亿万年前的地球,气候温暖湿润,到处生长着各种各样茂盛的植物,这些植物历经生长、死亡、倒伏,循环往复,植物遗体沉积到地层,在厌氧微生物作用下,开始形成了最初的泥炭层,随着上部压力增加和温度上升,历经数亿年的逐渐变质的泥炭最终形成了煤。成煤需要的必备条件有:气候温湿、植物繁盛、地形适宜、地壳运动等。由于煤在形成过程中的年代、环境和条件各异,导致各地成煤的组成成分和物理、化学性能各异。由此,现代人形成了对煤炭的分类办法。例如分为褐煤、烟煤、无烟煤、泥煤、矸石煤。
中国是世界上最早开采和利用煤的国家之一。《山海经》中称煤为石涅;《吴越春秋》记载,吴王阖闾命干将铸剑,众人“鼓囊装炭,金铁乃濡”,又载“采炭于南山,故其间有炭渎(采煤后留下的废坑)”;《后汉书·党锢列传》记述了夏馥为逃避党锢之祸,进山干了两三年采煤劳工;明代李时珍的《本草纲目》首次使用煤这一名称。纵观中国古代煤矿史,民生日用的需求是燃煤开采极为重要的动因。煤炭开采历史大致可以划分为四个阶段。先秦的早期开发阶段,《山海经》中有三处关于“石涅”的记载,已经能够明确其产地;西汉南北朝时期,是煤的开采技术走向成熟的阶段,出现了一定规模的煤井,不仅作为生活所用的燃料,还用于冶铁;隋唐宋元时期的发展进步阶段,煤炭的开发和使用更为普遍,冶金、陶瓷等行业均以煤做燃料,煤炭成为市场上的重要商品,煤炼焦的技术产生并日臻成熟;明清时期煤炭利用的鼎盛阶段,统治者重视煤炭开采,并对煤炭生产进行了较为有效的管理。在当时手工作业时代,中国煤炭开采和管理技术处于世界领先水平。在西方,希腊和古罗马也是较早使用煤的国家,希腊学者泰奥弗拉斯托斯(前372~前286)在公元前300年著有《石史》,其中记载了煤的性质和产地;古罗马大约在2000年前就开始用煤加热。
以18世纪末英国工业革命为开端,煤开始广泛作为工业生产的燃料,成为蒸汽机的动力来源,给整个人类社会发展带来了前所未有的巨大推动力。由于煤炭在地球上的储量丰富、分布广泛,且大部分资源易于开采,从近代开始,人类社会发展出许多和煤炭利用相关的行业,诸如采矿、钢铁、化工、冶金、电力等,构成了现代社会的基础工业体系。煤炭对于现代工业而言,堪称是“真正的粮食”,是化工、医药、纺织、轻工等行业重要而宝贵的工业原料,对各行各业都有着难以替代的重要作用。
煤炭燃烧后根据煤种、净度、燃烧工况等情况不同,排放二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)、颗粒物(TSP、PM10、PM2.5)及一些重金属等。其中硫是最有害的化学成分,燃烧后生成的SO2腐蚀金属设备,污染环境;另外大量排放的煤尘对人体也会造成严重伤害。发达国家在工业化发展阶段,深受燃煤排放的烟尘污染,造成了严重的环境污染,比如:伦敦烟雾事件、大阪煤烟污染事件等。这些污染事件出现后,发达国家采用了严格的脱硫除尘净化技术和过滤装置,大气污染得到较好的控制,但许多发展中国家由于燃煤比例较高,加之相关技术不到位,时至今日依然深受煤烟污染的困扰。
煤炭在中国的一次性能源消耗中占比超过一半,仍然是最主要的燃料动力来源。为实现发展经济和保护环境的目标,中国将通过开发能源领域各方面先进技术,进一步提高煤炭的利用效率,降低煤炭在能源消费中的比重。同时将加大力度开发洁净煤利用技术和相关环保技术,包括用煤加工合成燃料,以及煤炭的液化和气化技术。