我国有丰富的煤炭资源，现公布的已探明的煤炭储量居世界第4 位。国家统计局《中国统计年鉴2023 版》统计数据显示，2022 年，煤炭在能源消费总量中占比为56.2%；按照最新的数据，2023 年，这一指标为55.3%。随着社会进步和技术发展，虽然太阳能发电、水力发电、风力发电以及生物质能等一次电力和其他能源的占比逐年上升，但煤炭消费总量仍然占据主体地位。
丰富的煤炭资源，庞大的消费体系，逐年的技术发展，使得煤炭在我国国民经济发展中扮演了至关重要的角色。燃煤发电、煤炭焦化、气化、液化以及新型炭材料等各种煤炭综合利用技术遍地开花，为我国基础建设和经济发展注入了持久的动力。
燃煤发电
燃煤发电是利用煤炭燃烧产生的热量使水变成高温高压的水蒸气，水蒸气被赋予强大的动力后可以推动汽轮机旋转，紧接着带动发电机转子快速运动，这样就能源源不断地产生电能。整个过程就是热能−机械能−电能的转化。
随着技术的发展，发电的方式也越来越多，除了燃煤发电以外，太阳能、水能、风能、原子能等都可以转化为电能。但是，作为传统的发电方式，燃煤发电一直是最经典且世界上应用最广泛的技术，主要缘于其系统的稳定性、相对易得的原料及低廉的成本。截至2023年底，全国发电装机容量29.2亿kW。其中，煤电装机容量11.6 亿kW，占总发电装机容量比例为39.9%，而煤电发电量则约占总发电量的60%，这充分展示了煤电的经济性和重要性。中国的能源资源禀赋特征和经济发展阶段，共同决定了在未来很长时间内将离不开煤炭这个物美价廉、经济实惠的能源奉献者。
伴随着新能源发电的发展，对稳定电力输出的要求更加苛刻。在不稳定的新能源和要求苛刻的稳定电力输出之间存在一个矛盾。这时候需要有一个巨大的电源，在不稳定的新能源和稳定电力输出之间达成平衡。也就是说，在使用新能源的过程中，这个巨大的电源要时刻做准备，当没有可再生能源的时候，其就要立刻补上去，这就是调峰。
风力发电受地域和季节影响比较大，水力发电同样如此，风季和汛期以及电站的选址问题，决定了风力发电和水力发电的不稳定性。太阳能发电受光伏材料、转化效能和占地面积大小的影响，同样无法主导电力调峰。核能受技术水平和安全问题限制，难以承担电力调峰的重任。生物质能、海洋能和地热能等其他发电方式，地域局限性更大且规模更小，目前在电力供应中占比微乎其微。受煤炭资源赋存特点和目前技术发展阶段的影响，煤电的调峰作用，是其他形式的发电技术难以替代的。
传统的电网需要提供稳定性强的支撑性电源，否则电网的安全性将无法得到保障。这些都是风电、光伏等间歇性电源无法保障的，只能由传统的煤电来保障。而且在电力发展中会出现用电高峰期，需要增加发电量，用电低谷期需要减少或停止发电，既是合理的电力调配，也是对发电方式的要求。基于以上需求，并且能够稳定持续地解决困难的发电方式，看来也只有煤电“老大哥”才能顶得住。
现如今，燃煤发电厂一改往日浓烟滚滚的形象，从煤炭质量控制，到发电机组的参数优化，再到烟气净化，发电过程中的每一个环节，都应用了清洁高效的技术。随着超超临界发电机组、循环流化床锅炉发电、IGCC整体煤气化联合循环发电技术等高端技术的投入使用，结合脱硫脱硝等烟气净化的技术应用，燃煤发电在发电效率、发电量以及环保方面都取得了巨大成效。未来，煤与新能源技术耦合转化将会给煤电的发展带来更广阔的空间，也能为人类用电需求提供更稳定的保障。
