有一种黑色的，人类使用久远的燃料，俗语称作煤炭。其实煤炭指的是两种不同的东西。一种是煤，一种是炭。
煤是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿产，一种固体可燃有机岩，主要由植物遗体经生物化学作用，埋藏后再经地质作用转变而成。
炭一般又称为木炭，是木材或木质原料经过不完全燃烧，或者在隔绝空气的条件下热解，所残留的深褐色或黑色多孔固体燃料。
人类首先发现的其实是煤，但是开始并不是作为燃料使用，而是用来做装饰品。
煤精
煤精，是一种高级煤，又称煤玉。具有明亮的沥青金属光泽，黑色，致密，韧性大，比一般煤轻。煤精可用于制作工艺美术品。
中国的煤精雕刻，历史悠久，源远流长，考古出土大批实物资料证实，早在六七千年以前的新石器时代晚期，我们的祖先就用煤精磨制出了古朴的用品；发掘资料初步统计，从辽宁、陕西、山西、四川、河南、新疆、甘肃、广东、江苏、黑龙江等10个省区30多个县市数十处古墓、遗址中出土的煤精制品和坯料、煤块等，共计已有550多件。
出土的煤精雕刻
位于沈阳北陵附近的新石器时代晚期的新乐遗址，距今六七千年了，这处遗址经三次发掘，出土煤精泡形器、球形器、盔形器、耳趟形器共128件，煤精坯料和煤块共287件。除新乐遗址外，在陕西铜川王家河新石器时代遗址，也已出土煤精环1件。这两处是中国出土煤精制品年代最早的地方。
而人类发现炭这种燃料也是巧合，是由于森林中的树木被雷电击中后燃烧，在堆积的灰烬中人类发现了黑色的没有完全燃烧的木炭，这种东西比木头更耐烧，并且可以创造出更高的温度。中国商代的青铜器和春秋战国时代铁器的冶炼都用木炭。
不过今天，我们主要来聊聊煤炭。
先来聊点怀旧而烟火气的-蜂窝煤
蜂窝煤,学名叫型煤,很多地方称其为煤球、煤饼、藕煤。它是用煤末、碳化锯木屑、石灰、红（黄）泥、木炭粉等混合物基料，经模具加工而成的，外形呈圆柱体状，上面如蜂窝般均匀布局了12～19个通孔。
这十多个通孔，就是蜂窝煤最为关键的设计，被誉为"创造性思维"的经典案例。这些个看似随意的通孔，不仅可以增加通风量，还可以增大煤的表面积，使火烧得更旺，更能节省燃煤。
蜂窝煤，这一名称是北京人首先叫出来的，却不是北京人最先发明出来的。蜂窝煤究竟由谁最早发明的，今天无从具体考证。有人说是山东德州一位名叫王月山的伙夫，在上世纪20年代发明的，也有人说是德州市燃料公司退休职工郭文德，在上世纪50年代发明的。
可以入药的“黑石”
《山海经》中称煤为石涅，魏、晋时称煤为石墨或石炭。明代李时珍的《本草纲目》首次使用煤这一名称。《本草纲目》中对煤炭的名称、产地、外形、分类等作了详实考证，介绍了煤炭气味“甘、辛、温”“有毒”主治：月经不通、产后儿枕，疮毒，小儿痰痫等煤中的腐植酸，有止血消炎的功能。
自汉代起，我国很多地方已将煤当作燃料。新疆、甘肃、辽宁、河南、河北、陕西、四川、江西等省份,都有此时使用煤炭的证据。在辽宁抚顺汉代居住遗址的火坑里，发现有煤炭烧过的痕迹。
煤炭开采技术水平成熟。魏晋时已有深达八丈的煤井，以及可容纳一百多人的煤洞。汉文帝的内弟在穷困潦倒时也曾挖过煤。
希腊和古罗马也是用煤较早的国家，希腊学者泰奥弗拉斯托斯在公元前约300年著有《石史》，其中记载有煤的性质和产地；古罗马大约在2000年前已开始用煤加热。
煤的形成
煤中有机质是复杂的高分子有机化合物，主要由碳、氢、氧、氮、硫和磷等元素组成，而碳、氢、氧三者总和约占有机质的95%以上；煤中的无机质也含有少量的碳、氢、氧、硫等元素。碳是煤中最重要的组分，其含量随煤化程度的加深而增高。泥炭中碳含量为50%～60%，褐煤为60%～70%，烟煤为74%～92%，无烟煤为90%～98%。
