Carbón

En primer lugar el carbón existe en la naturaleza de varias formas, pero como veo que la siguiente pregunta es en relación a la metalurgia supongo que te interesa el carbón grafito y el Coque de horno de colmena empleado en la metalúriga, y respecto a la madera varía según el tipo de madera pero te doy el valor de madera de roble que puede servir como referencia.
Los valores del poder calorífico son para un estado de referencia a 25ºC, y suponiendo combustión completa hasta el estado más estable:
Carbón grafítico ( hasta CO2 ): 7832 Kcal/Kg combustible sólido. ( A partir de ahora todos los valores en Kcal/Kg ).
Coque de horno de colmena ( metalúrgico ): PCI: 6917 PCS: 6961
Madera de roble secada al aire: 4444
PCS: poder calorífico con el agua condensada.
PCI: poder calorífico con el agua en estado gas.
Respecto a la segunda pregunta hay que tener en cuenta que el carbón vegetal se obtiene calentando la madera entre 400ºC y 700ºC, por lo que obtenerlo es muy sencillo, en cambio obtener el coque para metalurgia es más complicado, se obtiene de minas por lo que para obtenerlo resulta obvio que necesitas herramientas de gran dureza y maleabilidad. Por consiguiente los primeros hornos de fundición eficientes utilizaban carbón vegetal como combustible sólido ( poder calorífico 29000-35000 Kj/Kg ) que permitían alcanzar altas temperaturas para fundir los minerales que no se podían alcanzar utilizando otros combustibles de la época como la madera.
Una vez que se alcanzaron los recursos necesarios para la obtención y procesamiento del coque de metalurgia, se fue sustituyendo el carbón vegetal.
En conclusión: no existió una verdadera metalurgia hasta que no se utilizó en los hornos el carbón vegetal porque no existía otro combustible con el poder calorífico suficiente para alcanzar la temperatura de fusion del hierro, o minerales empleados en la metalurgia.