辛妍

生物燃料是一種由生物質(zhì)轉(zhuǎn)化而來(lái)的燃料，可以是固體、液體，也可以是氣體。第一代生物燃料或常規(guī)生物燃料通常以谷類作物（如小麥、玉米等）、油料作物（如油菜、棕櫚等）和糖類作物（如甜菜、甘蔗等）為原料，使用已有技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)。由于與糧食作物爭(zhēng)奪土地和水源等，它們的發(fā)展越來(lái)越受到批評(píng)和限制。而第二代生物燃料（高級(jí)生物燃料）從可持續(xù)的原料中生產(chǎn)而來(lái)。原料的可持續(xù)性指原料的可用性、對(duì)溫室氣體排放的影響、以及對(duì)生物多樣性和土地使用的影響。許多第二代生物燃料正在開(kāi)發(fā)中，比如纖維素乙醇、藻類燃料、生物質(zhì)氫、生物甲醇、DMF、BioDME、Fischer-Tropsch合成柴油、生物氫柴油、混合醇、和木柴油等。

生物燃料越來(lái)越受歡迎是因?yàn)橛蛢r(jià)的提高和對(duì)能源安全的需要。國(guó)際能源機(jī)構(gòu)（IEA）的目標(biāo)是到2050年，生物燃料要滿足超過(guò)四分之一的世界運(yùn)輸燃料需求，以減少對(duì)石油和煤的依賴。預(yù)計(jì)未來(lái)五年全球生物燃料市場(chǎng)的復(fù)合年增長(zhǎng)率將達(dá)到12.5%。而Pike Research預(yù)測(cè)，全球生物燃料市場(chǎng)在2021年將在達(dá)到1853億美元。

全球生物燃料開(kāi)發(fā)和使用的領(lǐng)先者是美國(guó)、巴西、法國(guó)、瑞典和德國(guó)。美國(guó)是生物燃料的主要市場(chǎng)，占據(jù)了全球大約44.5%的份額。巴西是世界上第一個(gè)在運(yùn)輸部門推行可再生燃料的國(guó)家。在過(guò)去的20多年里，巴西是生物燃料的主要生產(chǎn)者，但在過(guò)去五年被美國(guó)超越。

全球生物燃料產(chǎn)業(yè)是個(gè)分散的市場(chǎng)，存在大量的廠商，例如POET、Archer-Daniels-Midland、Abengoa Bioenergy、Green Plains Renewable Energy和Cosan等。其中，POET是全球領(lǐng)先的第一代生物燃料生產(chǎn)商，Archer-Daniels-Midland（ADM）是世界上第二大生物燃料生產(chǎn)商，也是歐洲領(lǐng)先的生物柴油生產(chǎn)商，它在德國(guó)漢堡擁有世界上最大的生物柴油生產(chǎn)設(shè)施。

本文從生物燃料的政策、應(yīng)用、新材料和新技術(shù)以及問(wèn)題和限制等方面，探討當(dāng)今世界生物燃料的發(fā)展現(xiàn)狀及未來(lái)。

發(fā)展生物燃料的政策支持

出于對(duì)能源安全、氣候變化和經(jīng)濟(jì)停滯的擔(dān)憂，現(xiàn)在全世界的政府都在支持生物燃料的生產(chǎn)。最常見(jiàn)的要求是將生物燃料與運(yùn)輸用燃料混合使用，全球大約有50個(gè)國(guó)家有混合目標(biāo)或要求，并且多數(shù)都設(shè)置了未來(lái)生物能源指標(biāo)。目前生物燃料占全球運(yùn)輸用燃料供給的3%。然而國(guó)際能源機(jī)構(gòu)的專家認(rèn)為，隨著效率的提高、生產(chǎn)成本的降低和高級(jí)生物燃料的商業(yè)開(kāi)發(fā)，到2050年，生物燃料在交通燃料中的比例將超過(guò)25%。

