Le charbon est le combustible fossile le plus fréquemment employé pour produire de l'électricité; sa composition est une combinaison complexe de composés organiques et de matières minérales inorganiques.

Le charbon est de la matière végétale fossilisée qui a été préservée parce qu'elle a été enfouie dans des sédiments et transformée par des forces géologiques qui l'ont compactée et condensée en des roches riches en carbone.

On a avancé que la formation du charbon pourrait remonter à l'ère précambrienne, mais la majeure partie du charbon s'est formée à partir de matières organiques qui se sont déposées à l'époque carbonifère, il y a 286 à 360 millions d'années, lorsque le climat de la Terre était plus chaud et plus humide. Le charbon est considéré comme une source d'énergie non renouvelable parce qu'il met énormément de temps à se former [16, 47, 48].

Figure 3.2. Évolution naturelle du charbon au fil du temps

Le charbon est classé en divers types d'après son stade de formation. Cette classification comporte cinq catégories : la tourbe, le lignite, le charbon subbitumineux, le charbon bitumineux et l'anthracite (voir la figure 3.2). Les charbons plus jeunes comme le lignite et les charbons subbitumineux sont plus faciles à brûler parce qu'ils contiennent une plus grande quantité de composés volatils qui se transforment en gaz lorsqu'ils sont chauffés.

À l'opposé, les charbons plus vieux sont plus difficiles à brûler parce qu'ils se composent presque en totalité de carbone à l'état solide. Cependant, l'anthracite était préféré au charbon bitumineux dans le passé parce que sa combustion produit moins de fumée et de cendres — et est plus efficace sous l'angle du nombre d'unités de chaleur produites par unité de masse.

Les émissions causées par la combustion du charbon dépendent beaucoup de la catégorie de celui-ci et de sa composition. Les polluants émis par cette combustion comprennent des gaz à effet de serre (surtout du CO2), des particules (notamment des cendres et du carbone imbrûlé attribuable à une combustion incomplète), des oxydes d'azote et des oxydes de soufre.

Les autres émissions produites par les centrales au charbon sont le monoxyde de carbone, des composés d'hydrocarbures imbrûlés, certaines substances cancérogènes comme les dioxines et les furanes et des métaux à l'état de traces (p.ex., plomb et mercure).