De West-Europese steenkool ontstond in het Westfalien (313,0 tot 303,9 miljoen jaar geleden, een subperiode van het Carboon) na langdurig aan hoge druk en warmte te zijn blootgesteld, waarbij tamelijk zuivere koolstof en vluchtige verbindingen ontstonden, waarvan de laatste weer grotendeels zijn ontsnapt. De transformatie verloopt met toenemende blootstelling aan druk en temperatuur van veen via bruinkool naar steenkool en antraciet uiteindelijk naar grafiet. Bij verdere compressie van grafiet zou diamant kunnen ontstaan. Dat voor dit proces in principe geen lange tijd nodig is, is in diverse experimenten bewezen. Hierbij werd organisch materiaal aan sterke druk onderworpen waarbij zich binnen een paar dagen steenkool vormde[1]. In steenkoolafzettingen zijn soms de afdrukken van de fossiele planten en bomen, waaruit het is ontstaan, nog herkenbaar.
Steenkool komt voor in diverse kolensoorten en -kwaliteiten zoals antraciet, ess- (of halfvet)kool, rookzwakke (of driekwart vet)kool en vetkool. Het verschil in gasgehalte maakt het onderscheid tussen deze varianten. Antraciet bevat het minste gas en vetkool het meest. Antraciet en magere kolen zijn gasarm en met name geschikt voor de huisbrand. De esskolen en rookzwakke kolen zijn bestemd voor industrieel gebruik of als brandstof in elektriciteitscentrales. Vetkolen zijn zeer gasrijk; bij verhitting vergruizen deze kolen tot blokjes en klitten aaneen tot sintels. Deze zijn daardoor zeer geschikt voor de fabricage van cokes; een harde kool, bijna rookvrij en nagenoeg zonder zwavel en fosfor. Cokes wordt voornamelijk gebruikt bij de productie van ijzer door hoogovens en gieterijen. Het gas dat bij de productie van cokes vrijkomt is een energiebron maar ook een grondstof voor de bereiding van stikstofkunstmest en andere chemische producten. Vetkool kan ook direct worden ingezet als brandstof voor de industrie, schepen en locomotieven. Bij de winning van huisbrandkolen komen ook veel vergruisde kolen vrij, de zogenaamde fijnkolen. De fijnkolen zijn niet geschikt als huisbrandkolen, maar worden als – goedkopere – industriekolen verkocht. Door fijnkool en pek te mengen en vervolgens samen te persen kunnen briketten en eierkolen worden gefabriceerd die wel weer geschikt zijn voor huisbrand.
Reserves, winning, gebruik en handel
Wereldwijd zijn de steenkoolreserves 826 miljard ton groot. Dit lijkt een grote voorraad en is het ook, men weet alleen niet hoelang steenkool tegen redelijk goedkope prijzen aangeboden kan worden omdat de piek in productie binnenkort bereikt zou kunnen worden[2]. Landen met grote steenkoolreserves zijn de Verenigde Staten met circa 30% van de wereldwijde reserves, Rusland met 19%, China (14%) en Australië (9%)[3] .
Bij steenkool wordt een belangrijke tweedeling gebruikt met betrekking tot de toepassing:
Stoomkolen: steenkool wordt gebruikt als fossiele brandstof voor industriële processen en elektriciteitscentrales.
Cokeskolen: deze kolen worden na ontgassing als cokes gebruikt in hoogovens als koolstof- en energiebron bij de productie van ijzer. Hier wordt steenkool gebruikt als reductiemiddel.
Wereldwijd wordt ongeveer 90% van alle gedolven steenkool ingezet als brandstof en de overige 10% bij de ijzerproductie.
