„Alternativními palivy“ (alternative transportation fuels, ATF) se rozumí produkty, které mohou:

• Nahradit stávající konvenční paliva na bázi ropy.
• Řeší jiným způsobem, odlišnou technologií pohon vozidel.

Alternativní paliva jsou známá již mnoho let. Jsou spojená s pojmy jako „průmysl alternativních paliv (alternative fuels industry)“, „výrobci alternativních paliv (alternative fuels providers)“, a „vozidla na alternativní paliva (alternative-fueled vehicles, AFV)“. V této souvislosti se používají též pojmy „náhradní / substituční paliva“.

Existují následující hlavní důvody pro uplatnění alternativních motorových paliv:

• Rostoucí spotřeba paliv.
• Snaha snížit exhalace.
• Omezené zásoby ropy pouze na málo dalších desetiletí.
• Snaha hospodářsky vyspělých zemí o strategickou nezávislost na producentech ropy, tj. po překonání odlišného místa výskytu ropy a spotřeby ropných paliv.
• Naopak relativně velké zásoby zemního plynu a hydrátů metanu.
• Vysoká cena ropných paliv.
• Nedostatek ropných paliv, např. v období válek nebo ropných krizí.
• Snaha řešit některé strukturální národohospodářské problémy, především spojené se zemědělskou výrobou.
• Orientace na biologicky obnovitelná paliva s uzavřeným cyklem oxidu uhličitého.

Alternativní paliva lze třídit podle následujících kritérií:

• Podle výskytu / původu, tj. zda se nacházejí v přírodě (např. zemní plyn), nebo je nutné je vyrábět (např. vodík).
• Zda jsou nebo nejsou obnovitelná. Pro obnovitelná paliva je typický uzavřený cyklus oxidu uhličitého a dobrá biologická odbouratelnost.
• Fyzikálního stavu: Paliva se vyskytují ve všech skupenstvích jako plyny, kapaliny nebo tuhé látky:

• Plyn byl prvním palivem používaným pro pohon spalovacích motorů. Stlačený plyn vyžaduje tlakovou nádrž, znamenající dodatečnou zátěž a nárok na prostor. Množství paliva je přímo úměrné plnícímu tlaku. Plyn je velmi šetrný k motoru.

• Kapalná forma je ideální z hlediska konstrukčního, logistického i obsahem energie.

• Fyzikálně-chemických vlastností Bod varu, tlak par atd.
• Chemického složení: Uhlovodíky, alkoholy, étery, estery, inertní látky, atd.
• Motorářských vlastností, jako jsou oktanové nebo cetanové číslo, výhřevnost, rychlost hoření.
• Emisí, např. neprodukující CO₂ (vodík), s uzavřeným cyklem CO2 (bioetanol) atd.
• Bezpečnosti: Výbušná (vodík, CNG, LNG), nevýbušná (MEŘO), rozpustná ve vodě (alkoholy), jedovatá (metanol) apod.
• Podle pohonné jednotky, pro kterou jsou určená: Zážehový nebo vznětový motor, turbína, elektromotor.
• Vlivu na konstrukci vozidla: Nevyžadující úpravy vozidla (např. směsná nafta), vyžadující úpravy (LPG, MEŘO), vyžadující novou konstrukci (vodík, palivové články). Po úpravě v některých případech mohou vozidla být využívána jako vícepalivová.
• Potenciálního uživatele, např. městské dopravní podniky (CNG), zemědělské podniky (bioetanol, směsná nafta), soukromé osobní automobily (LPG) atd.

