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替代能源（英語：alternative energy）指的是所有能夠代替化石燃料的能源資源。這些替代能源能夠解決人們對化石燃料的諸多顧慮。

隨着時間的推移，替代能源的構成以及有關能源使用的諸多爭議都發生了很大變化。如今，伴隨着可選擇能源的增加以及能源使用目的的多樣性，人們在是否將一種能源劃分為替代能源上產生了很大分歧。

但總體來說，現在所說的替代能源是在生產或回收過程中，不會像化石燃料那樣產生不良後果的能源。這些不良後果尤其指會造成全球變暖的一個重要原因——高二氧化碳（溫室氣體）排放。

發展歷程

經濟歷史學家已經觀察到了替代能源使用的關鍵性過渡期，並認為其對今後的重大經濟變革具有關鍵性的影響。當替代能源即將取代當時的主導能源時，主導能源的供應就會變得不穩定，同時還伴有能源價格的快速上漲。

煤炭替代木材

歷史學家Norman F. Cantor描述了中世紀後期煤炭作為當時的替代能源，把整個社會從對木材過度消耗的危機中拯救了出來：

「在中世紀的前幾個世紀，歐洲人居住在廣袤的森林中。1250年後，他們大肆砍伐森林，到了1500年，用於做飯和取暖的木材已經十分缺乏了。截止到1500年，歐洲正處於能源和營養危機的邊緣，直到16世紀煙煤的發現以及玉米和馬鈴薯種植才化解了這場災難。」

石油替代鯨油

19世紀早期，鯨油是當時主要的潤滑油和照明燃料，到19世紀中期，人類對鯨魚的大量捕殺導致鯨魚數量急劇減少，鯨油價格扶搖直上，但也為石油的引進提供了時機，首批商品化的石油出現在1859年的賓夕法尼亞州。

乙醇替代化石燃料

1917年，亞歷山大·格拉漢姆·貝爾提倡使用從玉米、小麥和其他農作物中提取的乙醇作為煤和石油的替代能源，並聲稱人類離化石燃料用盡的那一天已經不遠了。在貝爾看來，需要替代能源是因為現有的主要能源再生能力都不強。從20世紀70年代開始，巴西就制定了乙醇燃料項目，並成為僅次於美國的世界第二大乙醇生產國和世界上最大的乙醇出口國。在該項目中，巴西使用現代化的生產設備，將廉價的糖蔗作為原料，把剩下的蔗渣用來供熱和發電，此後，巴西的街道上再也沒有完全依靠石油驅動的輕型車。到2008年底，巴西全國至少配有一個乙醇燃油加油泵的加油站已有35000家。

纖維素乙醇能從眾多原料中生產出來，並且能提高農作物的利用率。由於產出的有用原料增多，而一些養分密集型肥料和殺菌劑的使用量保持不變，所以這種新的方法能夠提升農作物總產量，並減少碳足跡。2008年，美國已有九家在建或已投入生產的商用纖維素乙醇工廠。

第二代生物燃料技術能夠從非食用生物中生產燃料，因此能夠儘量避免將食物變為燃料。截至2010年7月，丹麥已有一家第二代（2G）商用乙醇燃料工廠（因必肯生物煉油廠）在運行生產。