從日落而息到 24 小時運作──臺灣走入「自動化」時代的重要推手

蒸汽機的發明可以說是工業時代的一塊敲門磚,瓦特對於蒸汽機的改良,更是手執這塊敲門磚的重要人物。可以想像,就是在那個 Moment 之後,十八世紀以後的歐洲,似乎就朝向《明日世界》中的那個自動化世界邁進。

歐洲之外,隨著技術的傳播,逐漸走進工業化國家的地方越來越多。那臺灣呢?什麼時候開始使用「氣」?臺灣也走進自動化的世界了嗎?前人研究大多將日本時代臺灣電力的發展視為臺灣工業化發展的重要推手。只是我不禁好奇,這些「電」又是從哪裡來呢?

讓夜晚加班成為可能

1898 年初,位於臺北城小南門外的製藥所,每個夜晚總是燈火通明,日以繼夜地趕製「新藥」鴉片。而能讓製藥所也可晚上趕工的大功臣,就是兩千多盞的電燈,在劉銘傳點燈之外少有人見過電燈的那個時代,可以說是前所未有的情況。

位於臺北城小南門外的製藥所。 【圖片來源】臺灣總督府製藥所,《臺灣總督府製藥所事業第二年報》,忠愛社分工廠,1899。

在那個並沒有全臺統一供電的時代裡,製藥所只好自己產電供應給自己,點亮電燈:

「發電機械是本製造工場的蒸氣汽罐同時供應發電,位處於工場一隅的裝置,⋯⋯點亮了構內必要個所,以及警備必要的製藥所到總督府之間道路照明;其線路在本年五月甚至延伸到總督府正門前,⋯⋯又在六月的時候,剩餘的電氣力點亮總督官邸與民政長官官邸的白熱燈。」 
                                ~《臺灣總督府製藥所事業第三年報》 
製藥所的配置圖。(黃色標示為筆者加工) 【圖片來源】臺灣總督府製藥所,《臺灣總督府製藥所事業第二年報》,忠愛社分工廠,1899。

製藥所的蒸氣汽罐(ランカッシャー型),原本是製藥環節中一個提供熱源、協助溶解鴉片液、鴉片液維持液體狀態的機器,但是為了發電,汽罐產生的部分蒸氣動力轉而用以運作發電機。可以看出,「汽罐」宛若是製藥所的「重要心臟」,驅動了工場的發電機與各類環節運作。「氣」就這樣在日本時代的臺灣被運用了。

ランカッシャー型汽罐。 【圖片來源】(小)原田九郎、伊藤萬太郎,《機械工業大意》,採鉱冶金学講習会,1920; (大)何本市松,《諸機関名称. 第 2 編》,三宅書房,1913。

當然在日本時代臺灣,我們不僅能夠在製藥所看到「汽罐」,在初期引進的火車(汽罐車)、輪船(汽罐船)等,皆是使用「汽罐」,以「氣」為動力的機器。

鹽水港製糖會社專用的汽罐車(火車)。 【圖片來源】〈鹽水港製糖會社專用の汽罐車と貨車〉,《臺灣日日新報》1908.04.07。

汽罐因為不同運用的方式、發展過程,進而有不同形式被引進、發明與使用。但是什麼是汽罐?「汽罐」對於臺灣人來說,又有什麼意義呢?來看看幾個關於「汽罐的 Moments,認識它吧!

什麼是「汽罐」?

那麼,到底什麼是汽罐?從 1913 年一個嘉義製材工場的例子來看看。

嘉義製材所,區域內包含三層樓的「鐵筋混凝土」製材工場、吊原木的天車、存放原木的貯木場等。 【圖片來源】臺灣拓殖畫帖刊行會,《臺灣拓殖畫帖》,該會,1918。

1913 年,位於嘉義北門外一片廣大的空地上,一棟棟大型建築蓋了起來,其中有幾棟還用當時少見的鐵筋混凝土材料。這些鐵筋混凝土材料建築中,有一棟座落於鐵道邊,它是阿里山木頭的「製材工場」。靠著工場裡那座六米多高的九呎帶鋸機快速轉動,鋸子便高速運作,將一根根從阿里山下山、十數米長、數米寬的原木,切成一片片以公分為單位計厚薄的板材。究竟,是什麼驅動了這麼大的一臺機械呢?