例如在美洲，長(zhǎng)期的政府干預(yù)有望帶動(dòng)該區(qū)域生物燃料的使用。近年來(lái)，政府相繼出臺(tái)了多種政策工具，以降低潛在的投資者的風(fēng)險(xiǎn)和不確定性。政府干預(yù)也確保響應(yīng)農(nóng)民對(duì)能源投入價(jià)格和產(chǎn)出的生物燃料價(jià)格擔(dān)憂的承諾。北美和南美國(guó)家還依賴補(bǔ)貼、稅收抵免和稅收優(yōu)惠政策，以確保生產(chǎn)者可以有信心克服生物燃料的高生產(chǎn)成本。同時(shí)，進(jìn)口限制也被用于促進(jìn)美洲國(guó)家新興的生物燃料產(chǎn)業(yè)。大多數(shù)美洲國(guó)家的基本要求是將生物燃料與傳統(tǒng)燃料混合，這從另一方面為生物燃料市場(chǎng)提供保證。

2006年歐盟設(shè)立了在成員國(guó)和發(fā)展中國(guó)家發(fā)展生產(chǎn)和使用生物燃料的七大戰(zhàn)略性政策領(lǐng)域。在戰(zhàn)略中，委員會(huì)定義了生物燃料的角色，認(rèn)為這種由生物質(zhì)（一種可再生資源）產(chǎn)生的能源在未來(lái)可能會(huì)作為可再生能源的來(lái)源，替代交通運(yùn)輸部門使用的化石燃料能源來(lái)源（主要是石油）。這七大戰(zhàn)略性政策領(lǐng)域包括刺激對(duì)生物燃料的需求，確保環(huán)境效益，發(fā)展生物燃料的生產(chǎn)和分配，擴(kuò)大原料供應(yīng)，提高生物燃料的貿(mào)易機(jī)會(huì)，支持發(fā)展中國(guó)家在生物方面的潛力，支持研究與創(chuàng)新，特別是要改進(jìn)生產(chǎn)工藝和降低成本。

生物燃料的應(yīng)用

在陸路運(yùn)輸中的應(yīng)用 乙醇燃料是全球最常用的生物燃料，尤其是在巴西。生物乙醇可在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)中替代汽油，它可以與汽油以任何百分比混合。大多數(shù)現(xiàn)有汽車的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)都可以在高達(dá)15%的生物乙醇與石油/汽油的混合燃料下運(yùn)行。但當(dāng)前的補(bǔ)貼是不可持續(xù)、不可擴(kuò)展的，與美國(guó)的汽油價(jià)格相比，乙醇燃料的單位行駛距離成本仍然偏高。

丁醇會(huì)產(chǎn)生更多的能量，并且據(jù)稱可以直接在現(xiàn)有的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)中使用而無(wú)需對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)或汽車做任何修改。它比乙醇的腐蝕性小、水溶性小，并且可以通過(guò)現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施完成配送。目前DuPont公司和BP正在共同努力開(kāi)發(fā)丁醇。

生物柴油是歐洲最常用的生物燃料。在有些國(guó)家，生物柴油比常規(guī)柴油還要便宜。純生物柴油（B100）是最低排放的柴油燃料。當(dāng)與礦物柴油混合時(shí)，生物柴油可以用在任何柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中。在一些國(guó)家，制造商為使用B100的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)提供保修。由于生物柴油是有效的溶劑，會(huì)清洗礦物柴油的殘留物，發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)濾器可能需要更經(jīng)常地更換，因?yàn)樯锶剂蠒?huì)溶解留在油箱和管道中的舊沉淀。生物柴油還能有效地清除發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室積碳，這有助于保持效率。在許多歐洲國(guó)家廣泛使用5%的生物柴油混合燃料，并且在數(shù)以千計(jì)的加油站可以買到。生物柴油比礦物柴油含碳量低，含氫和氧量高，這可以提高生物柴油的燃燒，減少未燃燒的碳產(chǎn)生的微粒排放。生物柴油的處理和運(yùn)輸很安全。在美國(guó)，超過(guò)80%的商用卡車和城市公交使用柴油。

