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Les combustibles fossiles sont riches en carbone sous la forme d'hydrocarbure, ils sont issus de la méthanisation d’êtres biologiques en décomposition et enfouis dans le sol depuis plusieurs millions d’années. Ce sont des énergies qui ne sont donc pas renouvelables, au même titre que l’énergie nucléaire, car leur reconstitution naturelle demande beaucoup de temps pour être reformées et parce qu'elles sont utilisées plus vite que le temps nécessaire pour la recréation de réserves. L’exploitation de ces combustibles est à l’origine des problèmes environnementaux relatifs aux perturbations écologiques liées à leur extraction et à leur utilisation, avec le réchauffement climatique qui seraient responsables des gaz à effet de serre tels que le dioxyde de carbone émis par leur combustion.
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La houille est une roche carbonée sédimentaire correspondant à une qualité spécifique de charbon, intermédiaire entre la lignite et l'anthracite (soit 80 à 90 % de carbone). De couleur noirâtre, elle provient de la carbonisation d'organismes végétaux et peut donc servir de combustible fossile. Ce combustible est utilisé depuis le XIe siècle et son extraction dans les mines a rendu possible la révolution industrielle au XIXe siècle.
La houille est surtout utilisée actuellement :
- dans les centrales thermiques utilisées pour la production d'électricité ou le chauffage urbain ;
- dans la sidérurgie, essentiellement pour la fabrication du coke utilisé dans les hauts-fourneaux; entre 600 et 700 kg de charbon sont nécessaires pour produire une tonne d'acier ;
- le chauffage individuel au charbon est en recul par rapport à d'autres sources d'énergie.
L'utilisation du charbon dans les centrales thermiques est très importante ; ces centrales fournissent 40 % de la production mondiale d'électricité, la moitié aux États-Unis et en Allemagne.
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