Υπάρχει μια ποικιλία εναλλακτικών πηγών ενέργειας που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν στην αεροναυτιλία—στην πραγματικότητα, μερικές είναι ήδη σε χρήση με υπάρχουσα τεχνολογία. Μεταξύ αυτών των εναλλακτικών πηγών ενέργειας, τα καύσιμα Fischer-Tropsch, τα βιοκαύσιμα και τα καύσιμα υδρογόνου είναι τα πιο đáng σημείωσης. Αν και υπάρχουν μερικές που δεν είναι πρακτικές με σύγχρονη τεχνολογία, υπάρχουν και καύσιμα που είναι πολύ διαμαρτυρικά για να χρησιμοποιηθούν.
Τα περισσότερα αεροπλάνα χρησιμοποιούν κερosine, που καλείται επίσης πετρελαίου, για να πετάνε. Το κερosine είναι υδρογόνιο που προέρχεται από πετρέλαιο. Επειδή η παγκόσμια προμήθεια ορυκτών καυσίμων είναι περιορισμένη, και επειδή μερικές χώρες δεν είναι πλούσιες σε ορυκτά καύσιμα, εταιρείες και επιστήμονες έχουν ερευνήσει πιθανές εναλλακτικές πηγές ενέργειας για ορυκτά καύσιμα. Επιπλέον, όταν καίγονται ορυκτά καύσιμα, απελευθερώνουν διοξείδιο του άνθρακα, το οποίο είναι αέρας glasshouse. Οι πηγές αεροναυτιλίας είναι επίσης υπεύθυνες για περίπου 2 τοις εκατό των παγκόσμιων εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα, οπότε πολλές εναλλακτικές πηγές ενέργειας εστίασαν σε αντικαταστατικά καύσιμα που θα μειώσουν τις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα.
Η διαδικασία Fischer-Tropsch εφευρέθηκε στη Γερμανία τη δεκαετία του 1920 και 1930. Λειτουργεί μετατρέποντας αέρινα ουσίες σε υγρά συνθετικά καύσιμα από προϊόντα όπως ο άνθρακας. Αυτή η αντίδραση ξεκινά με ένα μίγμα υδρογόνου και μονοξείδίου του άνθρακα, το οποίο συνδυάζεται με κобαλτό, σίδηρο, νικέλιο, ή σε μικρότερο βαθμό άλλα μέταλλα, το οποίο δημιουργεί ένα συνθετικό υγρό υδρογόνιο που είναι εικονικά ταυτόχρονα, χημικά, με συμβατικό καύσιμο.
Επειδή είναι εικονικά ταυτόχρονο με συμβατικό καύσιμο, μπορεί να αναπτυχθεί χωρίς αλλαγή της αεροναυτικής υποδομής. Στην πραγματικότητα, αυτή είναι η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη εναλλακτική πηγή ενέργειας για την αεροναυτιλία, καθώς μπορεί να χρησιμοποιηθεί με ακριβώς τον ίδιο τρόπο με συμβατικά καύσιμα.
Όταν καίγονται για καύσιμο, τα καύσιμα Fischer-Tropsch απελευθερώνουν διοξείδιο του άνθρακα, απελευθερώνουν όμως σχεδόν καθόλου διοξείδιο θείου. Προς το παρόν, υπάρχουν πρωτοβουλίες ερευνών για την παραγωγή αυτού του μιμητικού ορυκτού καυσίμου χρησιμοποιώντας ανανεώσιμη ενέργεια. Έτσι, αν και αυτό μπορεί να μην βοηθήσει σε όλες τις πτυχές της παγκόσμιας δίσυσης, είναι μια εναλλακτική σε μη ανανεώσιμα ορυκτά καύσιμα και θα μειώσει ορισμένες θειώδεις εκπομπές.
