Fossiilinen polttoaine

Fossiiliset polttoaineet ovat polttoaineita, jotka syntyvät eliöiden biomassan fossiloituessa maaperään. Fossiilisia polttoaineita ovat mm. kivihiili, ruskohiili, maakaasu ja raakaöljystä jalostetut polttoöljyt. Kansainvälisissä luokituksissa turve luokitellaan usein fossiiliseksi polttoaineeksi, vaikka se on selvästi niitä syntyperältään nuorempi polttoaine (EU, IPCC, Tilastokeskus). 
Fossiiliset polttoaineet ovat uusiutumattomia luonnonvaroja, tai hyvin hitaasti uusiutuvia, kuten noin 10 000 vuoden ajanjaksolla uusiutuva turve. Fossiilisten polttoaineiden kemiallinen energia on alun perin maapallon alkuaikojen kasvillisuuden keräämää aurinkoenergiaa. Energiantuotanto fossiilisilla polttoaineilla perustuu raaka-aineen polttamiseen, missä vapautuvaa lämpöenergiaa voidaan käyttää lukuisiin eri tarkoituksiin. Polttamisessa syntyy pääosin hiilidioksidia ja vettä sekä polttoainelaadusta ja polttotekniikasta riippuen muita aineita kuten rikki- ja typpiyhdisteitä. 
Fossiilisten polttoaineiden käyttö alkoi suuremmassa määrin 1850-luvulla ja on jatkanut kasvuaan kokonaismäärässä siitä asti (2020). Osuutena kokonaisenergiankulutuksesta fossiiliset polttoaineet ovat olleet selvästi suurin ja vastannus siten suurimmasta osasta samanaikaista räjähdysmäistä energian käytön kasvua.
Koska fossiilisten polttoaineiden polttaminen vapauttaa maaperään sitoutunutta ainesta ilmakehään on se huomattava kasvihuonepäästöjen ja siten antrooppisen ilmaston lämpenemisen aiheuttaja. Öljyn tarjonnan ennustetaan niukkenevan jo lähitulevaisuudessa, mutta maakaasua ja hiiltä riittää maaperässä jopa sadoiksi vuosiksi (2020). Jos ilmaston lämpenemistä halutaan rajoittaa, fossiilisten polttoaineiden jäljellä olevat varannot pitäisi jättää lähes kokonaisuudessaan maan poveen. Fossiilisten polttoaineiden päästöjen olisi lähdettävä globaalisti laskuun 2020 mennessä, jotta Pariisin ilmastosopimuksen tavoitteet voidaan saavuttaa.
Määritelmä.
IPCC:n arviointiraportin (2007) määritelmä fossiiliselle polttoaineelle on "”Hiilipohjainen polttoaine fossiilisesta hiilivetykerrostumasta sisältäen kivihiilen, turpeen, öljyn ja maakaasun.”" (Fossil fuels: Carbon-based fuels from fossil hydrocarbon deposits, including coal, peat, oil and natural gas.)
Käyttö.
Fossiiliset polttoaineet ovat olleet teollistuneiden yhdyskuntien merkittävin energianlähde niiden synnystä lähtien. 
Alla oleva kaavio havainnollistaa fossiilisten polttoaineiden merkitystä suhteessa muihin energianlähteisiin eräissä teollisuusmaissa. Tanska ja Saksa ovat tyypillisempiä teollisuusmaita kuin Suomi ja Ruotsi siinä suhteessa, että Suomessa ja Ruotsissa ydinvoiman, vesivoiman ja biopolttoaineiden käyttö on tavallista merkittävämpiä. Kaaviossa fossiilisiin polttoaineisiin luetaan mukaan ajoneuvojen nestemäiset polttoaineet.
Päästöt.
Poltettaessa syntyy polttoaineesta ja polttotekniikasta riippuen erilaisia savukaasuja, joista yleisin on hiilidioksidi. Palaessa vapautuu myös vettä, rikkidioksidia, typen oksideja ja lukuisia pienhiukkasia. Maakaasulla, joka on pitkälti metaania, hiilidioksidipäästöt ovat noin kolmanneksen muita fossiilisia polttoaineita matalammat.
Hiilidioksidi on ilmaston lämpenemisen kannalta merkittävin kasvihuonekaasu. Rikin ja typen oksidit aiheuttavat vesissä ja maaperässä happamoitumista. Pienhiukkaset aiheuttavat hengitettyinä terveysongelmia.
Hiilidioksidin poistaminen savukaasuista on periaatteessa mahdollista, joskaan ei kustannusten ja hiilidioksidin loppusijoittamisen hankaluuden takia ole merkittävästi käytössä. Rikin ja typen oksidit pystytään pääosin poistamaan erilaisin puhdistusmenetelmin ja polttoprosessia hienosäätämällä. Sähkösuodattimilla voidaan savukaasuista poistaa lähes kaikki pienhiukkaset. Pienemmissä ja liikkuvissa kohteissa kuten autoissa savukaasujen puhdistaminen on vaikeampaa kuin suuremmissa kiinteissä laitoksissa, joten liikenne aiheuttaa merkittäviä päästöjä sielläkin missä laitosten päästöt puhdistetaan huolellisesti.