薪柴
读过安徒生童话的人都不会忘记那个穿着单衣，划着火柴取暖的卖火柴的小女孩，那绝望中的小小火光给了她一丝丝的温暖，却无法拯救她悲惨的命运。
可怜的小女孩，那小小的火柴所发出的一点点热量，怎能助你度过寒冷的冬天呢？
不过，人类以燃烧木材取暖的方法，早在几十万年以前就有了。
在使用煤炭以前，木头一直是人类最好的燃料。因为那时候，地球上到处长着茂盛的森林，木头俯拾皆是。另外，只要木头干燥，它就很容易被点燃，而且能燃烧很长一段时间，发出的光和热也很可观。
你知道吗？原始人用来使木头着火的东西，其实还是木头。一开始，人们用带锯齿形的木棒摩擦木头起火；后来在木头上打个洞，把一根一端很尖的木棒在一个有沟的木板上用力来回划来取火；最后便是我们所熟悉的“钻木取火”方式，即用弓弦卷绕木锥，将木锥插入木板洞内，迅猛地旋转木锥取火。这种“钻木取火”的方式，是原始人用木头取火方式中最进步的一种。
草木作为人类的主要燃料，历史长达数十万年，一直延续到人类开化程度已十分高的17世纪。
从化学角度来看，木材主要是由一种叫“纤维素”的物质组成的。纤维素是一种有机物，其中主要是碳、氢、氧三种元素。木头能燃烧并发光、发热主要归功于纤维素。
当木头燃烧时，木头表层木料中的碳原子跟氢氧原子很容易和空气中的氧原子化合，火就烧得很旺，这个过程可以这样表示（C6H10O5纤维素）n+O2→nCO2+nH2O但是，空气很难进入木头中心。木头的中间部分不断受热，它的纤维素大分子被分解为小分子的气体，从木头中跑出去，这些气体中可燃的跑出去后就燃烧掉了。由于缺少空气，在木头的中间部分没有足够的氧原子，有些通过重重阻力来到木头中心的氧原子，也很快与氢原子结合起来，因为碳原子比氢原子更难于和氧原子结合。
由于以上原因，在木头的中间部分，就会组成一些主要由碳原子构成的集合物。如果这时木头外面的火焰熄灭，这种黑色物质就能保存下来。这种被保存下来的黑色物质就是木炭，木炭即是被碳化了的木头。
因为木炭主要由碳原子组成，当你把它投入火中时，碳原子终于有了和氧原子结合的机会，就欢快地燃烧起来，但碳原子燃烧时并不放出气体，所以人们在烧炭时看不到跳跃的火苗，只看到木炭一片片发红、发热，然后化成灰烬，但并不会“灰飞烟灭”。这种燃烧方式很受人们欢迎，至今还有人用木炭取暖。
最早的木炭是人们在无意中获得的，到后来，人们就开始有意识的用木头制木炭。好的木炭是以较粗的树木枝干放在窑中封闭烧制而成的，其断面有光泽，敲击起来还会发出金属声，被称为“钢炭”。
然而木炭对人类最大的贡献并不是取暖，而是用它来冶炼金属。由于碳及碳部分氧化所生成的一氧化碳既可作燃料同时又是很好的还原剂，所以它很早就被人们用来冶炼金属：冶铜、冶铅、冶铁……中国人在汉朝以前，就用木炭来冶炼金属。
木炭不仅仅是燃料。我国古代四大发明之一的火药，就是用硫磺、硝石和木炭制成的。
木头作为燃料，为人类服务了数十万年，但是到了18世纪，生产力发展程度越来越高，木头的需求量剧增，使得一些地方单靠树木的生长已供不应求。
能源不够了，怎么办？
煤
神秘的黑石头
马可·波罗在《东方见闻记》一书中有这样一段文字：“中国的燃料不是木头，也不是干草，却是一种黑石头……在中国，到处都有黑色的石头。
