Vari carburanti, ottenuti nelle lavorazioni petrolchimiche e alternativi alle benzine per autoveicoli, sono impiegati già da tempo.

Per esempio, i gas di petrolio liquefatti, provenienti dalle lavorazioni delle raffinerie di petrolio, sono usati estensivamente come carburanti per autoveicoli, soprattutto in Europa, USA e Giappone. Parimenti, in aumento sono gli autoveicoli alimentati a gas naturale compresso.

In entrambi i casi un limite a uno sviluppo generalizzato di questi carburanti è dato dalla mancanza di infrastrutture adeguate per il rifornimento degli autoveicoli e, nel caso del gas naturale compresso, anche dalla necessità di costruire serbatoi a pressione di volume limitato e più leggeri.

Ma è con l'uso degli alcoli inferiori, in particolare il metanolo e l'etanolo, come carburanti alternativi che si sono aperte nuove e inedite possibilità di impiego di carburanti a basso tasso di inquinamento sia in fase di produzione sia in fase di utilizzo. Tali alcoli sono dei carburanti di elevate prestazioni che emettono bassi livelli di sostanze tossiche e di ozono.

Il metanolo viene ottenuto a prezzi competitivi con quelli della benzina da gas naturale, ma anche dal carbone e dal legno. Tutti i più importanti produttori di automobili hanno sperimentato autoveicoli a minore tasso di inquinamento alimentati con miscele 85% metanolo 15% benzina; gli autoveicoili alimentati con 100% metanolo offrono vantaggi ancora più significativi in quanto a efficienza e qualità delle emissioni all'aria. Va rilevato che il metanolo è già da tempo usato per le auto da competizione grazie alle superiori prestazioni e alla sicurezza antincendio.

L'etanolo viene derivato dalla lavorazione delle piantagioni di canna da zucchero, di grano o di altre piante, o da materiali cellulosici derivati dal trattamento del legno o degli scarti della carta, contribuendo a bilanciare l'anidride carbonica emessa nell'atmosfera all’atto dell’utilizzo con quella assorbita dalle piante usate come materie prime rinnovabili per la produzione dell’etanolo. Viene estesamente utilizzato come carburante per automobili in Brasile in miscela con acqua in un rapporto etanolo/acqua di 96%/4%.

Tra gli altri composti organici ossigenati utilizzati come carburanti alternativi figurano l’alcol isopropilico, l’alcol sec-butilico e l’alcol ter-butilico.

Nel campo dei motori diesel un notevole sviluppo ha avuto l'impiego di carburanti ottenuti da sostanze naturali derivate dalla soia, dalla colza e dal girasole, in sostituzione del gasolio. In particolare la Montedison ha introdotto a suo tempo in Italia il Diesel-Bi, combustibile ottenuto per trans-esterificazione di oli vegetali con formazione di un estere metilico puro che presenta sensibili vantaggi rispetto all'olio diesel. Tra l'altro, può essere utilizzato direttamente nei diversi tipi di motori, da quelli degli autobus a quelli delle automobili senza sostanziali modifiche o adattamenti dei motori stessi.

Questi carburanti alternativi derivati da sostanze rinnovabili consentono un notevole abbattimento di emissioni inquinanti tipiche dei carburanti per motori diesel e in particolare la completa eliminazione di emissioni di anidride solforosa. Anche in questo caso essi non concorrono all'accumulo di anidride carbonica nell'atmosfera in quanto nella combustione emettono l'anidride carbonica precedentemente fissata mediante la fotosintesi dalle piante usate come materie prime.

Un'altra interessante alternativa ai carburanti tradizionali diesel è data dal dimetiletere, normalmente impiegato come additivo chimico e come gas nei contenitori aerosol dove ha sostituito in gran parte il butano. Attualmente la produzione del dimetiletere risulta economicamente svantaggiosa rispetto agli altri carburanti per motori. Ma un nuovo processo di produzione del dimetiletere decisamente più economico è stato messo a punto dalla società danese Harold Topsoe e tutto fa prevedere un forte impulso dell’utilizzo di questo composto.

Il processo Topsoe impiega come materia prima il gas naturale, il metano e il biogas che vengono trasformati via metanolo in dimetiletere.

