Угольная промышленность наносит значительный ущерб окружающей среде и является одним из наиболее опасных видов деятельности человека. К основным негативным последствиям для природы относят выбросы метана при разработке угольных пластов и диоксида углерода при сжигании топлива, загрязнение атмосферы угольной пылью, кислотные дожди, разрушение почв, подземные пожары и обвалы горных пород, накопление токсичных отходов. Тем не менее из-за своей дешевизны уголь остаётся самым распространённым топливом в мире: на нём вырабатывается до 40 % всей электроэнергии. И несмотря на попытки ограничить его использование, власти таких стран, как Россия, Индия и Китай активно наращивают разработку, использование и экспорт угля.

Угольные шахты, отвалы и разрезы нарушают естественный профиль почвы, уничтожают рельеф и растительный покров, сокращают площади сельскохозяйственных и лесных угодий. Оба способа добычи — открытый и закрытый — нарушают геологическое строение недр, что приводит к обвалам, оползням и селям. Во время угледобычи шахтёры либо удаляют поверхностные слои почв, либо роют глубокие карьеры. Отработанные породы рекультивируются редко, преимущественно их просто вывозят на специальные отвалы. Они состоят из угля низкого качества и земли, легко выветриваются, становясь источниками пылевого загрязнения, способны самовозгораться. Кроме того, разработка угля влияет на уровень подземных вод, утечки на предприятиях приводят к загрязнению поверхностных водоёмов и уничтожению популяции рыб и других обитателей.

Мощнейшими загрязнителями планеты считаются угольные ТЭС. При сжигании угля в атмосферу выбрасываются токсичные вещества и летучая зола, которые усугубляют проблемы загрязнения воздуха в густонаселённых районах, где обычно расположены ТЭС. Продукты горения угля, такие как диоксид серы (SO) и оксиды азота (NO), вызывают кислотные дожди, ртуть и другие тяжёлые металлы загрязняют водоёмы и поверхностные слои почвы, делая территории малопригодными для жизни и хозяйственной деятельности. Размер частичек золы может достигать 0,1 мкм — при таком размере они способны проникать в организм даже через кожный покров. Более крупные выбросы () попадают в организм человека через дыхательные каналы, постепенно приводя к развитию респираторных и онкологических заболеваний. В результате уже на 2017-й выбросы от сжигания угля были причиной минимум полумиллиона смертей в год.

Не существует технологий, позволяющих производить, транспортировать и сжигать уголь без значительного ущерба окружающей среде. Даже системы улавливания газов угольных электростанций не обеспечивают полноценную очистку выбросов. Международное энергетическое агентство не признаёт, что существующие «зелёные» технологии улавливания и захоронения углекислого газа на угольных ТЭС делает их экологичными.

Негативный эффект на почву

Разрушение грунта

Добыча угля осуществляется открытым и закрытым способом: первый подходит для пластов, залегающих неглубоко и расположенных горизонтально, второй — для глубинных запасов. Наиболее опасны для почвы и геологического строения открытые рудники, так как при их разработке на огромных площадях снимаются поверхностные слои грунта, под которыми лежит угольный пласт. Для масштаба: за 60 лет добычи лигнита на четырёх открытых рудниках в Греции было извлечено всего 1,7 млрд тонн угля и более 8,5 млрд кубометров породы. Обычно такие «пустые», ненужные породы складируют в кучи (отвалы) вблизи от места разработки. Они занимают огромные площади и разрушают природные ландшафты. Только в Китае ежегодно образуется около 7 миллиардов тонн пустой угольной породы, на 2019 год в стране насчитывалось 1600 отвалов вблизи действующих шахт.

Угольные производства являются одним из крупнейших источников твёрдых промышленных отходов, которые наносят непоправимый ущерб природе регионов. Оценка 3500 крупных горнодобывающих предприятий в мире показала, что ежегодно они производят более 100 миллиардов тонн твёрдых отходов. Сваленную в отвальные горы смесь грунта и угля низкого качества легко развевает ветер, осадки вымывают из массы отходов токсические вещества и переносят их в окружающий грунт. Деградация окружающей среды приводит к обеднению флоры и фауны регионов.

Для открытой разработки власти часто изымают сельскохозяйственные земли, а плодородность оставшихся угодий заметно снижается. Например, в Кемеровской области, где развита угольная промышленность, реальное производство практически всех видов сельскохозяйственной продукции отстаёт от национальных показателей. Это связано с тем, что почва в районах добычи угля подвержены загрязнению опасными элементами (в основном — Cr, Ni, Cu, Zn, Cd и Pb). В районах добычи полезных ископаемых в Китае уровень загрязнения сельскохозяйственных угодий в среднем на 34,3 % выше допустимых норм.

Угледобыча разрушает существующие растительные системы и снижает плодородие почвы. Отработанный грунт перенасыщен токсинами и не держит влагу (ускоренный сток), поэтому в нём не приживаются растения. Некоторые отвалы содержат большое количество рыхлых сланцев, которые быстро разрушаются, образуя глины. Они препятствуют проникновению воды, что ведёт к заболачиванию и отмиранию почвенной микробиоты. Законодательство большинства стран требует обязательно рекультивировать землю отработанных карьеров, однако многие недропользователи стараются уклониться от этих работ из-за их дороговизны. Например, в России восстановление одного гектара стоит до 270 тыс. рублей. За 2012—2018 годы ежегодные масштабы рекультивации в стране сократились в 1,7 раза (с более 1000 га до 589 га), хотя площадь ежегодно нарушаемых из-за добычи угля земель выросла больше чем в 2 раза. В результате к 2020-му ориентированные на угледобычу районы Сибирского федерального округа лидировали по масштабу загрязнения окружающей среды в стране. Но даже в развитых странах Запада количество заброшенных и требующих рекультивации угольных регионов так велико, что, например, в 2022 году власти США были вынуждены направить 725 млн долларов из федерального бюджета на их очистку. Зачастую земли разрушены настолько, что даже после проведения одобренных государственными органами мероприятий исходный уровень плодородности вернуть не получается. Как результат, большинство рекультивированных угледобывающих регионов превращаются в малоценные пастбища.