煤炭焦化
煤炭焦化我国的化学工业是以煤化工为基础发展起来的。作为煤化工的主力之一，煤炭焦化一直有着不可替代的地位。焦化工业主要是为钢铁工业服务，而钢铁工业对国家建设一直起着举足轻重的作用。高炉炼铁过程中，焦炭是必不可少且不可替代的原料，并在高炉中承担着燃料、还原剂和支撑骨架等多重作用。日常生活中使用的钢铁，平均每100 t 就有95 t是通过高炉炼铁生产的。中国每年要生产近9亿t生铁、10 亿t 钢材，才能满足国民经济发展的需要。而这些生铁钢材的生产，需要将近5 亿t 的焦炭产量支撑才能完成。
从煤矿采出的煤炭，经过洗选后运送到焦化厂备煤工段，通过将气煤、肥煤、焦煤、瘦煤等煤互相配合形成配煤，然后通过装煤车送入焦炉中隔绝空气开始加热（1 000 ℃左右），进而产生焦炭、焦炉煤气（coke oven gas，COG） 以及煤焦油等炼焦化学产品。焦炭成熟后，推焦车、拦焦车开始运作，将焦炭导入熄焦车内，送至熄焦工段，然后经过筛分等工序得到焦炭产品。炼焦过程中荒煤气（也叫粗煤气，未经处理的煤气） 从焦炉顶部空间导出，然后降温分离成煤焦油和煤气，煤气经过净化分离就得到焦炉煤气，并回收一些化学产品，分离出的煤焦油通过进一步加工得到各种化学产品。
与燃煤发电不同的是，炼焦用煤对煤炭使用有着较高的要求。世界上的煤炭大致可以分为3 类：褐煤、烟煤和无烟煤。对于炼焦来说，烟煤是炼焦用煤的主力军。烟煤中共有12 个品种，其中的气煤、肥煤、焦煤、瘦煤等作为骨干，其他煤种互相配合，有些贡献高强度，有些贡献低灰分，有些贡献低成本，才能够帮助人们获得价廉物美、具有市场竞争力的焦炭产品，这就是焦化领域常说的配煤炼焦。中国目前有近400 座焦化厂，通过配煤炼焦，大幅节约了优质的主焦煤资源，降低了钢铁生产成本。
净化后的焦炉煤气，除了用作城市煤气和工业燃气外，还可以用于合成氨进而制成尿素等化肥，或者用于制取氢气、生产甲醇或者天然气等，用途广泛。目前一些焦化产业发达的地区，其氢能产业使用的原料来源主要是焦化产业，通过焦炉尾气制高纯氢，利用干熄焦余热发电配套水电解制绿氢，氢燃料发动机利用氢能为氢能重卡、氢能公交提供了澎湃的动力。煤气净化过程中分离出来的各种化学品也具有很高的利用价值，如硫黄、硫酸铵、甲苯等，这样不仅能够保护环境，还可以产生更大的经济效益。
煤焦油所包含的组分数目可达上万种，目前已查明的约500 种，约占煤焦油组分总数的55%，其中包括苯、甲苯、萘、酚、甲酚等上百种常用的化学原料。另外，还有一些含量仅有千分之几或万分之几的组分，别看其含量低，但在地球上非常稀缺且用途广泛，是塑料、合成纤维、染料、合成橡胶、医药、农药、耐辐射材料、耐高温材料以及国防工业的重要原料，特别是吡啶喹啉类化合物和很多稠环化合物，是石油化工和其他渠道难以代替的。
黑亮的煤炭如同夜空，星罗棋布，包罗万象，而百花齐放的各种煤化工利用技术，就像夜空中一颗颗璀璨的星星，点缀在人类文明之中。期待通过不懈的努力和技术的进步，能够在煤炭清洁高效综合利用方面有更新的突破，更期待这些新的突破能够更好地服务社会和人类。
助理编辑：李雅楠
