煤炭资源的利用方式主要有两种。一是以燃料形式直接利用热能，约占煤炭消耗总量的80%。其中，用于发电用煤55%，建材用煤14%，民用及其它用煤10%;二是以原材料形式利用化学能，约占20%。其中钢铁用煤近16%，煤化工消耗约5%。
与煤炭消费密切相关的大气环境污染物主要包括二氧化硫、氮氧化物、颗粒物(PM)、二氧化碳、重金属(汞、砷)等等。这里以火电和现代煤化工为例，比较两种利用方式的环保利弊。
1、二氧化硫
火电脱硫(目前95%以上为石灰石-石膏法)，脱硫效率高的可达95%。但花费巨资仅仅改变污染物的形态，只是将二氧化硫从气态转变为固态污染物，需要占用大量土地，还将产生二次污染。煤化工是将硫变成化工原料如硫磺等，且回收率可高达99.5%以上，最终排放量只有火电厂脱硫后的1/20左右，回收的硫磺可有效解决我国硫磺资源的短缺。近几年我国硫磺进口依存度高达70%，进口量保持在1000万吨/年左右，相当于10亿吨规模煤化工(以煤中含硫1%计)的回收量，也相当于2011年全国二氧化硫的排放总量。
2、氮氧化物
火电补燃用空气(有效氧含量21%)，1400—1500℃高温加上空气中大量的氮气(78%)，增加了氮氧化物的生成和排放。现代煤化工是纯氧气化，没有外来的氮源，且气化过程为还原气氛，不具备合成氮氧化物条件，煤中的氮元素主要转化为氨氮。因此，从来源分析，火电的氮氧化物产生量远高于煤化工。
3、固体颗粒物(PM)
火电PM的来源主要是有组织的高空烟囱排放、备煤过程低空除尘器排放和无组织地面二次扬尘(煤堆场、渣堆场、灰堆场、转运等)。煤化工生产高温高压，工艺过程基本没有粉尘排放，大部分粉尘均被液相扑集，也不易二次扬尘，PM仅有备煤干燥过程的低空除尘器排放、煤堆场的地面二次扬尘。因此，煤化工的PM产生与排放优势均是火电无法相比的。
4、二氧化碳
对于同一种煤(煤种从褐煤到无烟煤，含碳量60-98%，假定完全燃烧)，用于火电时，煤中的碳全部转化为二氧化碳。用于煤化工时，煤中的碳部分被固定在产品中，部分转化为二氧化碳排放。根据不同的产品和工艺路线，煤化工二氧化碳排放可比火电降低30—70%。此外，火电排放的二氧化碳浓度低(小于20%)、废气量大，CO2的捕集与封存(CCS)难度大、成本过高。相比之下，煤化工排放的二氧化碳浓度可达到87%-99%，捕集与封存(CCS)的优势十分显著。
5、重金属(砷、汞等)
根据全国24个省市107个煤矿的煤质测定，砷元素的浓度范围为0.322×10-6-97.8×10-6(以干煤计)，火电虽然经过除尘、脱硫脱硝过程可以扑集部分重金属，仍然有部分重金属排入大气。煤化工工艺过程，80%左右的砷进入灰渣水，20%左右进入煤气。由于砷危害后续工艺，煤气需要净化脱砷，因此，砷等重金属几乎不会排入大气。
通过比较分析可以看出，煤化工在大气污染方面的环保优势是火电无法比拟的。除此之外，煤化工多联产还具有火电不具备的调峰调谷优势。因此，发展现代煤化工对于改善环境质量具有不可低估的作用!
