2003/11/05
經濟部能源局
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▓文╱圖：林再生
燒炭用以炊煮、取暖，在強調知識經濟的今日，已是古早而不可及的記憶，然而台灣的自產煤炭對於這個島嶼的貢獻，卻是不容抹煞的事實。在已越來越少接觸煤炭的現代，對於「台灣炭」的生成與源頭，您有所瞭解嗎？請看本文的介紹。
現代社會人們所使用的東西，不是理所當然的生活用品，就是現代科技的先端製品，在資訊爆炸的時代，我們對於一些已經沿用已久的小東西，通常都不會、也沒有意願關心，況且一些生活必需品，如：水、電、石油、煤炭、瓦斯等，因有政府的輔導與管制，使用上價格低廉而供應安定，更讓現代人不用費心來暸解其出處或其生產過程如何了。是故今日提起「台灣三寶」：金、石炭、石油，更是有許多人連實物都未見到過。
筆者曾有一次在某學校鄉土教學時做煤礦活動的解說，一位家長提起「煤炭與木炭有什麼分別」的問題，為節省時間，乃長話短說告訴他：「木炭是以人工方式，將樹木材料放入炭窯內悶燒煉成；煤炭是在地下岩石層內，受到地壓與地熱作用，慢慢經過千萬年間才自然生成的礦物」，今日回想起，不知當時他對於這個簡短答案是否感到滿意。
女媧補天的燃料
遠古的人類偶然間發現了火的好處，並將之用於取暖、炊煮、照明，甚至用作武器。人類最先使用樹木枝葉等為燃料，後來，人們在燒剩木材殘餘中撿到已燒成的木炭，進一步設想出用窯悶燒木材而得到木炭，這也使人類進入銅器時代。在此之後，部份人們在住家附近發現到岩層內的石質木炭「煤」，而其發熱量更高、更能耐久，缺點只是殘渣較多、起火較木炭困難，且會有黑煙嗆人而已。煤炭在被發現與運用後，被視為是天公送給眾生的寶物，在大陸華北傳說中，還認為女媧娘娘補天便是使用煤炭燒煉七色石做為材料，更有指出其煉石之窯址等傳說。
就性質來分，木材在炭窯內斷絕空氣悶燒後，木材中的氧、氫等蒸發後，而留下了成為纖維質的碳分，這一過程即是依賴人工將物質予以依「碳化」而成。木炭可說是最早期的最好能源。
至於煤炭則是太古時代的森林，在原生地或經過漂流堆積在低窪地後，被大海淹沒及泥砂堆積而斷絕空氣，經過數千萬年間乃至數億年，被岩層的高壓力與地底高溫緩慢的腐蝕至無形，而剩下材質成為「腐蝕土」，繼續進行碳化作用，後成為煤層「礦物」。由其生成年代的長、短等而有煤質的差異，並依供應植物材量的多寡，使其層厚及分布範圍或有不同。
先氧化、後碳化
植物本來就以碳、氧、氫三元素為主要成分，其在「氧化作用」時，首先先由氧與氫結合成水，再由碳化合成，成為二氧化碳後，漸次滅少其質量；其次是碳與氫生成沼氣，最後殘留著剩下來的碳亦即是「煤炭」，色彩也逐漸變黑，同時繼續不斷的進行著自然的「碳化作用」。
煤層原生地應該是在水底下深處的地層中，而之所以會出現在高山、平原之中，甚至於有的露出在地面上、而有的在地下深處或海底下，乃是因為地球繼續不斷的造陸活動與地質構造的變化，此點以中國大陸煤層與台灣煤層的條件不同，就可見一斑。在很久以前，台灣島原是大陸東海底下的大陸棚，受到太平洋板塊與菲律賓板瑰的擠壓，由海底抬升而形成島嶼。
在屬於新第三紀層的地質之中，原本已夾有煤層，而在台灣島抬升過程中，再經繼續不斷的地質活動，使得部份煤炭露出於地面（煤層露頭），這也成為後來「炭坑人」尋寶的目標。煤層厚薄取決於生成地堆積樹材量的多寡，其品質則與年代久遠，亦即碳化作用的時間而有所不同。中國大陸屬於歐亞大陸古陸的一部份，其原生煤層都屬古生代石炭紀前後所生成者，而日本煤炭則有屬於古第三紀及新第三紀者，故有部份煤田近似台灣新第三紀炭層。
至於造炭的樹材又是什麼樹種呢？當然與原生地的地理環境及氣候條件有關，不過至少需有環境能生殖大量樹木，成為一大片原始林，方能成為煤炭的原料。依據日本對煤炭研究的資料，認為是柳、毛櫸、楓、楹、胡桃、櫸、柿等樹木林；台灣煤層之原生樹木，亦曾有資料提及發現到楓樹的化石之說，不過尚無更多這部份的資料可供參考。
時地人物激盪近代史
依照台灣的地質情況，煤炭的藏量並不算是豐沛，而分佈多半集中於新竹以北的地區，又以東北的基隆、平溪等地，藏量與產量為最盛，品質也較高，因此在這些地方形成煤鄉的風貌。百餘年前，台灣煤炭露頭為住民發現後，由於接近海邊，運輸容易，在18、19世紀時，航行在印度洋到北太平洋之間的蒸汽動力船隻，台灣是唯一的煤炭補給站，這也使台灣地位逐漸受到重視，而政經重心亦由鄭成功長期經營的台南地區，轉而向北發展。
其間，對岸中國大陸福建沿海也有煤炭生產，但由於遠居山區運輸不易，導致開採價值大幅降低，反觀台灣煤炭成為各國列強磨刀霍霍的目標，看來「台灣炭」對於台灣近代的命運，有著深遠的影響。（本文作者為煤炭文史工作室負責人）