位於工場內、高六米的九呎帶鋸機,是鋸木頭的第一道程序。 【圖片來源】臺灣拓殖畫帖刊行會,《臺灣拓殖畫帖》,該會,1918。
「製材的程序完全依靠電力,從搬運原木材到各成品朝向仕譯場自動滑走,途中經過的各類挽割、板屑運輸等,都是秩序整然、節約勞力的進行。」
                      ~遠藤文雄,《製材の功程竝步止リに関する實查》 
「原動機室有 156 坪,同樣屬於鐵筋混凝土結構,透過燃燒木屑加熱蒸氣推動發電機,產生 800 千瓦的電力供製材所使用」
                     ~〈嘉義製材工場〉,《臺灣日日新報》1912.10.09。 

各類記錄都指出,是電力驅動了所有機械,甚至達到自動化的境界。這些電力就來自於工場後面的那棟小發電廠「原動機室」,也有文獻稱它為「動力室」,可以說是整個嘉義製材所的心臟。

嘉義製材所的心臟「動力室」與其附屬大煙囪,左邊是工場,右邊是鋸屑室。 【圖片來源】劉明財先生收藏的老明信片。

動力室具有的設備在官方文獻中如此記載:生產 800 千瓦交流電的「Parsons 式高壓凝縮回旋機械(渦輪機)及同上直結交流發電機」、確保安全用的「アンダー、ライター式消火ボンブ」(保險式滅火幫浦)、搬運燃料鋸屑的「鋸屑運搬用機械」以及產生熱能蒸氣的「バブコツク(Babcock)式水管式汽罐」與「鐵製耐震煙突」。

嘉義製材所的心臟「動力室」現況。 【圖片來源】芬特斯攝影工作室拍攝。

看完這麼多「機械」,霧煞煞了嗎?

簡單來說,就是透過燃燒木屑讓汽罐裡的水變成水蒸氣,高壓送入渦輪機裡,推動了渦輪機裡的葉片帶動發電機轉動,因此產生 800 千瓦的交流電。

火力發電示意圖。(標示為筆者加工) 【圖片來源】建築書院編,《汽力發電所》(東京:建築書院,1920),第二圖。

這 800 千瓦的電力除了提供場內大大小小的電動機(馬達)驅動機械運轉外,更可以把剩下的電力點亮將近 150 盞的電燈。相較之下,同時期成立、供應嘉義電力最重要的「嘉義電燈會社」在1911 年成立之初,也只夠 2500 盞燈的供應(估算大約 150 千瓦左右電力),可見得這組發電設備在臺灣的領先之處。

延伸閱讀:《臺灣疑案事件簿VII:變電工人墜落致死事件》 

位處於產電系統前端的汽罐,宛若發電設備的「心臟」,這設備的選擇自然不能馬虎。這顆「バブコツク(Babcock)式水管式汽罐」是來自於英國 Babcock & Wilcox 公司,一間在十九世紀從美國紐約起家,專門生產鍋爐(boiler)的公司。

而上面一直提到的「汽罐」,其實也就是 boiler(鍋爐)。Babcock & Wilcox 公司在 1876 年研發出代表性的臥式 Babcock & Wilcox 水管式鍋爐,比起過往的鍋爐,新款鍋臚在能量轉換上更有效率,在競爭激烈的鍋爐市場中殺出一條血路,獲得各方認可。這也使得Babcock & Wilcox 公司在 1891 年將總公司移到當時世界重鎮英國倫敦,更將觸腳延伸至德國、日本等地開設銷售、維修與生產基地。

Babcock 水管式汽罐。 【圖片來源】Aultman & Taylor Machinery Co. Cahall water tube steam boilers- Cahall vertical and Cahall-Babcock & Wilcox manufactured. (Pittsburgh, Pa. – Cahall Sales Dept.,1897),46.

當時,日本為了將嘉義製材所打造成當時東亞最先進、東洋第一的製材基地,不僅各項製材設備與發電機多從產材大國美國引進,提供整個製材所運作動能「氣」的設備,則來自引領世界潮流的英國。可見得為了跟上世界先進國家的腳步,總督府絲毫不敢馬虎的態度。

一直要到 1931 年,製材所改採臺灣電力株式會社的電力,與 1934 年日月潭水庫的發電電力的加入,製材所的心臟「動力室」也就此慢慢失去它的功能。

汽罐好可怕!?

