Powstawanie energii z paliw kopalnych
Najważniejszymi paliwami do wytwarzania energii elektrycznej w 2019 roku były węgiel kamienny i brunatny.
W elektrowniach cieplnych energia chemiczna zawarta w paliwach (jak w tych wspomnianych) przetwarzana jest na energię elektryczną. Potrzeba bardzo dużej ilości węgla do pracy elektrowni cieplnej. Przyjmuje się, że do wytworzenia 1 kWh potrzebne jest około 0,5 kg węgla energetycznego, a w przypadku węgla brunatnego wielkość ta wzrasta trzykrotnie. Elektrownie pracujące na węglu brunatnym, jak choćby Elektrownia Bełchatów, budowane są w najbliższym sąsiedztwie kopalni, co pozwala ograniczyć koszty transportu surowca energetycznego.
Paliwo spalane jest w specjalnie przystosowanych kotłach, wytwarzających parę wodną o wysokiej temperaturze i wysokim ciśnieniu. Na tym etapie energia chemiczna paliwa zostaje zamieniona na energię cieplną pary wodnej. Para dostaje się do turbiny, gdzie rozprężając się wykonuje pracę mechaniczną - czyli zachodzi kolejna przemiana energii cieplnej na mechaniczną. Otrzymana energia mechaniczna dostarczana jest do generatora, gdzie z kolei jest przetwarzana na energię elektryczną. Niestety na każdym etapie wszystkim przemianom towarzyszą straty energii. Mało tego – jakaś część energii wytworzonej w elektrowni musi zostać przeznaczona na tzw. potrzeby własne - czyli na zasilanie elementów cyklu produkcyjnego (np. wentylatorów, odpylaczy, młynów węglowych, układu chłodzenia generatora, itd.), hal (np. urządzeń zabezpieczających, sterowniczych i sygnalizacyjnych) czy budynków (np. oświetlenia). Energia jest pobierana bezpośrednio z generatorów i rozsyłana do poszczególnych urządzeń przez transformator.
Przerwa w pracy niektórych urządzeń jest niedopuszczalna, dlatego instaluje się dwa lub trzy urządzenia, które mogą pełnić pewne zadanie, ale w normalnym trybie pracuje tylko jedno. Dzięki takim rozwiązaniom praca elektrowni bardzo rzadko zostaje przerwana, a energia elektryczna generowana jest w sposób ciągły, ale nie zawsze z taką samą intensywnością.