马可･波罗来到中国时，为这种富庶所震惊。（图片来源：公有领域）
宋代之后，中原人口（特别是城市人口）出现大幅增加。200多年间，中国人口从3000万翻了两番，首次突破1亿。
宋朝的城市化水平已经达到相当高的程度，江南地区约有21％的人口居住在城市。当时世界人口超百万的6个城市中，除君士坦丁堡外，其余5个（汴京、临安、长安、洛阳和南京）都在中国，而汴京更是世界第一大城市。
与此同时，宋代出现了从农业到近代工业的产业转型。作为世界大国，大宋帝国的金融、陶瓷、冶金、纺织和制造等行业拥有全球领先的水平。与生活需求相比，工业生产需要的燃料要大得多。
这时，一种新的燃料出现了，它就是煤炭，这种不可再生但储量巨大的燃料不久拯救了中国，并使大宋帝国成为人类历史上第一个进入近代的文明国家。可以说，这场从可再生能源到不可再生能源的飞跃完全是一场革命。
煤炭的拯救
对文明悠久的中国来说，煤炭并不是什么新事物。最迟在汉代，煤炭就已经被用来做燃料，甚至用于冶铁。在现代发掘的郑州古荥冶铁遗址中，就发现煤渣和煤饼，在巩县铁生沟的汉代冶铁遗址中还发现了原煤块。煤在中国古代被称为“石墨”、“石炭”等。“石炭”后来被写成“碳”。在很多地方方言中，至今仍然将煤说成“碳”；日本也称煤为“碳”。
汉代之所以有大量的煤炭使用，与其人口膨胀和工业能源需求有很大关系。汉帝国之后，在长达千年的时间中，中国人口一直没有恢复到公元前后的水平，植物燃料的再生速度足以满足社会需求，所以煤炭就没有得到重视，慢慢被人们忘却。
直到宋代爆发巨大的燃料危机，这种古老的燃料才得以再次被重视，而且就其使用程度来说，已经远远超过汉代的水平，煤炭不仅是对木柴木炭等传统燃料的补充，而是一定程度上的取代，因此，这是一场前所未有的燃料革命和能源革命，将中国带入到一个全新的近代化的能源时代。
现代人都知道，中国具有丰富而广泛的煤炭资源，特别是华北地区。当华北的森林消失之后，煤炭便成为华北地区得以发展重要支柱。鹤壁原属宋代相州，现代考古工作者在这里曾经发掘了一个大型宋代煤矿，矿井口直径2.5米，井深46米，巷道长达500多米，井下还有完整的排水系统。就其开采规模而言，丝毫不逊色于今天的中型煤矿。
山西是现代中国最著名的煤炭大省，在宋帝国时属河东路。“河东铁、炭最盛”，远在1000年前就依靠煤炭维生。早在宋仁宗时期，晋、泽、石三州就利用当地的煤铁资源铸造铁钱；熙宁八年（1075年），神宗皇帝在一次诏书中令“河东铸钱七十万缗外，增铸小钱三十万缗”。
现代发现的宋代耀州瓷窑遗址中都有不少煤块。很许多中国名瓷一样，耀瓷的发展与煤炭有着密切的关系。同时耀州也以冶铁出名。在四川，人们用煤炭来煮盐。在川北发现的古代“禁采煤炭碑”写道：“自宋季开始挖煤以来，迄今五百余载。”
最早的工业革命
根据古文献记载，宋辽金夏时期的煤炭开采已经遍及全国，包括北京的西山地区，江西的今高安、萍乡、丰城、玉山，陕西的韩城、铜川、旬邑，辽宁抚顺，河北的曲阳、观台，河南的鹤壁、鲁山、宝丰、渑池、新安、怀州，安徽的安庆、淮北，山西的太原、洪赵等。这些地区至今仍是中国的主要产煤地区。
北宋的生铁产地主要是邢州、磁州和相州，这里还有很多制造兵器的都作院，其中相州都作院一次就能造箭33万枝。邢州每年生铁产量达到1716413斤，最高达2173201斤，这种堪称奇迹的生产量完全得益于当地丰富的煤炭资源。
《天工开物》中记载中国冶炼铁的燃料中70％为煤炭，30％为木炭。北京钢铁学院曾对出土的宋代生铁实物经过化验分析，得出结论认为，宋代生铁普遍含硫较高，一般较汉代高四至五倍，个别则有含硫高达1％。除个别的可能是用特殊的高硫矿而外，多数则可能是用煤冶炼。
相比木柴和木炭，煤炭的能量密度更高（煤的燃烧效能是木炭的3倍），也便于运输，因此煤炭很快就成为汴京这样的大城市的主要燃料，“汴都数百万家，尽仰石炭，无一家然（燃）薪者”。作为煤炭最大的消费地，汴京三个官办炭场都位于城市西侧，紧邻大通门运河，这些煤炭大多产自西边的怀州（今沁阳），经由黄河运抵汴京。
随着煤炭源源不断的广泛使用，中国经历了人类历史上前所未有的能源革命，这使中国的生活水平和工业水平达到当时世界的最高程度。马可･波罗来到中国时，为这种富庶所震惊，有一种说法是“一位欧洲君主的生活水平还比不上汴京一个看守城门的士兵”。
中国的生铁年产量达到12.5万吨，而英国1720年的铁产量只有2万吨。在火器制造方面，帝国军器监雇工达40000多人，江陵府每月就可生产1000到2000只铁火炮。大宋帝国的军事工业体系非常庞大而完备，仅四川的弓弩院就可供应地方武库“弓弩多至数十万，箭数百万枝”；“工署南北作坊及弓弩院每年造铁甲三万二千，弓一千六百五十万，各州造弓弩六百二十万”。这些大规模生产要比欧洲工业革命早得多。
正如日本历史学家宫崎市定在《中国的铁》一文中所指出：“从唐末到宋初，中国发生了可以称为燃料革命的一大事件，燃烧煤炭取得高热，并利用煤炭炼铁，使铁已有大量生产的可能。这就在世界史上出现了远东的优越地位。”
煤炭作为一种现代能源，为大宋帝国的发展提供了巨大的源动力。除过作为民用燃料之外，更为广泛的应用在冶铁业、兵器制造业、铁货币铸造业、陶瓷业以及造船业等，大大促进了产业革命，或者说，这是人类第一次工业革命。
欧洲工业革命同样起源于煤炭引发的能源革命，但却要比中国的这场工业革命晚整整五六百年。在欧洲还处于黑暗中世纪的10世纪，宋帝国时代的中国就已经建立了近代文明国家。
宋帝国继承了汉唐以来的制度，有一个近代化的文官政府，而且强调“不杀士大夫”的言论自由，从而使中国成为当时世界最繁荣的国家。正是在这种文明背景下，才出现了改变世界的指南针、火药、印刷术的三大发明。
与中国相比，欧洲对煤炭的发现和应用要晚得多，直到1830年，整个巴黎所需要的将近50万立方米燃料中，煤炭仅占1/4，而数百年前的汴京早已将煤炭作为主要燃料。英国历史学家约翰･霍布森在《西方文明的东方起源》中写道：“工业大师是中国，而不是英国。中国‘工业奇迹’的发生有1500多年历史，并在宋朝大变革时期达到了顶峰——这比英国进入工业化阶段早了约600年。……正是宋朝中国许多技术和思想上的重大成就的传播，才极大地促进了西方的兴起。”