Τα βιοκαύσιμα είναι καύσιμα που προέρχονται από φύτα όπως η φύκος. Τα βιοκαύσιμα μπορούν είτε να δημιουργηθούν από την ζύμωση των φυτών και τη δημιουργία εθανόλης, είτε από τηνέρμανση φυτικών ελαίων που μπορούν μετά να καυθούν σε κινητήρες. Η εθανόλη δεν χρησιμοποιείται στην αεροναυτιλία γιατί είναι πολύ ασταθής. Ωστόσο, η δεύτερη διαδικασία—έρμανση φυτικών ελαίων που καίγονται μετά σε κινητήρες—έχει χρησιμοποιηθεί στην αεροναυτιλία.
Τα έλαια λαμβάνονται από φύτα που είναι πολύ πλούσια σε φυτικά έλαια ή έλαια από φύκους, τα οποία είναι επίσης υψηλά σε έλαια. Αν και θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν μόνα τους, ο πιο κοινός τρόπος χρήσης βιοκαυσίμων είναι να αναμιγνύεται ένα βιοκαύσιμο με ένα συμβατικό καύσιμο. Υπάρχουν προβλήματα, όμως, με τη χρήση βιοκαυσίμων σε υψηλά υψώματα γιατί δεν λειτουργούν τόσο καλά σε χαμηλές θερμοκρασίες όσο το συμβατικό κερosine. Για αυτόν τον λόγο, τα βιοκαύσιμα ερευνώνται ακόμα· ωστόσο, τα αεροπλάνα θα μπορούσαν να πετάνε χαμηλότερα ή να χρησιμοποιούν διαφορετικά μίγματα βιοκαυσίμων για να αντιμετωπίσουν αυτό το πρόβλημα.
Αεροπλάνα έχουν ήδη πετήσει χρησιμοποιώντας υδρογόνο ως πηγή ενέργειας. Ωστόσο, στο παρόν, το υδρογόνο δεν είναι μια πρακτική εναλλακτική. Θα απαιτούσε δραματικές αλλαγές στο σχήμα και το σχεδιασμό των αεροπλάνων γιατί το υδρογόνο καταλαμβάνει πάνω από τέσσερις φορές τον όγκο του συμβατικού κερosine. Ωστόσο, το υδρογόνο βαρέει λιγότερο από τις συμβατικές πηγές, οπότε αλλαγές σχεδιασμού, αν και ακόμα σε έρευνα, είναι σίγουρα δυνατές.
Υπάρχουν υποστηρικτές και αντίρρητες της ενέργειας υδρογόνου, καθώς ορισμένοι πιστεύουν ότι ο υγρός αέρας που απελευθερώνεται σε υψηλά υψώματα είναι πιο επικίνδυνος από το διοξείδιο του άνθρακα, ενώ άλλοι πιστεύουν ότι το διοξείδιο του άνθρακα είναι λιγότερο επικίνδυνο. Ωστόσο, αυτό θα μπορούσε να επιλυθεί με πτήσεις χαμηλότερα.
Δεδομένης της υπάρχουσας τεχνολογίας, υπάρχουν μερικές εναλλακτικές πηγές ενέργειας που δεν λειτουργούν στη βιομηχανία αεροναυτιλίας. Δύο από αυτές είναι το μεθανόλη και η εθανόλη, οι οποίοες είναι αλκοόλ που είναι το προϊόν πολλών φυσικών χημικών διεργασιών. Είναι πολύ εύκαμπτες για να λειτουργήσουν με υπάρχουσα τεχνολογία, και περιέχουν πολύ λίγη ενέργεια για να επιτρέψουν σε ένα αεροπλάνο να πετάξει πέρα από πολύ μικρή απόσταση. Το βιομεθάνιο είναι επίσης απίθανο να λειτουργήσει, δεδομένη η ανάγκη για καύσιμο τσινί να είναι συνεπές και ομοιόμορφο στη σύνθεση. Θα ήταν επίσης δύσκολο να αποκτηθεί αρκετό βιομεθάνιο για να γίνει πρακτική αυτή η διαδικασία.
Η πυρηνική ενέργεια θα μπορούσε θεωρητικά να χρησιμοποιηθεί για να κινήσει αεροναυτιλία. Ωστόσο, αυτό είναι πολύ διαμαρτυρικό και υπάρχει λίγο ενδιαφέρον να διωχθεί αυτή η τεχνολογία προς το παρόν.
