Trước đèn khí đốt, thành phố về đêm chìm trong ánh sáng yếu ớt của nến, dầu cá và đèn lồng tuần đêm. Bóng tối không chỉ gây bất tiện; nó giới hạn giờ mở cửa hàng, làm đường phố nguy hiểm và khiến nhà máy phải dừng theo mặt trời. Khi khí than được dẫn qua ống tới từng ngọn đèn công cộng, đô thị lần đầu có hệ thống ánh sáng dùng chung theo mạng lưới.

Nguồn gốc và bước ngoặt ra đời

Từ thế kỷ 17 và 18, người ta đã biết than đá khi bị nung trong điều kiện thiếu không khí sẽ sinh ra thứ khí bắt lửa. Nhưng biết khí cháy được là một chuyện; biến nó thành dịch vụ chiếu sáng là chuyện khác. Kỹ sư Scotland William Murdoch, làm việc cho Boulton & Watt, là người đưa khí than vào ứng dụng thực tế sớm nhất. Năm 1792, ông thắp sáng nhà mình ở Redruth, Cornwall bằng khí than. Đến cuối thập niên 1790, khí đốt được dùng ở xưởng đúc Soho; năm 1802, màn trình diễn ánh sáng ngoài mặt tiền xưởng khiến dân địa phương kinh ngạc.

Nếu Murdoch chứng minh tính khả thi trong nhà và nhà máy, Frederick Albert Winsor lại nhìn thấy mô hình đô thị: sản xuất khí tại một trạm trung tâm, dẫn qua ống ngầm và bán ánh sáng cho cả khu phố. Năm 1807, Winsor trình diễn chiếu sáng bằng khí đốt ở Pall Mall, London. Những ngọn đèn sáng hơn hẳn đèn dầu khiến công chúng hiểu ngay rằng đường phố có thể được thắp sáng như một hạ tầng, tương tự cấp nước.

Năm 1812, công ty London and Westminster Gas Light and Coke Company nhận điều lệ hoàng gia; nhà máy ở Westminster hoạt động năm 1813. Từ đó, khí đốt lan nhanh trong các đô thị Anh rồi sang châu Âu và Bắc Mỹ. Đêm đô thị bắt đầu được quản trị bằng ống dẫn, đồng hồ đo, hóa đơn và đội công nhân thắp đèn.

Nguyên lý và cách hoạt động

Hệ thống đèn khí đốt bắt đầu ở nhà máy khí. Than đá được cho vào nồi chưng kín gọi là retort và nung nóng mạnh mà không cho cháy hoàn toàn. Quá trình nhiệt phân tách than thành khí than, hắc ín, nước amoniac và than cốc. Khí than là hỗn hợp gồm chủ yếu hydro, methane và carbon monoxide, kèm nhiều tạp chất cần làm sạch trước khi đưa vào mạng ống.

Sau khi rời retort, khí đi qua bộ ngưng để tách hắc ín và chất lỏng, qua bộ lọc để giảm lưu huỳnh và cặn, rồi được trữ trong bể chứa khí có nắp nổi gọi là gasometer. Bể này vừa dự trữ, vừa giữ áp suất tương đối ổn định khi nhu cầu thay đổi trong đêm. Từ đó, khí theo ống chính tới từng tuyến phố, nhánh nhỏ vào chân cột đèn và lên tới đầu đốt.

Ở đầu cột, ngọn lửa khí cháy trong chụp kính. Các mẫu đầu tiên cho ánh sáng vàng, sáng hơn đèn dầu nhưng vẫn phụ thuộc vào hình dạng miệng đốt. Về sau, áo đèn khí chịu nhiệt được nung trắng bởi ngọn lửa giúp ánh sáng mạnh và ổn định hơn. Mỗi tối, đội lamplighter đi dọc phố mở van và châm lửa từng đèn; gần sáng, họ quay lại tắt.

Khí đốt sáng hơn nhưng không vô hại. Carbon monoxide trong khí than độc, rò rỉ có thể gây ngạt hoặc nổ, và nhà máy khí để lại hắc ín cùng đất ô nhiễm. Đèn khí vì thế là bước tiến lẫn bài học sớm: ánh sáng công cộng luôn đi kèm rủi ro phải quản lý.

Tác động và quá trình phát triển

Tác động rõ nhất là thời gian đô thị được kéo dài. Cửa hàng có thể mở muộn hơn, nhà hát và quán xá hoạt động vào buổi tối, công nhân đi lại sau ca làm dễ dàng hơn, cảnh sát và người dân nhìn thấy đường phố rõ hơn. Chiếu sáng công cộng cũng thay đổi cảm giác về an toàn: một tuyến phố có đèn đều đặn trở thành không gian công cộng thực sự sau hoàng hôn, thay vì vùng tối mà người thận trọng tránh đi qua.

Với công nghiệp, khí đốt cho phép nhà máy kéo dài ca làm việc và vận hành chính xác hơn trong mùa đông. Cùng lúc, một ngành công nghiệp mới hình thành quanh khí đốt: khai thác than, sản xuất ống gang, chế tạo đồng hồ khí, thu hồi hắc ín và amoniac cho hóa chất, phân bón và thuốc nhuộm. Nhà máy khí vì thế không chỉ bán ánh sáng; nó là mắt xích của kinh tế hóa chất sơ khai.

Tuy nhiên, đèn khí không giữ ngôi vương lâu. Đèn hồ quang điện gây ấn tượng mạnh cuối thế kỷ 19, còn bóng sợi đốt của Edison cùng hệ thống điện đô thị dần đưa ánh sáng sạch hơn vào nhà và phố. Di sản lớn nhất của đèn khí là ý tưởng hạ tầng năng lượng theo mạng: một nhà máy trung tâm phục vụ hàng nghìn điểm dùng.

Sự thật thú vị ít người biết

  • William Murdoch thắp sáng nhà riêng bằng khí than từ năm 1792, nhiều năm trước khi đèn đường khí đốt xuất hiện ở London.
  • Pall Mall năm 1807 thường được nhớ tới như màn trình diễn đèn đường khí đốt công cộng gây tiếng vang lớn; Winsor dùng chính sự kinh ngạc của đám đông để vận động cho mô hình công ty khí.
  • Nghề thắp đèn là phần không thể thiếu của hệ thống: mỗi buổi chiều và rạng sáng, từng ngọn đèn phải được mở, châm hoặc tắt thủ công ở nhiều thành phố.
  • Khí than không chỉ để thắp sáng; các sản phẩm phụ như hắc ín than đá về sau trở thành nguyên liệu quan trọng cho thuốc nhuộm tổng hợp và hóa chất công nghiệp.

Hiểu lầm thường gặp

Hiểu lầm: "Đèn khí đốt do một mình Frederick Winsor phát minh." Winsor là người quảng bá và tổ chức mô hình công ty rất giỏi, nhưng nền kỹ thuật trước đó thuộc về nhiều người, nổi bật là William Murdoch với ứng dụng khí than từ thập niên 1790 và các kỹ sư như Samuel Clegg trong việc hoàn thiện hệ thống cung cấp.

Hiểu lầm: "Có đèn khí là thành phố sáng như ban ngày." Ánh sáng khí mạnh hơn đèn dầu và nến, nhưng vẫn vàng, dao động và thua xa đèn điện hiện đại. Giá trị của nó nằm ở quy mô mạng lưới và độ tin cậy tương đối: lần đầu tiên, ánh sáng đường phố được cung cấp như một dịch vụ đô thị liên tục.

Nguồn tham khảo