煤矿综采设备正在挖煤
烟煤的含碳量大约为60%~80%；无烟煤的含碳量则高达92%~98%，它是一种煤化程度很高的燃料。
烟煤比较容易点燃，无烟煤很难点燃，而点燃石墨则是件非常困难的事，这决定了它们不同的用途。
同样是碳，与昂贵的钻石相比，煤炭却是低贱的，它们看起来肮脏，不值钱，只配拿来烧掉。但煤炭却是极重要的战略资源。
一名煤矿工人在井下作业
煤炭是世界上开采量最大的矿物之一，2017年全球煤炭开采量达75.5亿吨，世界探明煤炭可开采储量超过1万亿吨，这都是极惊人的数字，也足以证明煤炭在全球经济和人类发展中的重要地位。
煤炭是一种重要的化石燃料，大部分的煤炭都作为燃料用于发电、取暖和生火做饭等能源消耗，2017年全球一次能源消耗中煤炭占了28%。
早在新石器时代，我们的祖先就学会了燃烧煤炭；而在公元前1000年，东北地区抚顺矿的煤就被用来冶炼铜；公元13世纪，马可波罗就在他的游记中说，人们因为燃烧煤炭，“每个星期可以洗三次热水澡”；《天工开物》里也有介绍人们是如何从地下采煤和排放瓦斯的。
《天工开物》采煤图
煤的能量密度（热值）大约为24 MJ/kg，相当于每公斤约6.7千瓦时。大部分煤炭被用作燃煤电厂燃烧发电，发电厂通过燃烧煤炭加热水，再利用水蒸汽推动蒸汽轮机发电，电厂的燃煤发电效率大约为40%左右，而我们泰州目前最先进的超超临界二次再热燃煤发电机组设计发电煤耗256.2克∕千瓦时，是热效率最高的燃煤机组。
低硫煤炭在被炼成焦炭之后，是一种重要的冶炼原料。煤炭在炼焦炉的烘箱中被隔绝氧气加热到1000℃以上，其中大部分硫、磷和煤焦油等有机挥发性物质被去除，剩下多孔海绵状的碳和灰分，这就是焦炭。
煤炭不仅可以用于燃料、发电和金属冶炼，随着科学技术的发展，煤炭还可以通过液化和气化生产出更多的化工产品，用于国民经济的各个方面，强化我们的经济，丰富民众的生活。
煤炭与钻石的主要成分都是碳，由于它们产生的条件不同，它们在地球的储量差异巨大。
煤炭广泛存在于地壳浅层，有些巨型煤矿甚至是露天的，开采它们非常方便；但钻石产自数百公里深处的地幔，只是由于火山运动才有少量被带到地表，因此钻石的开采数量极少。
石墨是重要的战略资源石墨是碳的一种同素异形体，为灰黑色，不透明固体，密度为2.25克每立方厘米，熔点为3652℃，沸点4827℃。化学性质稳定，耐腐蚀，同酸、碱等药剂不易发生反应。687℃时在氧气中燃烧生成二氧化碳。可被强氧化剂如浓硝酸、高锰酸钾等氧化。可用作抗磨剂、润滑剂，高纯度石墨用作原子反应堆中的中子减速剂，还可用于制造坩埚、电极、电刷、干电池、石墨纤维、换热器、冷却器、电弧炉、弧光灯、铅笔的笔芯等。
石墨在极高的温度和压力下会变成钻石。研究表明，大多数天然钻石的年龄介于10亿至35亿年之间，它们形成于地球地幔150至250公里深度，少数甚至来自800公里深处。在高压和高温下，含碳化合物中大部分的矿物杂质一点一点地被挤压出去形成石墨，石墨的原子排列发生变化，变成钻石，并最终经由火山喷发带到地面。
石墨碳键改变的过程
石墨其实也是红极一时的石墨烯的制作原材料，石墨烯被广泛认为是21世纪的“神奇材料”，它的起源并不引人注目。这种二维材料最早于2004年问世，当时曼彻斯特大学(University of Manchester)的两位教授使用透明胶带从一块石墨上剥下石墨烯薄片。
这种材料是碳的结晶同素异形体，与钻石和石墨具有相同的特性。简单地说，这三个碳原子都是由碳原子以不同的方式结合在一起构成的。例如，石墨由六角形晶格中的碳原子结合而成，而石墨烯则由单片石墨构成。