Využití alternativních paliv je spojeno s řešením dlouhé řady otázek, především:

• Dostupností a charakterem surovin pro jejich výrobu. Např. nemá smysl vyrábět vodík z ropných uhlovodíků, jejich zdroj je omezený a které lze jako motorové palivo použít přímo.
• Vhodností pro konkrétní klimatické podmínky.
• Technologií výroby, která musí být efektivní, účinná, úsporná a nebýt v rozporu s vlastnostmi výsledného paliva.
• Účinností (well to wheel efficiency), která by pokud možno měla být vyšší, než u klasických paliv. I například běžná komprese plynu je spojená s určitou dodatečnou spotřebou elektrické energie, kterou je nutné vzít do úvahy při hodnocení paliva.
• Cenou, tj. lepší ekonomií provozu pro uživatele. U alternativních paliv je ale často nezbytná určitá forma dotace.
• Akčním rádiem (dojezdem).
• Vlivem na životní prostředí. Pro většinu alternativních paliv se vždy jedná o určitý kompromis mezi pozitivními a negativními vlivy, přičemž pozitivní by měly převažovat.
• Bezpečností. Například je neustále připomínána katastrofa vzducholodi Hindenburg 6.května 1937 spojená s použitím vodíku jako nosného plynu.
• Dostatečnou infrastrukturou, Rozumí se celý systém, technologie a technika výroby a distribuce alternativních paliv, ale i servis vozidel.
• Kde aplikovat přednostně (ve městech) a na jakých vozidlech (s velkou spotřebou paliva).
• Konstrukčními dopady na vozidlo. Toto zahrnuje nejen pohonné jednotky, ale též konstrukční materiály a náklady na pořízení vozidla. Z více důvodů tyto pořizovací náklady na vozidla poháněná alternativními palivy jsou většinou významně vyšší.
• Dostupností vozidel. Zvláště v počáteční fázi implementace alternativních paliv většinou nejsou k dispozici přímo od výrobce, musejí být dodatečně upravovány, výrobce pak po úpravě nechce převzít garance za vozidlo.
• Životností vozidel a komponent.
• Legislativou orientovanou na všechny prvky systému alternativních paliv, včetně nastavení dotační politiky. V USA podpořeno skutečností, že vozidla vládních institucí používají alternativní paliva.
• Vytvořením odpovídajících standardů.
• Vyrovnáním se s nejrůznějšími lobistickými tlaky. Týká se nejen politiků, ale i např. operátorů na trhu paliv, kteří mohou zavádění alternativních paliv podporovat (nové podnikatelské subjekty), nebo naopak chápat jako ohrožení existujícího obchodu (zavedení prodejci, nebo zavedené formy prodeje).
• Načasováním. Např. se velmi liší názory o vhodném období pro zavedení vodíkového hospodářství. Souvisí i s určitou netrpělivostí vládní administrativy učinit ekologická rozhodnutí bez ohledu na skutečný stav vývoje konkrétních alternativních paliv.
• Marketingem, to je odhadem schopností a ochotou uživatelů si vozidla na alternativní paliva pořizovat.

Alternativní paliva se prosazovala postupně, od jednoduché substituce ropných paliv (etanol, směsná nafta), přes komplikovanější konstrukční úpravy (LPG, CNG), až po zcela revoluční řešení (systémy s palivovými články). Aplikace alternativních paliv často představují určitou modernizaci řešení vyskytujících se již automobilové minulosti (použití plynu). Implementací alternativních paliv se trh s pohonnými hmotami stále více diverzifikuje, objevují se určité lokální aplikace a trhy. Do problematiky použití alternativních paliv je vtahováno stále více organizací, které často dříve s dopravou neměly nic společného. Z důvodu dostupnosti paliva a dojezdu vozidel na alternativní palivo je často nezbytné vozy provozovat jako dvoupalivové (LPG + autobenzín). Je zajímavé, že zvláště v počáteční fázi je větší důraz kladen na rozvoj alternativních paliv než samotných vozidel na alternativní paliva. Používání alternativních paliv v Evropě bude regulováno připravovaným doplňkem směrnice EÚ 92/81/EEC, která předpokládá dosažení z dnešního pohledu neuvěřitelného 20% podílu alternativních paliv na celkové spotřebě paliv v roce 2020.

Současná tendence k většímu používání naftových motorů u osobních automobilů omezuje případný sortiment alternativních paliv. Přestavět vznětový motor na použití LPG je totiž obtížnější, než zážehový. A údržba naftových motorů je výrazně finančně náročnějí než motorů benzinových, které jsou dnes v podstatě bezúdržbové.