于现代能源的需求有限，“现代能源红利”的作中国的煤炭工业发展缓慢，到了18世纪，中国的人均煤炭使用量已经远远落后于英国①对于中国当时的能源结构，缺乏准确的数字，此处的说法来自于多位此领域研究者的估计。参见：弗里斯.从北京回望曼彻斯特[M].苗婧，译.浙江大学出版社，2009：98-99.。

英国虽然在1600-1800年的200年间，农业用也有限。明清时期的江南几乎没有煤铁工业，因此也很难出现工业的规模经济。据研究，明代江南吴江等5县的五金匠总数不过878户[2]414。不仅如此，在明清几百年中，虽然轻工业在迅速发展，重工业在工业中所占的比重却在不断下降[2]464。

明清江南的能源使用量较低，从能源消耗量最大的工业部门来看，江南五金加工业所用能源，仅为木炭1万吨（明代后期）和4.5万吨（清代中期）。而17世纪末英国金属工业除了使用大量木炭之外，还要烧煤20万吨以上[2]474。

轻工业对旧有产业结构的冲击不大，可以类似于农业生产的作坊模式进行，有些轻工业（如纺织业等）本身就是农业的延伸。而重工业需要集中生产和规模经济，这意味着产业结构的重大转型。重工业的发展制造了巨大的能源需求，而能源转型又进一步促进了产业升级。

3 能源成本

能源成本包括内部成本和外部成本。就能源而言，其外部成本主要是对于生态环境的负外部性，这在今天引起了人们越来越多的关注，但是在早期现代阶段，虽然对于煤炭污染的批评很多，但是发展相比生态环境得到了更多的强调。而能源的内部成本则对于这种能源的推广普及具有至关重要的影响。在此，不可忽视科技进步对于提高能源利用效率、降低能源开发成本的影响。蒸汽机的发明在英国煤炭能源的开发推广中起到了关键作用。英国的煤田煤层厚，基本都在海平面以下，因而矿山积水严重。在这种情况下，要想把煤挖掘出来，需要先把积水抽干。为了解决这个问题，萨弗里制成了世界上第一台实用的蒸汽提水机，在1698年取得标名为“矿工之友”的英国专利。但是萨弗里的提水机的特点是靠真空的吸力汲水，汲水深度有限，最多不能超过6米，这还是很难面对英国的大量厚煤层。因为要想从几十米深的矿井汲水，必须将提水机装在矿井深处，用较高的蒸汽压力将水压到地面，这无疑是困难而又危险的。为此，英国工程师纽科门及其助手卡利于1712年首次制成可供实用的大气式蒸汽机，用以驱动独立的提水泵。这是第一个实用的蒸汽机，是瓦特蒸汽机的前身，为后来蒸汽机的发展和完善奠定了基础。这种蒸汽机先在英国，后来在欧洲大陆得到迅速推广，被广泛应用了60多年，在瓦特完善蒸汽机的发明后很长时间还在使用。最后不得不说的是詹姆斯·瓦特，瓦特制造出的蒸汽机被称为“万能的原动机”，在工业上得到广泛应用，开辟了人类利用能源的新时代。蒸汽机应用到矿山开采业，降低了人们的劳动强度，机器相比于人最大的优点是可以连续开采，这就大大提高了劳动生产率，降低了生产成本。在科技进步的作用下，到1800年左右，英国的煤和铁的产量比世界上其他地区产量的总和还要多。

相比之下，中国虽然很早就有了令人骄傲的“四大发明”，但是在应用技术方面却始终未有重大突破，这也被称为“李约瑟之谜”。

4 英国结构转型的深层原因

中西比较应该放在大历史的视野下，比较不同地区历史演变的关键因素。能源革命在英国的发生绝非偶然事件，是城市化、产业升级和科技进步相互作用的结果，其中城市化是一个关键的结构转型。城市的发展离不开农业劳动力的转移，而在农业劳动力转移方面，中英在历史上体现出了不同的“推力与拉力”。