在航空業(yè)的應(yīng)用目前，航空業(yè)占全球總排放量的2～3%。國(guó)際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)（IATA）預(yù)測(cè)，商業(yè)航空將以5%的年增加率成長(zhǎng)，并會(huì)一直持續(xù)到2030年，這也就意味著燃料消耗和排放量將會(huì)繼續(xù)上升。乘客需求的增長(zhǎng)、燃油價(jià)格的提高以及減少排放的壓力，促使航空業(yè)必須尋找新出路。國(guó)際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)致力于到2020年實(shí)現(xiàn)碳中和，到2050年碳排放減少50%。因此，商業(yè)航空的關(guān)鍵目標(biāo)是尋找可靠的替代燃料，以降低成本、減少燃料供應(yīng)波動(dòng)、減少對(duì)氣候的影響，并改善燃油的物流。

目前，生物質(zhì)航油的價(jià)格至少是常規(guī)煤油的兩倍，并且可用量很小。幾乎所有的主要商業(yè)航空公司和一些軍事部門（如美國(guó)）都在大量參與測(cè)試和開(kāi)發(fā)生物質(zhì)航空用油。在過(guò)去的五年里，Boeing、Honeywell的UOP，GE以及其他業(yè)界領(lǐng)袖，一直在為開(kāi)發(fā)可持續(xù)的航空生物燃料共同努力，包括商用和軍用飛行測(cè)試、實(shí)驗(yàn)室和基于地面的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)性能測(cè)試，以確保符合航空燃料嚴(yán)格的性能和安全要求。

成功實(shí)施生物航油的關(guān)鍵是原料大規(guī)模、可持續(xù)的可用性，尤其是全球規(guī)模的可用性。經(jīng)過(guò)評(píng)估，最經(jīng)濟(jì)的選擇是食用油，如棕櫚油和豆油。然而考慮到對(duì)與糧食安全的影響，非食用油可能更具有可持續(xù)的潛力，如藻類、桐油樹(shù)、亞麻等。比如Boeing公司和其他一些美國(guó)西北部的公司經(jīng)過(guò)全面的區(qū)域分析后，確定亞麻——一種與干小麥輪流種植生長(zhǎng)的能源作物——是可行的生物燃料來(lái)源之一。另一個(gè)新興的替代方案是使用木質(zhì)纖維素材料和廢物為原料生產(chǎn)生物燃料。

2013年7月2日，澳大利亞上市公司Algae.Tec與新南威爾士州的Macquarie Generation簽訂合同，要在Hunter Valley的Bayswater發(fā)電廠附近建立生物燃料生產(chǎn)設(shè)施。設(shè)施將使用Algae.Tec的藻類碳捕獲技術(shù)生產(chǎn)生物柴油，可以經(jīng)過(guò)氫化成為A級(jí)噴氣燃料。它旨在提供一個(gè)新的航空燃料來(lái)源，這樣澳大利亞就不再需要這么多的航空燃料進(jìn)口。

2012年3月，空中客車公司加入了一個(gè)包括維珍澳大利亞在內(nèi)的聯(lián)合體，研究從桉樹(shù)生產(chǎn)可持續(xù)的航空燃料的新方法。該項(xiàng)目的目標(biāo)是要在2013年在澳大利亞試點(diǎn)運(yùn)行替代燃料生產(chǎn)廠。