它们是从山上开采出来的，像矿石一样，它可以燃烧，燃起来火力比木头还要猛烈，能够连续烧一整夜，一直到第二天早晨。因此，居民就把黑石头当木头烧。它的价格比木头便宜，而且又能把树木保存了下来……”马可·波罗所说的可燃的“黑石头”，就是煤。其实，中国人开始用煤，大约是他见到之前1000多年前的事了。
在沈阳发掘的新石器末期的遗址中，曾出土过用“煤玉”（一种特殊的煤）雕琢成的圆环和造型生动的动物。这说明我们的祖先早在六七千年前就已发现了煤这种矿物。后来，在西安、宝鸡出土的西周墓葬里，在河南陕县的汉墓中，都发现过煤玉的雕刻制品，说明这一种矿物在各地均有发现，历代均有应用。实际上，现在我国北方的一些产煤区仍可见到这种煤雕工艺品，这几乎可称是我国传统工艺品中最为古老的一类了。
现在已知的最早用煤的文字记载是《汉书·地理志》：“豫章郡出石，可燃为薪。”豫章郡在现今江西南昌一带，那里至今还出产煤，在辽宁抚顺发掘出的汉代居住遗址中，也在煮饭的火坑内发现过烧过的煤炭。
在古代，煤的名称很多，有石炭、灰炱、石涅、乌金石、乌薪、墨金、樵石、燃石、墨脂石、矿炭等。“煤”字的本义是指烟尘凝在器具上的烟炱，制墨的烟炱也称煤，人们大约是看这种矿物漆黑，如同烟炱，所以才称它为“煤”吧。
煤比木炭的火力强而持久，可以得到更高的温度，炼出更好的铁来。煤的使用无疑会使铁的生产规模扩大，近代在山东平陵发掘汉初冶铁遗址时发现过煤炭，又在河南巩县铁生沟西汉末年的冶铁遗址中，发现了未烧完的煤炭和用煤粉、黏土制成的煤饼。后来，用煤冶铁的技术还从中原传到了西部边陲。北魏郦道元的《水经注》中说：“屈茨（今新疆库车）北二百里，有山，夜则火光，昼旦但烟。人取此山石炭，冶此山铁，恒充三十六国用。”
看来，当时采煤冶铁的规模还很大哩。在唐朝许多诗人的诗句中，不时可见到“石炭”字样，可见那时煤炭已是人们常见的东西了。到北宋时代，陕西、山西、河南、河北、山东等地，煤的开采和使用更为广泛，煤已取代柴草成为一些城镇居民的主要燃料。元代以后，煤炭简直是人人知道，已成为“很不值钱”的东西。
中国人不仅用煤最早，而且在技术上最早创造了竖井采煤的方法。明末著名学者宋应星在《天工开物》里就对古代采煤法作过详细的记载。
中国古代用煤史上的另一成就是焦炭的烧制。《天工开物》中曾提到过“铁炭”，有人考证即为焦炭。明末人的其他著作中更有明确提到焦炭的。
实物的考证，更可证明焦炭的问世，远在明朝以前。1961年，在广东新会发掘大约1270年前后的南宋末年炼铁遗址时，除找到炉渣、石灰石、铁矿石外，还找到了焦炭。就目前所知，这是世界上冶铁用焦炭的最早实例。
当中国人已在用煤的加工产品焦炭时，欧洲人尚不知煤为何物，英国宫廷大臣对煤的了解还不如中国的乡村妇孺。而今天，当欧洲人早已放弃传统的燃煤方式，进行煤的深加工和综合利用时，中国大部分地方和2000年前一样在烧煤。历史与现实的这种对比固然有点滑稽，但更发人深思。
煤的形成与发现
在俄罗斯苏尔古特的煤炭博物馆里，你会看到一些奇异的煤块。有的外貌就像一段粗大的树干，只不过外面好像被涂上了墨汁而已；有的被截开的煤块，依稀可见树木年轮似的圆圈；个别的煤块中间还夹杂着金黄色的琥珀。
这些煤块分明是在告诉我们：“我过去曾是树木，现在变成煤了。”
