Petroleumkoks, eller petcoke, är en biprodukt från raffinering av råolja. Den består mestadels av kol, med varierande mängder svavel och tungmetaller. Det har många industriella användningar, inklusive produktion av batterier, stål och aluminium. Lågklassig petcoke, som innehåller högre koncentrationer av svavel, används som bränsle i koleldade kraftverk och cementugnar. Kol av lägre kvalitet beräknas utgöra 75-80% av all producerad petcoke.
Produktionen av petcoke i Nordamerika har ökat de senaste åren på grund av raffinering av råolja som kommer från Kanadas tjärsandregion. Om allt återvinningsbart bitumen (de "beprövade reserverna") från tjärsand avlägsnades och förfinades, kunde flera miljarder ton petcoke produceras. Vid stora kapacitet kan stora amerikanska raffinaderier producera 4 000 till över 7 000 ton petcoke per dag. 2012 exporterade USA 184 miljoner fat (33 miljoner ton) petcoke, främst till Kina. Mycket petcoke produceras också i Kanada, i närheten av tjärsand, där bitumen uppgraderas till syntetisk råolja eller syncrude.
Bitumens höga täthet, eller vad som ger den den halvfasta konsistensen, förklaras av att den innehåller mer kol än konventionell olja. Raffinering av råolja från tjärsand innebär minskning av antalet kolatomer per kolväte-molekyl. Dessa kasserade kolatomer bildar så småningom petcoke. Eftersom stora volymer tjärsand råolja för närvarande raffineras, produceras och säljs stora mängder lågkvalitets petcoke som ett billigt bränsle för kolanläggningar. Denna förbränning av petcoke är där tjersandbitumen släpper ut extra koldioxid jämfört med konventionell olja. Petcoke producerar mer CO2 per pund än nästan någon annan energikälla, vilket gör den till en bidragsgivare till växthusgaser och därmed en drivkraft för globala klimatförändringar.
Raffinering av svavelrik tjärsandbitumen koncentrerar svavelhalten i petcoke. Jämfört med kol kräver förbränning av petcoke användning av ytterligare föroreningsregler för att fånga upp mycket av svavlet. Dessutom koncentreras tungmetaller också i petcoke. Det är oroligt att dessa metaller släpps ut i luften när petcoke används som bränsle i ett kolkraftverk. Samma koncentrerade tungmetaller kan komma in i miljön på lagringsplatser där stora högar petcoke är iscensatt, upptäckt. Epicentret för klagomål som härrör från petcoke lagring verkar finnas i området Chicago, Illinois,. Stora högar med petcoke, vardera gjorda av tusentals ton av dammigt material, sitter längs floden Calumet och kommer från ett oljeraffinaderi i närliggande Whiting, Indiana. Dessa lagringsplatser ligger i närheten av bostadsområden i Chicagos sydöstra sida, där invånarna klagar över damm från petcoke-högarna som blåser i sina grannskap.
Den senaste tiden i naturgasproduktionen har varit en utmaning för koleldade kraftverk. Många har stängts eller konverterats till naturgaskraftgeneratorer. Emellertid kan petcoke användas samtidigt med kol i många kraftverk, en metod som kallas medfyring. Det finns vissa tekniska utmaningar förknippade med sameldning (till exempel från petcokes höga svavelhalt), men det mycket låga priset på petcoke kan vara en viktig faktor för att hålla kolkraftverk öppna i en ekonomiskt konkurrenskraftig energimiljö. Nytt liv skulle kunna andas in i planerade till nära stenkolkraftverk, för ett nettoresultat förhöjd CO2 utsläpp.