Overzicht steenkolenwinning wereldwijd tussen 1981 en 2008. Bron BP Statistical Review of World Energy 2009
In 2008 werd wereldwijd 5.850 miljoen ton gewonnen, dit was een stijging van 250 miljoen ton ten opzicht van 2007. Van de totale productie was circa 800 miljoen ton cokeskool en de rest, ruim 5 miljard ton, stoomkolen. In 2000 lag de totale productie op 3,6 miljard ton. Van de totale stijging van 2,3 miljard ton in deze periode van acht jaar, komt 1,5 miljard ton voor rekening van China. In 2008 waren de vijf grootste producenten van steenkool: China met 2,7 miljard ton, de Verenigde Staten met 1 miljard ton, Australië en Rusland met allebei ongeveer 0,3 miljard ton en ten slotte Zuid-Afrika met 0,23 miljard ton. Binnen Europa heeft Polen de grootste steenkoolindustrie[4]. Sinds 2014 lijkt de winning van steenkool op zijn retour.[5]
Veel gewonnen steenkool wordt in hetzelfde land verbruikt. In 2008 werd internationaal 900 miljoen ton steenkool verscheept. De twee grootste exporteurs zijn Australië en Indonesië die tezamen de helft van alle export voor hun rekening nemen. Rusland, de Verenigde Staten en Zuid-Afrika zijn ook grote exporteurs. Japan is de grootste importeur met 0,2 miljard ton op jaarbasis. De Europese Unie importeerde in 2008 ook ruim 0,2 miljard ton; hierbinnen zijn Duitsland, het Verenigd Koninkrijk en Spanje van groot belang. Nederland importeert ongeveer 12 miljoen ton per jaar. De import van steenkool heeft in deze landen de sterke daling van de eigen productie gecompenseerd.[4]
De kwaliteit van steenkool wordt vooral bepaald door de calorische waarde, maar ook door het aandeel van niet koolstof bestanddelen als zwavel, as en water. Door de grote verschillen in kwaliteit is er geen steenkoolmarkt zoals die bijvoorbeeld bestaat voor aardolie. De prijzen komen via onderhandelingen tussen producenten en consumenten tot stand. Voor cokeskool is er een jaarlijkse onderhandeling tussen de grootste producent Australië en de grootste gebruiker Japan. De contractprijs die zij afspreken, is een basis (benchmark) voor alle andere cokeskool-contracten. In de belangrijke export- en importhavens van steenkool, zoals Newcastle in Australië, Richards Bay in Zuid-Afrika en Rotterdam, wordt nog veel steenkool verhandeld en worden prijzen gepubliceerd.[4]
In Nederland is na de ontdekking van aardgas op eigen grondgebied steenkool voor verwarming van woningen en gebouwen, in de jaren zestig van de 20e eeuw aanvankelijk in onbruik geraakt. Voor energieopwekking was het minder in trek omdat bij de verbranding ervan veel meer kooldioxide, een broeikasgas, ontstaat dan bij de verbranding van aardolie of aardgas, en omdat het vaak vrij sterk verontreinigd is met onder andere zwavel waardoor bij de verbranding ook het schadelijke zwaveldioxide als bijproduct ontstaat. Omdat het een van de goedkoopste fossiele brandstoffen is, groeide het vanaf 2015, niettegenstaande de sluiting van de drie oudste en meest vervuilende kolencentrales, opnieuw uit tot de belangrijkste grondstof voor Nederlandse energiecentrales.
Kolenmijnen
In de oudheid, bijvoorbeeld bij de Romeinen, was al bekend dat steenkool als brandstof te gebruiken was, maar omdat hout toen nog veel gemakkelijker te krijgen was gebruikte men dit liever om aan warmte-energie te komen. Steenkool werd ook alleen gebruikt als het dicht aan de oppervlakte lag en zo goedkoop te delven was. Toen in middeleeuws Europa de houtvoorraad slonk werd het economisch interessanter om de productie van steenkool op te pakken en werden er langzamerhand nieuwe mijnen aangelegd. Engeland was het eerste land waarin, vanwege de schaarste aan hout, de steenkoolwinning een betrekkelijk grote omvang aannam (13e eeuw). Omdat deze steenkool vanwege de hoge transportkosten hoofdzakelijk gewonnen werd in locaties dicht bij zee of aangevoerd werd over zee, stond het de eerste eeuwen ook wel bekend als "sea coal". Langzamerhand werden er steeds meer mijnen aangelegd en die werden ook steeds dieper. Maar het grondwater werd steeds meer een probleem en dieper dan het grondwaterpeil kon men lang geen kolen delven. Pas met de komst van de stoommachine werd het mogelijk om op grote schaal grondwater weg te pompen en nam de grootschalige mijnbouw met soms kilometersdiepe mijnen een hoge vlucht.