臺灣不僅在製材產業利用汽罐產生的蒸氣轉換成動能,各個工廠設施都可以看到大大小小的汽罐,汽罐可以說是帶動起臺灣工業發展的關鍵。早在 1905 年,《臺灣日日新報》就這樣分析:

 「ボイラー(boiler,汽罐)在一個國家、一個地方的數量有多少,關係到這地方的工業振興與否。」
             ~〈本島に於ける汽鑵の數〉,《臺灣日日新報》1905.08.17。 

而此時《臺灣日日新報》統計全臺不過只有 50 個汽罐,相當於日本一市街所有的數量,這些汽罐大致集中在製糖會社、精米所、鐵工場,大概每場 1 個汽罐,鐵道部則登記有 15 個汽罐。

【圖片來源】〈本島に於ける汽鑵の數〉,《臺灣日日新報》1905.08.17。

可以發現汽罐集中在需要電力、驅動重機械的工場裡,報導也似乎呈現了汽罐應該越多越好,汽罐越多,社會越能朝工業社會發展,也是進步的象徵。但是,汽罐真的好棒棒,都無需顧慮嗎?不,在日本時代臺灣,汽罐造成的意外總是讓人驚恐,因此要特別上心才行。

第一驚是「高」。

1936 年 6 月 18 日下午四點多,10 名臺灣製糖會社旗尾工場的員工,爬到十餘米高的汽罐上進行汽罐的修理工程,而此時汽罐則是置於鐵板上。一個重心不穩,汽罐便整個翻落,站在上面的十名人員也隨之墜落,1 人當場被汽罐壓死;3 人重傷,生命垂危;6 人幸運躲開,只有輕傷。

這十餘米高的汽罐被架在鐵板上,怎能不讓人提心吊膽!

第二驚是「燒」。

這樣需要持續燃燒的設備,只要一個不注意,星星之火可以燎原。

1919 年 5 月 15 日半夜 2 點左右,位於臺北古亭村製絲工場的大火,就不只是燎原這麼簡單。

當時雖然天空下著微微細雨,但搭配著東北風的助燃,火勢從工場乾燥室的汽罐開始,一發不可收拾,延燒到繭置室、繰絲場,甚至到燒過員工宿舍,向南燒到鄰近的養雞場。一直燒了一小時四十分鐘,才因為燒到無東西可燒,加上消防組士兵前來救火而漸漸止住火勢,但損失已經非常慘重。

燒毀的製絲工場。 【圖片來源】〈製絲工場燒く 損害約六萬圓汽罐室より出火〉,《臺灣日日新報》1919.05.16。

事後考察原因是,提供乾燥室熱氣的汽罐早在前一天運轉時已經出現怪聲,似乎運作不太正常,但未及時注意,造成起火延燒。所幸乾燥室起火時,鄰近的繭置室人員接到警報,趕緊搬出蠶繭,這才在猛烈的火勢中稍微救出辛苦的成果,沒讓工場主人的心血付之一炬。

警方仍在調查汽罐起火原因,不過警方也強調:

 「汽罐火力之強,非常危險,去年就已經因此發生兩三起火災。汽罐的使用不得不注意。」〈製絲工場燒く損害約六萬圓汽罐室より出火〉,《臺灣日日新報》1919.05.16。 

最後,是「爆」。

什麼!會「爆」!