煤炭化学结构
在地表常温、常压下，由堆积在停滞水体中的植物遗体经泥炭化作用或腐泥化作用，转变成泥炭或腐泥；泥炭或腐泥被埋藏后，由于盆地基底下降而沉至地下深部，经成岩作用而转变成褐煤；当温度和压力逐渐增高，再经变质作用转变成烟煤至无烟煤。
泥炭化作用是指高等植物遗体在沼泽中堆积经生物化学变化转变成泥炭的过程。腐泥化作用是指低等生物遗体在沼泽中经生物化学变化转变成腐泥的过程。腐泥是一种富含水和沥青质的淤泥状物质。冰川过程可能有助于成煤植物遗体汇集和保存。
但是这里会出现两个问题，第一个是有的煤矿是怎么埋在地下这么深的地方的？百米厚的煤层，远古真的有这么多植物来形成煤吗？
比如我们山东唐口煤矿，开采深度在地下1150米处。大屯能源公司孔庄煤矿，采深度已达1500米。
一座煤矿的煤层厚薄与这地区的地壳下降速度及植物遗骸堆积的多少有关。地壳下降的速度快，植物遗骸堆积得厚，这座煤矿的煤层就厚，反之，地壳下降的速度缓慢，植物遗骸堆积的薄，这座煤矿的煤层就薄。
又由于地壳的构造运动使原来水平的煤层发生褶皱和断裂，有一些煤层埋到地下更深的地方，有的又被排挤到地表，甚至露出地面，比较容易被人们发现。还有一些煤层相对比较薄，而且面积也不大，所以没有开采价值。
其实这个在辽宁抚顺的抚顺煤矿博物馆里就有相应的介绍。这是一个介绍煤炭历史非常好的科普基地。
关于第二的问题，是否有足够的植物来支持成煤？答案是肯定的。虽然现在有很多人挑战植物成煤说，提出了很多新的说法，比如，陨石撞击说，还有超新星爆炸说等。
但是一个不争的事实是，至少在煤层中发现的琥珀能证明和植物有关系。
煤矿工人在采煤中，有时碰巧会在煤层中挖出黄色透明的琥珀矿石。人们不禁要问，煤层中为什么会有琥珀？
在古生代，生长着大片的森林，当时气候暖湿，树木长得枝繁叶茂。如遇大风吹断树枝，树枝折断处便会流下一滴滴的树脂。
滴下的树脂最终与树木植物遗骸一起被掩埋在地下，经过地质作用，埋藏在地下的林木已炭化成乌黑的煤；而滴下的树脂变得坚固，成为矿物。由于树脂的化学性质非常稳定，不易变化，所以仍保持其原来的颜色与透明度，这便是我们所见到的琥珀了。因此，煤层中有时会有琥珀出现。
关于有没有这么多的植物来成煤这件事情我们来简单看一下植物的发展历史。
35亿年前，当菌类植物和藻类植物登场，这个时候，一种叫“蓝细菌”的植物也出现了，它们也是地球上最早可以进行光合作用的植物，它们不断吸收温室气体、排出氧气，很快，地球就进入到最早的生物大灭绝，厌氧生物纷纷死亡，同时，地球也进入到第一次的冰河时期，整个地球被冻住了数亿年，一直到21亿年前才渐渐复苏。
幸存者们开了新一轮的进化，不过，植物在地球上仍然是非常原始的，陆地上也没有植物的身影，一直到寒武纪生命大爆发结束后，4亿多年前，植物第一次来到陆地，最早的裸蕨类植物也出现了，很快，它们在陆地上飞速演化，变成了苔藓类植物。
石炭纪大概是这个样子的
当二叠纪结束后，植物经过了三叠纪和侏罗纪的演化，在白垩纪初期，如今植物界的强者出现了，它们就是被子植物，第一朵花也很快到来，地球上的植物才逐渐变成了我们熟悉的模样，一直延续至今。
【煤的形成年代】
在整个地质年代中，全球范围内有三个大的成煤期：
(1)古生代的石炭纪和二叠纪，成煤植物主要是孢子植物。主要煤种为烟煤和无烟煤。
(2)中生代的侏罗纪和白垩纪，成煤植物主要是裸子植物。主要煤种为褐煤和烟煤。
(3)新生代的第三纪，成煤植物主要是被子植物。主要煤种为褐煤，其次为泥炭，也有部分年轻烟煤。