远古，在地球上低洼而潮湿的沼泽地带，生长着茂密的森林。高大的树木生长到一定年限就死了，或因衰老而枯死，或因雷电和风暴的袭击而倒下。
通常情况下，这些树木会在微生物的作用下，在空气中逐渐烂掉。但是，如果它倒在了水里或干脆陷到地底的淤泥里去了，那么由于接触不到大量空气，缺乏氧原子，就不会完全腐烂，而会慢慢地碳化。这种情况，同大木头燃烧时中间部分的情形差不多，也就是说，一种外观和性质都与木炭十分相似的黑色物质会慢慢形成。在森林里还生长着灌木和草丛，在沼泽里还会有芦苇、蒲草等，这些植物的化学组成和树木相似。它们死去后，也沉积到了沼泽的淤泥里，发生着同树木一样的碳化过程。
树木和其他植物在不断地死去、倒下。刚倒下的压在以前倒下的上面，使它们陷得更深。日久天长，一层层地大量堆积起来，以至渐渐将沼泽填满。
今天，人们有时可在一些洼地里挖掘出一些黑色的腐殖质物质，这种物质叫做泥炭。泥炭形成年代较短的只有数万年，有时用肉眼还可见到存在的藓类的蛛丝马迹。
泥炭中的碳原子比新鲜木材里的多，因为它里面的氢原子有一些已经被置换出去了。新鲜木材中有大约50％的碳，而泥炭中的碳可达60％左右。不过，泥炭燃烧时的热值太低，用途不大。
严格说来，泥炭还称不上是煤，只能说是植物变成煤的准备阶段。如果由于地壳运动，泥炭田被挤压到了下面，那么，在地层持以巨大压力和地下热量作用下，泥炭会继续发生变化。它变得越来越致密结实，原来所含的氧、氮及其他挥发性物质都慢慢地散去了，碳的分量逐渐增大。当含碳量增加到70％左右，泥炭终于变成为煤，这种煤叫褐煤。
由原始植物变为泥炭，由泥炭变为褐煤的过程少说也得进行几十万年。
褐煤是煤的初级阶段，它略带些褐色，易碎而无光泽，燃烧时有些难闻的气味，产生的烟也比较多。
埋藏在地下深处的褐煤，受高温高压的影响，还会继续进行变化——不断脱去水分和挥发性成分，进一步增加含碳量。到含量高达85％左右时，人们就称它为“烟煤”了。
最成熟的煤是含碳量高达95％以上的无烟煤。这种煤热值高，燃烧时放出炽红的光，几乎不产生烟，而且最后可以全烧光，几乎没有煤渣，像木炭一样只留下白色的灰烬。为此，人们也叫它为“白煤”。自然，它最受人们欢迎。无烟煤只在那些压力很大的少数地区形成，它在全世界煤炭储量中的比例也很小。绝大多数的煤是烟煤，在地球上估计储藏着总数约8万亿吨的烟煤。
当地球表面的地层发生变化时，地下的岩层也随着被挤压或被挤得断裂开来。一部分地面被挤压得隆起形成山脉；另一些地方却沉陷下去。与此同时，地表下的煤层也被挤得有高有低，有些煤层被埋藏到更深的地方；另一些却被挤得离地表更近。有些煤层已被挤得非常接近地表，一些煤块甚至都已露出地面了。这些煤便是最早被人们发现的。
煤对工业的贡献
根据史料记载，在欧洲，荷兰人是第一个用煤的。马可·波罗的《东方见闻记》在欧洲流传甚广，荷兰许多受过教育的人都读过这本书。英国大概是欧洲第二个开始用煤的国家，因为英国与荷兰隔海相望，它们之间有着大量的贸易往来。当英国人发觉荷兰人已找到中国人那种神奇的黑石头后，也慌忙开始在自己的海岛上寻找起来了。在英国找煤并不困难，因为实际上这是个煤的蕴藏量丰富的国家。很快地，采煤业快速发展起来。到1660年，英国的煤开采量达到200多万吨。这个数量占了当时全世界煤开采量的80％还多。