沒錯,汽罐不只是產汽這麼簡單,高熱加上高壓的氣體把汽罐炸開的模樣,令人不禁直打哆嗦,實在想也不敢想。

1935 年 3 月 4 日,在基隆的三貂礦業就發生一起駭人的爆炸案。位於基隆雙溪竹寮坑的三貂礦業是由魏維源、魏清建、岡本秀一共同經營。就在 4 日早上 9 點,還在大夥陸續上工的時間,炭礦的汽罐與吊掛機用的汽罐突然無預警地大爆炸,炸得附近一帶的苦力寮、看量場工場等建築都不成形,幾乎夷為平地;負責汽罐的 45 歲火夫簡巽乾以及 47 歲的監督蕭松火,兩人不幸在這場爆炸中被炸飛,部分屍塊於 6 公尺外被找到,屍骨不全。

這場爆炸更引起總督府注意,特別派出總督府專屬松村技手到場調查,只是截至報導截稿,原因都未能輕易查清。

類似讓大夥人心惶惶的,還有發生在隔年 8 月,位於羅東的臺灣紙業工場汽罐也是突如其來的大爆炸。由於事發於下午兩點多,正是人員投入工作之際,隨著爆炸炸倒數座工場與倉庫,留下東倒西歪的殘骸,宛若一片廢墟,不知其數的員工被活埋在破瓦殘土中。

羅東、宜蘭兩地的救援隊立刻馳援,但直到下午 5 點過後,3 名日本職員屍體被挖出,數十名重傷者得到救護,仍有三具屍體未能尋獲,比對名單後,發現就是在汽罐所在工場工作的 3 名員工,生存機率微乎其微。

有道是「水能載舟,亦能覆舟」,用在汽罐上也是非常適合的寫照,水的力量不容小覷,小小一個汽罐,可以產生大大的動力,也可以是可怕的炸彈。

汽罐是環境殺手?

汽罐既然是燒水的設施,燃燒加熱的原料是什麼呢?

據說,嘉義製材所是使用工場用剩的木屑,其他沒辦法方便取得燃料的工場,則是燒「煤炭」,燒煤碳後加熱的高壓水蒸氣就產生了動力,可以運用於轉動發電機,一個個小型的火力發電廠就這樣座落在工場廠區裡。

那麼,燃燒煤炭所產生的煙該何去何從?倚靠一根根高聳入雲的大煙囪排出黑漆漆的廢煙,也造成居民擔憂起空氣品質。就像現在的臺中火力發電廠,被大家所詬病,但我們殊不知臺中火力發電廠已經準備許多維護空氣品質的措施。

事實上,一百多年前,就已存在改良空氣品質、減少黑煙的想法了。1905 年,日本製糖會社的鈴木藤三郎希望能更有效利用燃料,因而改良了汽罐,讓煤炭在汽罐裡燃燒之後,不會就此將燒滾滾的黑煙透過大煙囪直接散逸,因此他設計讓原本燃燒完、夾帶大量碳的黑煙,再次進入爐內燃燒,達到理想的「完全燃燒」,這麼一來,也能讓排出的黑煙減少,增加熱力的產量,降低煤炭的使用。只是這樣的改良效果如何,後來並沒有更多的訊息。

七年後,專賣局從德國「覔武科珠區會社」引進的汽罐就達到減少黑煙的目的了,不僅較省燃料,更達到「完全燃燒」,因此大煙囪不會排出黑煙。這樣的汽罐在三菱製紙工場可以看到,專賣局也跟上這股「先進」的風潮:

 「在市街中央,煤煙飛散,頗有非難之者,此新汽罐安置後,避免此患云。」
                  ~〈專賣局新汽鑵〉,《臺灣日日新報》1912.07.14。 
三菱製紙場的遠照。 【圖片來源】南部物產共進會協贊會,《南部臺灣 附錄共進會案內》,該會,1911。

發生在全臺通電之後

1919 年,為了進行日月潭工程的準備,臺灣電力株式會社在總督府的支持下創立,終於在 1934 年完成日月潭第一期工程後,開始第一發電所的發電與送電。臺灣電力株式會社在《臺灣電力の展望》中,如此分析自己:

「本社在明石總督時代建立起日月潭第一發電所的基礎,也企圖以此為振興臺灣的文化與產業、確立發展南支、南洋方面的基礎。」
                       ~臺灣電力株式會,《臺灣電力の展望》,1939。 

也同時,水力發電似乎成為了主流,因此如此稱呼:

「臺灣は水力電氣の寶庫」
                               ~宮川次郎,《臺灣電力讀本》,1940。
日月潭第一發電所。 【圖片來源】臺灣電力株式會社,《臺灣電力の展望》,該社,1939。

