煤炭
概述
煤炭（石炭，coal）是数亿年前植物遗体埋藏于地层中，经过长期受热和受压而碳化形成的固体可燃沉积岩。主要成分是碳，自工业革命以来，作为人类使用时间最长、使用量最大的化石燃料，被用作发电、钢铁、水泥工业的核心原料。同时，燃烧时大量排放二氧化碳、细颗粒物和硫氧化物，被指为气候变化和大气污染的主要原因。
主要内容
形成过程与储量
煤炭是由数百万至数亿年前堆积在沼泽地带的植物残骸被水和土壤覆盖、氧气供应被阻断的状态下，经过泥炭（peat）阶段并接受碳化作用而形成的。随着碳化进行，水分和挥发分减少，碳含量升高。世界储量估计约为1万亿吨，并集中于美国、俄罗斯、澳大利亚、中国、印度等特定国家。韩国江原道太白、旌善、三陟和忠南保宁、舒川一带曾分布有无烟煤，但因经济性恶化，大部分已废矿。
种类与等级
根据碳化程度，分为泥炭、褐煤、次烟煤、烟煤、无烟煤。
- 褐煤：水分多、发热量低，主要用作发电用煤。
- 烟煤（软煤）：使用最广泛，分为钢铁用原料煤（炼焦煤）和发电用燃料煤。
- 无烟煤：碳含量高达90%以上，烟少，但难以点燃。韩国的家庭用煤球是其代表性例子。
开采方式
露天开采是靠近地表的大规模挖掘矿体的方式，生产率高且成本低。井工开采是向地下开凿巷道、采出煤层的办法，伴随瓦斯爆炸、地面沉降、粉尘等安全问题。最近，自动化、远程控制设备和智能采矿技术正在被引入。
工业用途
煤炭被用作火力发电燃料、钢铁厂高炉的焦炭原料、水泥煅烧燃料、化学工业的基础原料（合成气、甲醇）。尤其在钢铁工业中，焦炭对于还原铁矿石不可或缺，因此难以在短期内替代。
环境与社会影响
煤炭燃烧是二氧化碳排放的最大单一来源，并同时排放硫氧化物、氮氧化物、细颗粒物、汞等。开采过程中会产生矿山废水、废石堆、地面沉降、矿工尘肺病（煤矿病）等问题。因此，脱硫、脱硝设备和除尘器等污染防治设施已被强制要求。
最新动向
截至2024—2025年，世界煤炭需求由中国和印度拉动，维持历史最高水平，但长期来看，主流展望认为将越过峰值并进入缓慢下降阶段。欧盟和美国通过扩大可再生能源和强化碳定价，正在迅速降低煤炭发电比重；英国于2024年关闭最后一座燃煤电厂，成为G7中首个完全终止煤炭发电的国家。相反，印度尼西亚、印度、中国等因能源安全和电力需求激增，仍在继续建设新的燃煤电厂。韩国也在推进2030年代煤炭发电分阶段削减以及向LNG、可再生能源转型，废矿地区转向数据中心、氢能、旅游等替代产业的案例正在增加。在技术层面，二氧化碳捕集与封存（CCS）和氨混烧等煤炭发电低碳化尝试正在进行，但经济性争议很大。另一方面，由于AI数据中心电力需求激增，一些国家出现煤炭发电运行暂时增加的反弹现象。
相关主题
- [[化石燃料]]
- [[气候变化]]
- [[可再生能源]]
- [[火力发电]]
- [[钢铁产业]]
- [[脱碳转型]]