根据赵冈的研究，古代中国的人均耕地面积远远小于英国。英国的庄园制度时期，农奴从领主手中得到的份地，普通是30英亩大小，多者能达到80英亩。在中国，以汉平帝元始二年的人口与耕地总数来说，每人平均只有1.6英亩，平均五口之家的农户只有8英亩耕地。中国自从有文字记载的历史以来，每户的平均耕地始终在30英亩以下，而且总的趋势是平均耕地愈来愈少[7]151。也就是说，在同样的耕地上，中国的劳动力远远多于英国。这意味着，中国应该比英国有着更多的劳动力富余，更容易向城市转移农业劳动力，但事实并非如此。Elvin认为，中国过多的人口形成了劳动密集型农业，从而抑制了城市及工商业的发展[8]。但是，土地的粮食亩产主要受制于地力和农业科技，而不是同一块土地上耕种的人越多、产出就越多，“人多地少”会激发人们寻找新的出路。一定还有其他原因阻碍了中国农业劳动力的转移，劳动密集型农业是“果”而非“因”。

中英城市体制的不同是一个重要原因。西方中世纪的城市是由封建社会分化出来的，独立于封建领主直接控制之外，成为独立的经济单元。因为城市功能的单纯性，只要经济不断发展，城市一般都很稳定，逐渐扩展，很少有强烈的兴衰起伏。前文所述英国城市化率不断增长就是一例。

西方中古城市自由市民的身份对于农业劳动力极具吸引力。比如1227年，英国国王亨利三世给克劳彻斯特城颁发了特许证，其中明文规定，农奴在城市住满一年零一天便成为自由人，可以受到城市法律的保护。因而西欧中古城市一开始主要由庄园中逃亡的农奴、手工业者作为主要居民，基本上是一个生产城市。

同时，长子继承制促进了阶级流动，使得富裕家庭的次子、幼子向城市工商业转移，成为优质商人，提高了商业质量。在政治制度上，范·赞登（Van Zanden）教授对欧洲各城邦的规模增长率与政权持续时间、之前的议会活动指数的关系做了大样本量化回归分析，发现议会活动指数越高的国家，其城市发展速度、货币汇率稳定性越高，这些国家在18、19世纪的经济增长越高，也是工业革命的主要倡导者[9]。英国是世界上议会制度的发源地，政治制度较为成熟，或许这也是英国首先发生结构转型、能源革命的一个重要原因。

而中国古代的城市是作为政治中心出现的，不是由工商业者组成的。在城市里，府衙是中心，工商业则是附属产物，基本上是消费城市。城市也常因政治与军事功能的变动而兴衰变化，不会有持续的城市化发展，中国自宋朝之后城市化率的下降印证了这一点。

相比西方的自由民身份，古代中国有着转移农业劳动力的另一条途径——科举。面对人多地少的约束，科举成了众多底层劳动人民改变命运的重要方式。比如，福建山多田少，生计艰难，走读书当官之路的人特别多。据载，建宁府（今建瓯县）“土狭人贫。读且耕者，十家而五六”[10]。由于读书风气兴盛，在宋代的科举考试中，福建人异军突起，到北宋后期，福建的秀才数量已居全国前列。南宋末宰相、诗人吴潜总结全国的科举考试情况时便认为：“士之精于时文者，闽为最······”宋代似乎存在着人均耕地越少，“家贫子读书”风气越盛的特点[6]640-641。这一趋势在后来历朝历代中也很明显。科举制度的存在以及与之相关的意识形态，抑制了工商业的发展，使得优秀人才不会流向工商业，同时科举制度对于教育制度的塑造也抑制了独立的科学研究的发展。