這樣看來,曾經的推手汽罐,難道已經沒有發展空間了?其實,社會上仍然有不少地方需要汽罐,投入研究的人並不在少數,像海野幸德。

海野幸德夫婦。 【圖片來源】中村茂夫,《在臺の信州人》,日本公論社臺灣支局,1925。

海野幸德從東京高等工業學校畢業後,就進入高田商會擔任技師,一路受到重用, 1918 年隨著高田商會拓展到臺灣,以臺北出張所所長的身份來到臺灣,逐步打開高田商會在臺灣經營機械銷售的名聲。

只是好景不長,1920 年代末到 1930 年代的經濟蕭條,重重打擊高田商會在臺灣的經營,因而撤出。海野幸德卻堅持留下來,繼承原本的商店,改名為「海野商店」繼續經營機械設備的銷售與裝設,那一年為臺灣總督府專賣局臺南支局購入與安裝的「真空式製鹽裝置」及「コルニッシュ型」汽罐(Cornish boiler)等設備,就是向海野商店購入的。

海野商店提供「コルニッシュ型」汽罐。 【圖片來源】「真空式製塩裝置一件,仝工事施行ニ付隨意契約締結(昭和五年十二月十九日附海也商會海野幸德)等件」,〈昭和五年會計永久保存第十五冊〉,《臺灣總督府專賣局檔案》,國史館臺灣文獻館典藏,典藏號:00100778001。

海野幸德也持續研究新型汽罐的可能性,終於歷經七個年頭,在 1940 年完成コートックス豎管式汽罐的研究,並且取得專賣的權利。海野幸德也自豪地說:

「本汽罐相較於同一容量的其他汽罐,價格、燃料都要節約 30 到 35%,產生蒸氣的時間也大為縮短,非常適合火力發電所、紡織工場、製糖工場或者需要熱能的化學工場使用,對於製造高壓水蒸氣能夠達到經濟且快速的目標,是國產品的代表作。」
 ~〈竪管式の水管汽罐 海野氏專賣特許權を獲得〉,《臺灣日日新報》1940.05.16。 

可以說,即便隨著日月潭發電所提供電力,讓全臺進入電力支配的時代,「汽罐」並沒有退流行,仍然是工場動力、發電需求的第一首選。

這些 Moments 下的汽罐,也讓我們看到一個逐步邁入工業臺灣的模樣。或許我們不必否認電力是臺灣工業化的重要推手,但我們也別忘了,在此之前汽罐所做的努力,他的存在也受到各方各界的認可。

這就是日本時代臺灣「氣」起來的那些 Moments。

參考資料

  1. 《臺灣日日新報》
  2. 《總督府專賣局檔案》
  3. 何本市松,《諸機関名称. 第2編》,三宅書房,1913。
  4. 原田九郎、伊藤萬太郎,《機械工業大意》,採鉱冶金学講習会,1920。
  5. 大園市藏,《科學と人物》,日本植民地批判社,1930。
  6. 中村茂夫,《在臺の信州人》,日本公論社臺灣支局,1925。
  7. 財團法人臺灣鑛業會,《臺灣鑛區一覽》,精秀社,1941。
  8. 臺灣總督府製藥所,《臺灣總督府製藥所事業第二年報》,忠愛社分工廠,1899。
  9. 臺灣總督府製藥所,《臺灣總督府製藥所事業第三年報》,臺灣日日新報社,1900。
  10. 臺灣實業界社,《臺灣電力讀本》,該社,1940。
  11. 臺灣電力株式會社,《臺灣電力の展望》,該社,1939。
  12. 南部物產共進會協贊會,《南部臺灣 附錄共進會案內》,該會,1911。
  13. Aultman & Taylor Machinery Co. Cahall water tube steam boilers- Cahall vertical and Cahall-Babcock & Wilcox manufactured. Pittsburgh, Pa. – Cahall Sales Dept.,1897.
  14. 林蘭芳,《工業化的推手─日治時期的電力事業》,政治大學歷史研究所博士論文,2003。
  15. 王麗夙,《日治時期臺灣電力設施之研究》,中原大學建築研究所碩士論文,2004。
  16. 陳冠妃主持、史多禮股份有限公司執行,《嘉義製材所調查研究及再利用計畫案調查研究報告》,阿里山林業鐵路及文化資產管理處委託調查,2019。

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