2011年10月，Virgin Atlantic航空公司開(kāi)發(fā)了一種從工業(yè)廢氣中生產(chǎn)的航空燃料，并聲稱它只有標(biāo)準(zhǔn)噴氣燃料的一半的碳足跡。從工業(yè)廢氣中產(chǎn)生的燃料（否則這些工業(yè)廢氣會(huì)被燒毀并釋放到大氣中）為生物燃料的生產(chǎn)提供了一種替代。到目前為止，航空業(yè)的重點(diǎn)是放在用于食品生產(chǎn)的耕地上，而這一新技術(shù)可以減少對(duì)這些土地的需求。該技術(shù)將使航空公司通過(guò)重復(fù)使用那些否則會(huì)直接排放到大氣中的工業(yè)廢氣，來(lái)達(dá)到大幅減少碳足跡的效果。同時(shí)，它可以促進(jìn)工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，因?yàn)檫@一過(guò)程讓制造工廠回收它們的廢物碳排放。

在海洋運(yùn)輸中的應(yīng)用 生物柴油是船舶燃料的一種很好的候選，它可以被生物降解，無(wú)毒、無(wú)硫和芳烴。由于很少或根本不需要改裝發(fā)動(dòng)機(jī)，它可用于許多海洋運(yùn)輸中。生物甲烷也日益獲得海洋產(chǎn)業(yè)的興趣。運(yùn)營(yíng)商正在尋求使用液化天然氣作為發(fā)動(dòng)機(jī)燃料。RoyceBergenK的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)通過(guò)認(rèn)證，可以為世界上第一艘客貨輪提供動(dòng)力。

2012年2月，美國(guó)海岸警備隊(duì)宣布與Oak Ridge國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（美國(guó)能源部）合作，測(cè)試海運(yùn)中使用生物丁醇混合。在小型船只的發(fā)動(dòng)機(jī)中已經(jīng)使用了汽油與乙醇的混合，而這一新項(xiàng)目是為了預(yù)測(cè)生物丁醇在工業(yè)規(guī)模的潛在可用性。

2011年1月和12月，Maersk與美國(guó)海軍都進(jìn)行基于海藻油的生物燃料測(cè)試。海軍的測(cè)試持續(xù)到2012年，旨在到2020年將其艦隊(duì)中的礦物油使用削減50%。而Maersk的設(shè)想是到2030年，其位于世界10%地區(qū)的海運(yùn)船隊(duì)要使用生物燃料。

其他有趣的應(yīng)用 乙醇也可作為生物乙醇壁爐的燃料。因?yàn)椴恍枰獰焽璨⑶沂恰盁o(wú)煙道”的，所以，生物乙醇壁爐在沒(méi)有煙道的新建住宅和公寓極其有用。

生物燃料的新材料和新技術(shù)

許多科學(xué)家和研究人員正在致力于開(kāi)發(fā)更適合的生物燃料作物，它們將比當(dāng)前的生物燃料作物需要更少的土地，使用更少的資源（如水）；同時(shí)，研究人員也在研究如何使用新技術(shù)提高生物燃料的生產(chǎn)效率，如提高作物的產(chǎn)油量等。如果使用當(dāng)前的產(chǎn)量，要完全取代化石燃料的使用，將需要大量的土地和淡水才能生產(chǎn)足夠的油。例如為滿足當(dāng)前美國(guó)取暖和運(yùn)輸?shù)男枨?，將需要用美?guó)土地面積的兩倍來(lái)生產(chǎn)大豆，或者是將三分之二的土地面積專門用于油菜生產(chǎn)。

新材料藻類 英國(guó)Aberystwyth大學(xué)的首席研究員Jessica Adams博士認(rèn)為，在未來(lái)的能源生產(chǎn)中，海藻生物燃料可能會(huì)非常重要。2012年，阿拉巴馬大學(xué)的Rodrigo E. Teixeira教授在離子液體中使用一種簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)的反應(yīng)，從濕海藻中提取出了生物燃料油脂。