Так как угольная разработка требует значительных земельных и водных ресурсов, она может препятствовать развитию агропромышленного комплекса. Это особенно заметно на примере таких углезависимых стран, как Южная Африка, где около 90 % электроэнергии обеспечивает дешёвое ископаемое топливо. Только 3 % территории страны считаются пахотными землями, из них практически половина расположена в угледобывающих регионах. В результате угольная промышленность становится прямой угрозой продовольственной безопасности страны. Кроме того, она наносит урон археологическим памятникам и малым народам: разработка повреждает древние кладбища и исторические памятники, изымает священные земли и охотничьи угодья. Многие горнодобывающие компании ведут работы на территории объектов всемирного наследия или в других охраняемых районах. Например, в 2020-м сербские шахтёры разрушили останки римских кораблей, захороненных вблизи древнего города Виминациум — одного из важнейших археологических памятников Сербии. В том же году компания Rio Tinto разрушила ущелье в Австралии, которое было населено древними племенами во время последнего ледникового периода и сохранило следы их пребывания. В странах с высоким уровнем коррупции угольные предприятия могут притеснять местных жителей. Например, в России в 2013—2014 годах владельцы разреза «Береговой» в Кемеровской области выкупили часть земли шорского поселения, дома отказавшихся продать владения — сгорели при невыясненных обстоятельствах.

В горнодобывающих районах на почву и близлежащие постройки воздействуют вибрации от взрывных работ, бурения, строительства вспомогательных сооружений, движения автотранспорта. Сами угольные разрезы могут разрастаться до обширных размеров, вызывая сдвиги окрестных грунтов и разрушая инфраструктуру. Например, в Китае — одном из крупнейших производителей угля в мире — к 2016-му 600 000 га земель подверглись проседанию. Поскольку районы добычи полезных ископаемых обычно располагались вблизи пригородов или деревень, большая часть обрушившихся земель обрабатывалась как сельскохозяйственные. В России из-за работ в Коркинском угольном разрезе, самом глубоком в Евразии и достигающим глубины в 510 метров, здания окрестных поселений пришли в аварийное состояние. Добиться приостановки добычи местные жители смогли только через массовые протесты. Закрытая разработка угля тоже может провоцировать сели и обвалы. Например, в 2008 году активная добыча в немецком регионе Саар спровоцировала обвал верхних слоёв грунта такого масштаба, что он предположительно стал причиной локального 4-балльного землетрясения.

Кроме скоплений пустой породы, которые производят угледобытчики, на состояние почвы влияет захоронение золы угольных ТЭС. Существует два способа утилизации таких отходов — в прудах-отстойниках или в сухом виде на свалках. Из зольных жидких отстойников в почву могут просачиваться токсины, создавая угрозу для окружающей среды и людей, живущих рядом с хранилищами. Например, в 2000 году Агентство по охране окружающей среды США выявило в стране не менее 600 таких прудов-отстойников, из которых более 180 не были оборудованы должным образом. Сухое складирование золы опасно тем, что ветер развеивает её частицы на большие расстояния, а осадки вымывают вредные вещества в подземные воды, если дно свалок не было подготовлено специальным образом. Так, в 2006 году на 45 % свалок США было зафиксировано выщелачивание в грунтовые воды металлов, вызывающих онкологию. Существуют страны, где отходы сжигания угля используют в промышленных целях. Например, в таких странах, как Италия, Дания и Нидерланды, в которых на 2005-й ежегодно производили только 2 мегатонны угольной золы. Но другие зависимые от угля государства утилизируют большую часть уловленных выбросов электростанций: Соединённые Штаты и Германия, производящие более 10—75 мегатонн летучей золы в год, используют всего 42—85 %; в Индии (112 метрических тонн в год) — 38 %; в Китае (150 метрических тонн в год) — 65 %.

Одним из распространённых вариантов вторичного потребления угольной золы является производство удобрений. Содержащиеся в золе тяжёлые металлы, такие как железо, марганец, медь, свинец, кадмий, хром, кобальт и другие, необходимы для роста растений. Однако почти все они становятся фитотоксичными при высоких концентрациях. Тем не менее, существуют технологии, позволяющие использовать угольную золу в приготовлении удобрений для сельскохозяйственных культур. Особенно эта практика распространена на Среднем Западе и Юго-Востоке США, где её используют для подкормки овощей, арахиса и других культур. Золу нагревают, чтобы уничтожить бактерии, и смешивают с биологически активными веществами. Такие удобрения замедляют деградацию почвы и обладают большой абсорбирующей способностью. Хотя практика их применения насчитывает десятилетия, её безопасность вызывает сомнения у активистов. Поскольку Агентство по охране окружающей среды не относит золу к опасным на федеральном уровне веществам, государственный надзор за её использованием и дозами удобрений в сельском хозяйстве отсутствует. В результате при переудобрении овощи поглощают из почвы избыточные дозы мышьяка и других токсинов. Однако серьёзных исследований на этот счёт не проводилось.

Подземные пожары