煤的种类
煤有褐煤、烟煤、无烟煤三类。煤的种类不同，其成分组成与质量不同，发热量也不相同。单位质量燃料燃烧时放出的热量称为发热量，规定凡能产生29.27MJ低位发热量的能源可折算为1公斤煤当量（标准煤），并以此标准折算耗煤量。
4、泥煤：碳化程度最浅，含碳量少，水分多，Mar可高达90%，所以需要露天风干后使用；泥煤的灰分很容易熔化，发热量低，挥发分含量很多，因此极易着火燃烧。
泥煤可燃性好，很容易着火燃烧，反应性强，含硫量低，灰分熔点低，但机械强度较低。因此，泥煤在工业上使用价值不高，更不宜长途运输，一般只作为地方性燃料使用。产区分布于西南各省和浙江（西湖泥煤）等地。
以煤炭为动力的装置
蒸汽机车是利用蒸汽机，把燃料（一般用煤）的化学能变成热能，再变成机械能，而使机车运行的一种火车机车。1814年，英国人乔治·斯蒂芬森发明运行了第一台蒸汽机车，从此开始，人类加快了进入工业时代的脚步。
泰坦尼克本身是巨大无比的意思，该船被视作航海技术史上的里程碑。《造船专家》杂志形容其为“不沉之舟”。除了体型巨大外，泰坦尼克号还堪称当时世界上最奢华舒适的“梦幻邮轮”。
泰坦尼克号使用的仍是蒸汽轮机，因此煤成为这艘豪华邮轮的动力源泉。据悉，泰坦尼克号上满载可以装6600吨煤，当时有8名华人在船上从事烧煤等工作。如果全速航行每天消耗一千吨不到的样子，所有煤就够跑6天。
泰坦尼克号装煤的过程极其耗时
泰坦尼克号的动力系统由3套主机组成，其中两套为4汽缸往复式蒸汽轮机，另外1套为蒸汽轮机。主机功率超过51000马力，因此泰坦尼克号的最大时速可以达到23节。
烧煤的战机-P-13A
二战时期德国凭借强大的军事工业实力，源源不断的制造出各种武器装备。据统计，整个二战期间，德军制造了11万架飞机，5万多辆坦克，其他各类武器装备更是数不胜数，由此可见德国的工业基础非常雄厚，但如此庞大的武器数量，也给德国带来一个难以解决的问题，那就是燃料的供应，一辆虎式坦克的百公里耗油量在650升左右。
二战开始后，德国受到盟军的封锁，其国内的石油一直处于非常紧张的情况，需要维持战争机器的运转，必须有大量的燃油作为支撑，而德国自身的石油产量并不大。如果没有足够燃油，对于当时的德国来说无疑是致命的。
为此德国设计师亚历山大.李皮斯，专门设计出一款不需要航空煤油的战斗机-P-13A喷气式战斗机，没有采用传统的燃油发动机，而是另辟蹊径，采用以燃煤为动力的引擎，因为德国盛产优质煤，如果这款战斗机能顺利量产，无疑是给德国军队打上了一支强心剂。
不过后来由于燃烧效率太低，最终该计划流产了。
煤气坦克
煤气又叫人工煤气、煤制气等，顾名思义就是用煤作为只有燃料，再由工厂经过化学反应而制成的一种可燃气体，主要成分是一氧化碳、氢气和甲烷，燃烧后污染比较大。
为了摆脱对燃料的依赖，后期德国甚至开发出了煤气动力的坦克。只不过外面挂的这些瓶瓶罐罐的燃气，主要用来向战场机动用，类似外挂油箱，不然要背着上战场，等于变成自爆坦克了。
不得不佩服战场上人类的脑洞。
和煤没关系的煤油
在石油发现之前，人们在红褐煤煤矿与油页岩岩层中发现有油一样的液体，可用来点灯和助燃，煤油这一名称便产生了。后来人们发现石油分馏裂解后就能分离出煤油，产量大供应稳定，从此，煤油才开始广泛应用于照明和作为燃料使用。但是名字没改，还叫煤油。
煤油灯
生产的煤油是石油分馏的产物，沸点介于汽油与柴油之间。煤油与煤其实没有什么关系。煤干馏得到的是煤焦油。
煤炭的光泽
其实近距离见过煤炭的人都会注意到，有些煤炭是有类似金属的光泽的。