過(guò)去，生物燃料的研究重點(diǎn)是陸生植物，然而這會(huì)導(dǎo)致在使用土地種植糧食或燃料作物之間的沖突。在這個(gè)星球上，海水是無(wú)限的資源，海洋生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)未被開(kāi)發(fā)的資源，占全球生物質(zhì)的50%以上，而且據(jù)稱海藻本身就能比等量的快速生長(zhǎng)的陸生植物，比如甘蔗，生產(chǎn)出更多的生物質(zhì)；而且，藻類可以使用目前無(wú)利可圖的土地和來(lái)自不同行業(yè)的廢水來(lái)生產(chǎn)。如果在廢水中生長(zhǎng)，則不會(huì)影響現(xiàn)有的糧食和燃料作物的用地和用水。此外，藻類不是人類食物鏈的一部分，因此不會(huì)帶走人類的食物資源。

2012年11月，美國(guó)加州大學(xué)圣地亞哥分校在Algal Research上在線發(fā)表了一項(xiàng)研究成果。該研究表明，海洋藻類是一個(gè)可行的、可持續(xù)的用以替代淡水藻類生產(chǎn)生物燃料的來(lái)源。使用海水種植用于生產(chǎn)生物燃料的藻類將使得生產(chǎn)不再受淡水或與其關(guān)聯(lián)的因素的約束。這一研究將消除人們對(duì)于商業(yè)的大規(guī)模專門用淡水生產(chǎn)藻類的顧慮，因?yàn)閷⒉辉傩枰褂玫?。僅在美國(guó)，就有大約1000萬(wàn)英畝的土地由于土壤含鹽量高而不再適合于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，但它們可以支持藻類生產(chǎn)設(shè)施。加州大學(xué)圣地亞哥分校的生物學(xué)家與Sapphire Energy公司的科學(xué)家合作，希望2013年每天能在新墨西哥州的Columbus生產(chǎn)100桶的綠色原油。

海帶也可以作為陸地種植生物燃料的替代，盡管它的化學(xué)成分會(huì)基于季節(jié)發(fā)生變化。如果在7月份收獲，海帶中的碳水化合物水平最高，能確保用于生產(chǎn)生物燃料的最優(yōu)糖釋放。

廢棄物、工業(yè)副產(chǎn)品或工業(yè)廢氣 西班牙Ecofasa公司的開(kāi)發(fā)人員從垃圾中生產(chǎn)出了生物燃料。燃料以一般的城市廢物為原料，經(jīng)由細(xì)菌產(chǎn)生脂肪酸，可用于制造生物燃料。

2012年9月，蘇格蘭一家威士忌酒廠Tullibardine成為世界上第一個(gè)將其副產(chǎn)品（殘?jiān)┺D(zhuǎn)化為先進(jìn)的生物燃料（生物丁醇），使其能為汽油或柴油車輛提供動(dòng)力燃料的酒廠。除了具有明顯的環(huán)境效益，這一項(xiàng)目還有潛力導(dǎo)致整個(gè)蘇格蘭威士忌酒行業(yè)的成本節(jié)約，它能解密隱藏的價(jià)值，并幫助提振經(jīng)濟(jì)。

在新西蘭Lanzatech公司工作的科學(xué)家開(kāi)發(fā)了一種技術(shù)，可以用工業(yè)廢氣（如鋼鐵廠的一氧化碳）作為微生物發(fā)酵過(guò)程的原料來(lái)生產(chǎn)乙醇。2011年10月，Virgin Atlantic航空公司宣布加入Lanzatech的委托，在上海建立一個(gè)從鋼鐵生產(chǎn)的廢氣中生產(chǎn)航空燃料的示范工廠。

其他2013年，研究人員開(kāi)發(fā)出一種從大腸桿菌中得到的轉(zhuǎn)基因細(xì)菌，它可以將葡萄糖轉(zhuǎn)變成生物燃料汽油。而且研究人員相信，將來(lái)他們可以“調(diào)整”基因，實(shí)現(xiàn)從稻草或畜禽糞便中生成汽油。

2011年7月，牛津大學(xué)的一份報(bào)告指出了使用龍舌蘭生產(chǎn)生物燃料的顯著優(yōu)點(diǎn)。不同于其他的生物燃料原料，龍舌蘭可以在貧瘠的土地上生長(zhǎng)，因此對(duì)全球糧食生產(chǎn)和生物多樣性的影響有限。同時(shí)，龍舌蘭有很多好的特性，如產(chǎn)量高、含糖量高、能在天然水有限的環(huán)境中成長(zhǎng)的能力等。