5 启示

能源革命推动了英国的工业革命和现代化进程，也开启了人类大规模使用化石能源的历史。然而，历史似乎有着一种微妙的轮回。由使用可再生的传统能源到使用不可再生的化石能源，标志着人类历史上的一大进步，而使用化石能源给人类带来了生态环境危机，今天全球正在准备一场杰里米·里夫金所谓的“第三次工业革命”[11]。“第三次工业革命”的含义是指，我们正处于第二次工业革命和石油世纪的最后阶段，人类将迅速过渡到一个全新的能源体制和工业模式，步入“后碳”时代，这个时代以绿色能源和能源互联网的普及使用为主要特征。简单说来就是要由主要使用化石能源回归使用可再生能源，但是要以一种现代化的、高效的方式使用可再生能源。

中国是一个资源大国，但是丰富的资源并没有带给中国原发现代化。直到改革开放，中国经济才释放了更多的活力，对能源的需求也剧增。中国煤炭的“黄金十年”是与中国过去10年高速的经济增长密切相关的，但是过去10年的发展模式也隐藏着巨大的问题，主要是产业结构和能源结构都属于能耗过高类型，中国的单位GDP能耗是世界平均水平的2.5倍，美国的3.3倍，日本的7倍。中国目前已成为世界第一大能源消费国，但是中国的人均能源消费依然较低。如果中国的人均能源消费达到发达国家水平，将面临着严重的能源约束和环境压力，因而中国亟需一场新的能源革命。但这不是简单地设定能源消费指标就能实现的，需要整个经济结构的转型，需要城乡结构、产业结构作出重大调整，当然还需要科技创新。

[1]彭慕兰.大分流[M].史建云，译.南京：江苏人民出版社，2004：31.

[2]李伯重.江南的早期工业化（1550-1850）[M].北京：社会科学文献出版社，2000.

[3]Wright.Coal Mining in China’s Economy and Society 1895-1937[M].Cambridge：Cambridge University Press，1984：249.

[4]葛剑雄.中国人口史[M].上海：复旦大学出版社，2000：149.

[5]曺树基.中国人口史·第4卷·明时期[M].上海：复旦大学出版社，2000.

[6]吴松弟.中国人口史·第3卷·辽宋金元时期[M].上海：复旦大学出版社，2000.

[7]赵冈，陈钟毅.中国土地制度史[M].北京：新星出版社，2006.

[8]Elvin.The Pattern of the Chinese Past[M].Stanford：Stanford University Press，1973：167-168.

[9]Jan Luiten van Zande.The Long Road to the Industrial Revolution：The European Economy in a Global Perspective,1000-1800[M].Boston：Brill Academic Pub,2009:6.

[10]胡寅.斐然集[G].长沙：岳麓书社，2009：21.

[11]杰里米·里夫金.第三次工业革命[M].张体伟，译.北京：中信出版社，2012：前言.

编辑：钟青

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Exploration on Reasons of Britain’s Energy Revolution in the 17th Century——A Comparison with China’s Energy Revolution

BI Jingyue*
Shenhua Science and Technology Research Institute，Changping，Beijing，102211，China

Since 1650，coal had taken the most important place in Britain’s energy consumption structure，accounting for nearly half of energy consumption by 1700.Britain had experienced an energy revolution in transforming from organic energy to fossil energy.This profound revolution triggered the industrial revolution and changed people’s way of life.The modern society began to operate.The energy revolution in Britain was the result of urbanization，industry upgrading and technology advancement.And urbanization was a key structural transformation.In China，however the rich resources did not generate the original modernazition，the key reason for which was the differences in structures between the two countries.China now urges a new energy revolution to promote the transformation of the entire economic structure.And that requires major adjustment of urban and rural structure and industrial structure as well as technology innovation.

energy revolution；urbanization；Britain’s energy consumption；China’s energy consumption；technology advancement；industry upgrading

10.11885/j.issn.1674-5094.2015.02.04.01

1674-5094（2015）04-0001-07

F416.2

A

2015-02-04

毕竞悦（1979-），女（汉族），辽宁锦州人，经济师、工程师，博士，研究方向：能源战略、能源政策。