Il dimetiletere è inodore, esente da composti tossici e non contiene acqua. Viene stoccato a pressione relativamente bassa a temperatura ambiente ed è caratterizzato da un elevato numero di cetano. Non richiede alcun additivo per funzionare come carburante di motori diesel e nello stesso tempo genera minori quantità di residui e di sottoprodotti.

Il composto è molto vicino al gas metano per quanto riguarda il profilo degli scarichi e ha inoltre una più bassa emissione di anidride carbonica.

Grazie alla sua semplice composizione e all’alto numero di cetano il dimetiletere è quindi particolarmente adatto per i motori diesel. Esso potrà favorire notevolmente l’impiego delle automobili diesel responsabili attualmente di elevato inquinamento a causa della difettosa regolazione degli scarichi che generano tra l’altro l’emissione di grandi quantità di ossidi di azoto e potrà venire vantaggiosamente impiegato nei vari tipi di motori diesel, come quelli per i furgoni leggeri, le auto private, gli scooters, gli autocarri pesanti e i veicoli fuori strada

In prospettiva tuttavia il passo decisivo nell'utilizzo dei carburanti alternativi verrà dato dall'impiego su larga scala di idrogeno come carburante.

L'idrogeno è il più abbondante elemento sulla terra; esso si trova in forma combinata tra l'altro in molecole disponibili in enormi quantità come quelle di acqua e degli idrocarburi.

L'idrogeno è un carburante estremamente efficiente senza presentare nel contempo gli svantaggi dei carburanti tradizionali di origine naturale, come il petrolio, il carbone e il gas naturale. L'elemento infatti consente di ridurre drasticamente le emissioni di carbonio come l'ossido di carbonio e l'anidride carbonica. Inoltre, l'idrogeno non contiene zolfo o altri materiali che originano sostanze in forma di particolati. Si hanno soltanto produzioni limitate di ossidi di azoto nella combustione dell'idrogeno, derivati dalla presenza dell'azoto nell'aria usata come comburente.

I risultati dei numerosi studi sui pericoli connessi con l'utilizzo dell'idrogeno indicano che l'elemento brucia in un intervallo di concentrazioni nell'aria dal 4% al 75%, ma, essendo molto leggero, difficilmente l'elemento raggiunge queste concentrazioni nell'aria. Alla benzina basta raggiungere una concentrazione di solo 1% per bruciare e quasi la stessa per detonare, mentre la concentrazione dell'idrogeno nell'aria deve raggiungere il 18% per detonare. L'idrogeno brucia con una fiamma invisibile ma la fiamma non irradia calore per cui tutto ciò che sta al di fuori della stessa non viene coinvolto nel processo di combustione.

Certamente un uso più estensivo dell'idrogeno come carburante porrà il problema, comune del resto anche ad altri carburanti alternativi, di una sua distribuzione sul territorio. L'elemento può essere trasportato per nave cisterna o per pipeline, inoltre esso può essere stoccato come gas compresso in maniera simile al gas naturale liquefatto adottando serbatoi opportunamente isolati. Le ricerche in corso sono volte alla messa a punto di strutture nanocristalline di idruri metallici capaci di assorbire elevate quantità di idrogeno in spazi più ristretti.

La produzione dell'idrogeno avviene attualmente per steam reforming di gas ricchi in idrocarburi, per elettrolisi dell'acqua o anche nella produzione di cloro-soda. Ma l'obiettivo finale è quello di una produzione e trasporto di idrogeno con zero emissioni, ottenuto da fonti rinnovabili di energia come quelle solare, eolica, geotermica o dalle biomasse.

Va rilevato che il trend storico nell'impiego di carburanti va verso l'utilizzo di carburanti contenenti sempre meno carbonio sempre più idrogeno; basta pensare al graduale passaggio dal legno secco (90% carbonio, 10% idrogeno), al carbone (62% carbonio, 38% idrogeno), al gas naturale (20% carbonio, 80% idrogeno) per arrivare infine all'utilizzo di idrogeno puro.

Attualmente le più importanti società automobilistiche, come la Daimler-Benz, la Ford, la BMW, la Toyota e altre stanno sperimentando da tempo l'impiego di autoveicoli alimentati con idrogeno.