新技術(shù)2013年7月，芬蘭VTT技術(shù)研究中心的研究結(jié)果表明，使用它們的新技術(shù)，可以以每公升小于一歐元的成本從木質(zhì)纖維素生物質(zhì)中生產(chǎn)高品質(zhì)的生物燃料。這項(xiàng)新技術(shù)能將木材原料一半以上的能量轉(zhuǎn)移到最終的產(chǎn)品中，并且技術(shù)已經(jīng)為在歐洲建立商業(yè)規(guī)模的生產(chǎn)廠做好了準(zhǔn)備。

美國(guó)愛(ài)荷華州立大學(xué)的工程師使用高頻率聲波分解植物材料，以產(chǎn)生生物燃料。這一研究表明，用超聲波預(yù)處理各種原料——包括柳枝稷、玉米秸稈、軟木——可以不斷提高必要的將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為高價(jià)值的燃料和化學(xué)品物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)。這種方法潛在的成本節(jié)約非常令人振奮。經(jīng)濟(jì)模型顯示，一旦實(shí)施，這項(xiàng)技術(shù)的投資回收期低于一年。相對(duì)于傳統(tǒng)的需要多個(gè)步驟和周期相對(duì)較長(zhǎng)的方法，這一方法更快，也沒(méi)那么復(fù)雜。在生物燃料生產(chǎn)中應(yīng)用超聲波可以加速酯交換反應(yīng)，這是將油轉(zhuǎn)化為生物柴油的主要化學(xué)反應(yīng)。在一個(gè)案例中，研究人員發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)方法通常需要45分鐘將豆油轉(zhuǎn)化為生物柴油，但是將豆油置于超聲波中，這一轉(zhuǎn)化只需要不到一分鐘。

2012年9月，紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)參與了一個(gè)880萬(wàn)英鎊的項(xiàng)目，探索在世界上最惡劣的環(huán)境中生長(zhǎng)的植物用作生物燃料的潛力。具有夜間光合作用的物種，如龍舌蘭和菠蘿，可以在每年只有20～40厘米的降水情況下茁壯生成，這遠(yuǎn)低于當(dāng)前需要50～100厘米降水的生物燃料作物。該研究最終是要將夜間光合作用這一屬性引入快速成長(zhǎng)的樹(shù)種中，比如楊樹(shù)，使它能夠在夜間吸收二氧化碳，并在白天葉面毛孔保持關(guān)閉時(shí)處理這些碳。如果成功的話，這一研究可能會(huì)讓楊樹(shù)在生物質(zhì)生產(chǎn)中的用水量減少80%，從而可以在更邊遠(yuǎn)更貧瘠的地域棲息生長(zhǎng)。長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)說(shuō)，通過(guò)保持在干燥和溫暖世界中（氣象學(xué)家預(yù)測(cè)在未來(lái)的60年會(huì)是這樣的天氣）的糧食作物的生產(chǎn)力，該研究具有幫助解決糧食安全的潛力。

2011年6月，英國(guó)Warwick大學(xué)和加拿大British Columbia大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種細(xì)菌中的酶，可以使生物燃料的生產(chǎn)更高效。項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)Timothy Bugg教授說(shuō)，要讓生物燃料成為可持續(xù)的替代化石燃料的燃料，就需要從植物中提取最大可能的能量。這項(xiàng)研究可以開(kāi)啟那些目前高不可攀的生物燃料來(lái)源。通過(guò)讓木本植物和非食用作物的副產(chǎn)品在經(jīng)濟(jì)上可行，該項(xiàng)目的最終希望是能夠生產(chǎn)不與糧食生產(chǎn)競(jìng)爭(zhēng)的生物燃料。

生物燃料的發(fā)展障礙及未來(lái)

