A energia é armazenada no carvão por meio de ligações químicas. O carvão é um combustível fóssil formado a partir de restos de plantas que viveram há milhões de anos. Quando as plantas fotossintetizam, elas convertem a luz solar em energia química e a armazenam em seus tecidos. Quando as plantas morrem e são enterradas no subsolo, ficam sujeitas ao calor e à pressão ao longo do tempo, fazendo com que a sua estrutura química se altere e se transforme em carvão.

A energia armazenada no carvão vem principalmente das ligações carbono-carbono e carbono-hidrogênio presentes em sua estrutura molecular. Essas ligações possuem um potencial energético significativo devido ao arranjo dos elétrons dentro das moléculas. Quando o carvão é queimado, essas ligações se rompem, liberando a energia química armazenada na forma de calor e luz.

A quantidade de energia armazenada no carvão varia dependendo de sua classificação, que é uma medida de sua idade, composição e poder calorífico. Os carvões de classificação mais elevada, como a antracite, contêm um teor de carbono mais elevado e menos impurezas em comparação com os carvões de classificação mais baixa, como a linhite. À medida que o teor de carbono aumenta, o poder calorífico do carvão geralmente aumenta, indicando uma maior capacidade de armazenamento de energia.

O processo de liberação da energia armazenada no carvão envolve a combustão, onde o oxigênio reage com os átomos de carbono e hidrogênio presentes no carvão. Esta reação produz dióxido de carbono, vapor de água e outros produtos de combustão, liberando calor no processo. O calor liberado pode ser usado para gerar vapor, que aciona turbinas para produzir eletricidade ou para aplicações diretas de calor em processos industriais.

No geral, a energia armazenada no carvão é resultado das ligações químicas formadas durante a transformação geológica da matéria vegetal antiga. As ligações carbono-carbono e carbono-hidrogénio dentro da estrutura do carvão são a chave para o seu potencial energético, que é aproveitado através de processos de combustão para gerar calor e energia para diversas aplicações.