I combustibili fossili sono derivati dalla carbogenesi, cioè da quel processo di trasformazione sviluppatasi in milioni di anni, di sostanza organica, sedimentatasi sottoterra nel corso delle ere geologiche, in forme molecolari via via più stabili e ricche di carbonio.
Rientrano in questa categoria fondamentalmente Petrolio e altri idrocarburi naturali Carbone in generale, quindi tutte le sue forme da torba a antracite, Gas naturale.
I combustibili fossili sono oggi la principale fonte energetica, utilizzata in larga scala su tutto il pianeta. Questo per alcune specifiche caratteristiche che li contraddistinguono:
sono "compatti", in pratica hanno un alto rapporto energia-volume
sono facilmente trasportabili (La trasportabilità del gas naturale e' funzione della distanza da compiere e della topografia delle zone attraverstae con il gasdotto
sono facilmente immagazzinabili
sono utilizzabili con macchinari relativamente semplici e costano relativamente poco.
In particolare queste ultime due caratteristiche hanno determinato un meccanismo di progettazione e costruzione di macchinari e sistemi di supporto ed infrastrutture per queste fonti energetiche molto sviluppato e capillare.
Ciò a scapito della progettazione di macchine e tecnologie che possano sfruttare fonti energetiche alternative. Affermazione vera fino al recente passato.
Come ogni medaglia però, anche i conbustibili fossili presentano non poche problematiche. Tralasciando le dinamiche socio-economiche e gli interessi delle nazioni produttrici e/o consumatrici di tali giacimenti, più tecnicamente nello specifico:
sono inquinanti, anche se con l'utilizzo di macchine moderne questo problema si è notevolmente ridotto. Una forma di inquinamento e' data dalla diffusione in atmosfera di sostanze associate naturalmente a questi combustibili. Per esempio la liberazione di anidride solforosa (SO2) responsabile del fenomeno delle piogge acide.
Il loro utilizzo determina un incremento della quantità di CO2 in atmosfera, un gas non direttamente inquinante, ma oggi considerato come il maggiore imputato del surriscaldamento globale. La quantita' di CO2 emessa dipende dal tipo di combustibile utilizzato, a parità di energia prodotta il carbone produce una quantità quasi doppia di anidride carbonica rispetto al gas naturale.
Non sono risorse rinnovabili, dato che il processo di fossilizzazione della sostanza organica è estremamente lungo e la quantità che oggi si fossilizza è trascurabile rispetto ai fabbisogni energetici della società in cui viviamo. Quest'ultima caratteristica, implica il fatto che i giacimenti in sfruttamento si esauriscono, mentre le richieste energetiche aumentano, (con conseguente aumento del loro prezzo).
L' esaurimento dei depositi di combustibili fossili e l'aumento dalla pressione dell'opinione pubblica che vede nei combustibili fossili la principale fonte di danni ambientali, fa sì che quote sempre maggiori di fonti energetiche alternative siano prese in cosiderazione nelle pianificazioni energetiche nazionali, e internazionali.