不久后，蒸汽机问世了，燃烧的煤把水变成蒸汽推动蒸汽机欢快地运转，奏响了工业革命的进行曲。英国之所以成为第一个实行工业革命的国家，与它那蕴藏丰富的煤是分不开的。美国和德国在19世纪末期也实现了工业化，原因之一也在于两国境内蕴藏着大量的煤。
从20世纪开始，俄国也开始了它的工业化进程。它的国土上也富含着煤。在俄罗斯，已探明的煤的总储量达5700亿吨。
遗憾的是，最早用煤的中国，此时煤的开采和应用却发展缓慢，成为影响工业化进程的原因之一。
煤的需求量增加了，开采技术也随之有很大改进。人类最初采煤时，都是先开采露在地面上的矿苗，然后一层层地往下挖，采出的煤用竹筐等容器往外搬运，或从斜井中拉出，或从竖井中用辘轳绞上去，劳动强度非常大。
大约到19世纪中期，英国的矿井内开始使用一种装有4个小轮的矿车拉煤，1868年，英日合办的日本高岛煤矿第一次在井下铺上铁轨，将矿车放在铁轨上面向前推，这使采掘工作间机械化迈出了一大步。现在，这些矿车已采用电动机车或绞车牵引了。最早，人们采煤是用铁镐、铁锹一点一点向下刨的。
到19世纪30年代，开始用“炮采”的方式来采煤，即先在煤壁上打出一些深孔，然后装上火药放炮，将煤块崩落下来。以后，又出现了机械化采煤的先进方法。后来，还出现了一种高压水采煤的方法，叫水力采煤。与之相匹配，人们还发明了“管道运输法”。
石油
泉水上燃起火焰
我国是世界上发现石油很早的国家。1800多年前的《汉书·地理志》说：
“高奴，有洧水，肥可燃。”高奴就在现在的延安附近，洧水是延河的一条支流。这里提到的可燃烧的液体就是石油。
比陕北石油发现稍晚，约在1700多年前，又在酒泉郡延寿县南山（今甘肃玉门东南）流出来的泉水中发现了石油，当地人称之为“石漆”。“石油”
这个名称，是我国北宋时著名的科学家沈括起的。
沈括还发现了可以用石油来制墨，并组织老百姓生产这种墨，结果大受欢迎。
在古代中国，石油除被用来点灯、制墨外，人们还用它作润滑油，用来涂在牛皮囊上防水，还有人用石油作锻炼时的淬火剂，李时珍在《本草纲目》中还指出了石油在医疗上可用于治疗疮癣等等。到南北朝以后，人们因为石油具有“遇水不灭”的性能而把它广泛用于军事方面。
中国古代最早发现和利用的石油，都是那些大自然中露出来的石油，如从含油岩裂缝中流出的等。这种石油的量很少，所以，当人们认识到石油的用途之后，就积极地开始勘探和开发。据考证，我国最迟在14世纪以前就开始钻井采油了。中国古代还有很高明的勘探和凿井技术。
石油在地球上的分布是非常广泛的，从北极附近的阿拉斯加和西伯利亚，往南经过波斯湾、墨西哥湾、中国海，跨过中间的赤道地带，直达非洲和南美的最南端，在世界五大洲的辽阔地域上都有分布。除古代中国外，在巴比伦、印度、埃及、希腊和罗马等文明古国的历史中，也有许多关于石油早期应用的记载。不过，虽然人类使用石油的历史悠久，但它在古代的种种用途，以现代人的眼光看来，都是微不足道的。今天，石油的威力和作用才真正显示出来，它已是人类须臾不可离开的朋友了。
突破重围
19世纪中叶，美国宾夕法尼亚州西北匹兹堡城北部约145公里处的小城梯尤菲尔，有一家“宾夕法尼亚石油公司。”这家“公司”仅有数十名雇员，他们从事的工作只是在梯尤菲尔附近收集渗出地表的石油。公司仅将石油用于医药，尽管渗出的石油极为有限，但供药用还是绰绰有余的。
