16世纪70年代，英国国内的用煤量剧增。到17世纪，煤炭已经成为英国重要的燃料来源，很多工业中都使用煤炭。1738年，有一份请愿书请求议会采取措施禁止煤价过分上涨，这份请愿书上有“玻璃制造人、啤酒酿造人、酿酒人、制糖人、肥皂制造人、铁匠、染匠、制砖匠、烧制石灰人、铸造人、布匹印染人”的签名，从这份名单可以看到煤炭使用的广泛（芒图，1983）226。伊丽莎白女王在位期间的16世纪，议会的调查委员会发现大片的森林已经严重地衰减和损毁了。这种木材的短缺不仅意味着燃料的短缺，还威胁着每个人的家庭生活和几乎每种工业的运转，也预示着许多重要的建筑材料即将匮乏，以及与皇家海军密切相关的造船业将面临危险。18世纪初，冶炼铁矿石的唯一燃料是木炭，正因为如此，高炉都设在离森林比较近的地方。钢铁工业的发展使得许多森林逐渐消亡。在伊丽莎白时期，为了保护森林，政府曾经颁布过好几项法令限定某些郡里炼铁厂的数目，并禁止在伦敦周围22英里内开设炼铁厂（芒图，1983）224。人们普遍认为，正是炼铁厂将所有的树木都吞掉了，以至于缺少造船和取暖所需的木材。燃料稀少使金属的生产成本提高，英国冶金工业面临的这种困境正是由煤炭代替木炭来解决的。

在工业革命到来之前，煤炭已经成为主要的燃料。英国1700年煤产量大约是1550年产量的10倍。煤已经成为城市家庭中必不可少的燃料。英国的工业也靠煤来提供动力。1700年英国煤产量约为300万吨，大部分供应国内，煤产量已经是世界其他国家煤产量总和的大约5倍。1750—1755年英国煤炭年产量为423万吨。到1750年，采煤业在英国和西欧成为一种发展良好的产业，在英格兰东北部海岸，其发展水平已达到顶点。我们可从表3-1中看到英国的煤炭产量增长情况。

表3-1　英国煤炭产量（百万吨/年）

煤含有或多或少的硫化物，在燃烧时它就释放出来，铁矿石在含硫化合物的作用下就会变质，影响铁的品质，这种铁容易破碎，不能用锤来加工。怎样用煤炭来生产优质的铁呢？最终解决这一问题的是科尔布鲁克的达比，达比成功地将煤炭变为焦炭。他的成功，部分是由于科尔布鲁克附近的地表发现的煤含硫量很低。

使用焦炭代替木炭来炼铁，有许多好处。首先，焦炭来自煤炭，英国有丰富的煤炭资源，因此焦炭价格相对便宜，在这一点上，木炭则截然相反，对木炭的需求会很快消耗完森林。其次，焦炭不大容易碎裂，可以更多地装入熔炉，而没有被压碎之后堵塞气流的危险。因此就可以使用更大的熔炉以提高产量。而熔炉高度的增加使得矿石能与炽热的燃料保持更长时间的接触。第三，焦炭在熔炉里能够接受较强劲的鼓风，从而会增强还原作用，这样生产的铁水在熔炼过程中更具有流动性，流动性的提高使得金属可以流进铸模内更为狭小的通道，从而制造出更为精巧的铸件（辛格　等，2004）67。焦炭比起木炭不太容易燃烧，因此必须配备更为强劲的鼓风装置。在瓦特的蒸汽机应用于机械鼓风风箱之后，蒸汽动力代替了水力成为鼓风装置的动力，焦炭最终彻底战胜了木炭（辛格　等，2004）69。

所有这些技术革新产生的影响均反映在炼焦炉数目的增加上。在1760年有不超过17座炼焦炉在生产运行，在随后15年间增加了14座；到了1790年，在英国106座鼓风炉中有81座采用焦炭生产（辛格　等，2004）70。在煤炭代替木炭的过程中，炼铁业对植物原料的依赖大大减少，我们可以从表3-2中看到这种替代的进程。

表3-2　炼铁业中矿物燃料对植物燃料的替代（生产每千吨铁的燃料消耗）（哈巴库克，2002）423(www.daowen.com)

煤炭的利用使人们得以超越生物学的限制并且使劳动生产率极大提高。煤炭已经成为工业的“面包”（哈巴库克，2002）310。甚至在1824年，卡诺（Sadi Carnot）就一语中的：“掠夺英国的煤和铁便是掠夺英国的蒸汽机，便是夺去英国的财富之源，破坏英国的繁荣，摧毁那个庞大的帝国（辛格　等，2004）113。”

英国经济长久、持续发展的原因，可以归于英国有丰富的煤炭资源，并且较早和较大规模地开发和利用。英国在工业革命期间，大量地使用了煤炭。蒸汽机需要煤，金属冶炼需要煤，尤其是炼铁，煤炭的消耗量极大。如果没有大量的煤炭供应，工业革命就不能迅速大规模地发展起来。煤炭解除了有机物经济增长的限制。如同食品对于人类一样，煤炭是工业发展的必要条件。有了充足的煤炭，不一定会产生工业革命，但是，如果没有煤炭，工业革命就不会发生。如果没有足够的煤炭作为支撑，从有机物经济转型为以矿物能源为基础的工业经济是无法实现的。

煤炭的重要意义不在于它突然使经济增长率或个人劳动生产率水平出现明显的加速，而在于它突破了一个有机物经济增长的障碍，否则，这个障碍会慢慢地制约经济的增长。有机物经济让位于以矿藏能源为基础的能源集约型经济，使得经济增长的总量和人均产量的增长率都大大高于以前。在英国，这些事情发生在19世纪中叶。正是因为有了一系列的技术进步，从而使这种经济的成功转型得到实现（里格利，2006）75。如果没有煤炭工业，任何现代工业都是不可想象的。煤炭是工业的粮食，没有它工业就要停顿，铁路运输业就要陷于无法恢复的瘫痪状态，世界各国的大工业就要崩溃、瓦解，回到原始野蛮状态。由此可见，煤炭是实现工业革命的必要条件。作为近代世界最重要的能源，煤炭不但是工业革命的引擎——蒸汽机的动力燃料，而且也是近代大规模工业的基础——冶金工业的重要燃料，它还尤其是后来的煤炭化工和火力发电不可缺少的原料和燃料。

煤与铁的结合使得冶金业突破了燃料的瓶颈，从此之后，煤与铁结成不可分割的姻缘，给英国的冶金业开辟了一条康庄大道。由于英国独特的资源优势和有利的运输条件，炼铁业从一个高成本工业部门成为效率最高的工业部门，生铁产量急剧增加。1750年时，英国的生铁进口量还是本国生铁产量的两倍，但到1814年，英国的生铁出口量就达到其进口量的5倍以上。生铁产量从1740年的17350吨剧增到1825年的581367吨（辛格　等，2004）307。