Paliwa syntetyczne to dowolne paliwo płynne wyprodukowane z czegoś, co ma energię – takiego jak węgiel, gaz ziemny, piaski bitumiczne lub biomasa. Natomiast paliwem naturalnym byłoby coś w rodzaju ropy. Paliwa syntetyczne są często nazywane paliwami syntetycznymi.
W 1944 roku, kiedy w ramach US Bureau of Mines ustanowiono Program Syntetycznych Paliw Płynnych, rząd Stanów Zjednoczonych wspierał inwestycyjnie produkcję paliw syntetycznych. W rezultacie firmy gazowe i naftowe zaczęły z nich korzystać, podobnie jak wiele z nich – na przykład Shell, Exxon, Statoil, Rentech i Syntroleum. Jednak ten program paliw syntetycznych został wstrzymany przez Kongres w 1985 r., po wydaniu 8 miliardów dolarów amerykańskich (USD) w ciągu 40 lat. W latach 1970. ustanowiono program ulg podatkowych dotyczących paliw syntetycznych, kontynuując dążenie do paliw syntetycznych. Skorzystały z tego TECO, Progress Energy, DTE i Marriott.
Paliwa syntetyczne są klasyfikowane w oparciu o surowiec użyty do ich wytworzenia. Zdecydowanie trzy najważniejsze procesy to węgiel do cieczy (CTL), gaz do cieczy (GTL) i biomasa do cieczy (BTL).
Najszerzej stosowaną formą paliwa syntetycznego jest węgiel ciekły i jego pochodne. Proces Fischera-Tropscha, opracowany przez nazistowskie Niemcy i obecnie używany przez firmę Sasol w Republice Południowej Afryki, jest jednym z najczęściej wykorzystywanych do przetwarzania węgla, a także biomasy lub gazu ziemnego na paliwa syntetyczne.
Niezależnie od tego, czego używasz do produkcji paliw syntetycznych, pierwszym krokiem jest przekształcenie go w tlenek węgla i wodór. W przypadku gazu ziemnego, takiego jak metan, wymaga to częściowego spalania. W przypadku węgla lub biomasy konieczne jest zgazowanie, co oznacza łączenie materiału z wodą i tlenem lub powietrzem w wysokich temperaturach. Węgiel w węglu łączy się z tlenem w wodzie, tworząc tlenek węgla, podczas gdy pozostałe atomy wodoru tworzą gazowy wodór. W ten sposób powstaje substancja zwana gazem syntezowym, która sama może być wykorzystywana jako paliwo lub dalej przetwarzana na olej napędowy lub inną pochodną.
Olej napędowy był kiedyś wytwarzany wyłącznie z ropy naftowej, stąd nazwano go petrodiesel. Obecnie do jego produkcji wykorzystuje się inne substancje, takie jak biomasa czy gaz ziemny, stąd biodiesel.