與生物燃料的生產(chǎn)和使用相關(guān)的問(wèn)題包括各種社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和技術(shù)問(wèn)題，并且已經(jīng)在受歡迎的媒體和科學(xué)期刊中討論過(guò)，包括對(duì)放緩油價(jià)的影響、“食品與燃料”的爭(zhēng)論、對(duì)貧困的影響、碳排放水平、可持續(xù)生物燃料的生產(chǎn)、森林砍伐和土壤侵蝕、生物多樣性的喪失、對(duì)水資源的影響、以及對(duì)能量平衡和效率的影響。大規(guī)模的生物燃料生產(chǎn)，尤其是在美國(guó)，對(duì)已經(jīng)不穩(wěn)定的全球市場(chǎng)的糧食生產(chǎn)造成的影響而引發(fā)的擔(dān)憂日益增長(zhǎng)，因而一直遭到批評(píng)。增加生物燃料的生產(chǎn)會(huì)由于過(guò)量使用化肥而對(duì)水質(zhì)造成不利影響，并且會(huì)導(dǎo)致人們不期望看到的土地使用變化，如森林砍伐等。

要克服這些問(wèn)題的一個(gè)步驟是開(kāi)發(fā)最適合在世界的每個(gè)區(qū)域生長(zhǎng)的生物燃料作物。如果每個(gè)區(qū)域都使用其特定的生物燃料作物，那么使用化石燃料將這些生物燃料運(yùn)輸?shù)狡渌胤竭M(jìn)行處理和消費(fèi)的需求就會(huì)減少。此外，世界上的某些地區(qū)也不適合生產(chǎn)那些需要大量的水和肥沃的土壤的作物，因此，當(dāng)前的生物燃料作物，如玉米，要想在全球范圍內(nèi)的不同環(huán)境中生長(zhǎng)是不切實(shí)際的。

生產(chǎn)生物燃料所需的更大面積的土地將是美洲生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)巨大限制。在美國(guó)，如果要用乙醇取代目前所有汽油消費(fèi)量，需要有更多的土地用于玉米生產(chǎn)，這比當(dāng)前整個(gè)農(nóng)業(yè)的可用地面積還要大。促進(jìn)生物燃料的核心是技術(shù)。如果沒(méi)有合適的技術(shù)進(jìn)步，那么為滿足美洲的需求，土地面積將是生物燃料發(fā)展的重大挑戰(zhàn)。

發(fā)展中國(guó)家生物燃料生產(chǎn)的障礙包括落后的基礎(chǔ)設(shè)施和有限的財(cái)務(wù)資源等。為吸引外來(lái)投資者，發(fā)展中國(guó)家需要評(píng)估可以用于生物燃料作物的未使用的土地，教育農(nóng)民，并遵守國(guó)際燃料質(zhì)量和可持續(xù)性標(biāo)準(zhǔn)，以確保生物燃料可以在國(guó)際市場(chǎng)上進(jìn)行交易。

盡管燃燒生物質(zhì)原料的一個(gè)問(wèn)題是會(huì)排出大量的污染物，例如顆粒物和多環(huán)芳烴，但大量的研究仍然表明，生物燃料比化石燃料對(duì)環(huán)境的影響要明顯小得多，因?yàn)橛啥趸肌⒓淄楹鸵谎趸欧判纬傻娜蜃兣瘽撝岛湍芰科胶庀到y(tǒng)需要從生命周期的角度來(lái)評(píng)估。這就要考慮到上游工序在二氧化碳封存后維持不變，以及額外發(fā)電所需的步驟。燃燒生物質(zhì)而不是煤，能讓全球變暖潛值減少148%。

由于不斷增加的碳排放、減少石油進(jìn)口和對(duì)石油的依賴、能源供應(yīng)多樣化、和農(nóng)業(yè)部門發(fā)展的需要，未來(lái)發(fā)展高級(jí)生物燃料勢(shì)在必行。