เชื้อเพลิงชีวภาพคือเชื้อเพลิงที่ผลิตขึ้นในช่วงเวลาสั้นๆ จากชีวมวลแทนที่จะใช้กระบวนการทางธรรมชาติที่ช้ามากในการก่อตัวของเชื้อเพลิงฟอสซิลเช่น น้ำมัน^{[ 1 ]}เชื้อเพลิงชีวภาพสามารถผลิตได้จากพืชหรือจากขยะชีวภาพ ทางการเกษตร ครัวเรือน หรือ อุตสาหกรรม^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]}เชื้อเพลิงชีวภาพส่วนใหญ่ใช้สำหรับการขนส่ง แต่ยังสามารถใช้สำหรับการทำความร้อนและผลิตไฟฟ้าได้อีกด้วย^{[ 6 ] : 173 [ 7 ]}เชื้อเพลิงชีวภาพ (และพลังงานชีวภาพโดยทั่วไป) ถือเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียน^{[ 8 ] : 11} การใช้เชื้อเพลิงชีวภาพได้รับการวิพากษ์วิจารณ์ในประเด็นถกเถียงเรื่อง " อาหารกับเชื้อเพลิง " การประเมินความยั่งยืน ที่แตกต่างกัน และ การ ตัดไม้ทำลายป่าและการสูญเสียความหลากหลายทาง ชีวภาพอย่างต่อเนื่อง อันเป็นผลมาจากการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ^{[ 9 ]}

โดยทั่วไป เชื้อเพลิงชีวภาพปล่อยก๊าซเรือนกระจก น้อยกว่า เมื่อเผาไหม้ในเครื่องยนต์ และโดยทั่วไปถือว่าเป็นเชื้อเพลิงที่เป็นกลางทางคาร์บอนเนื่องจากคาร์บอนที่ปล่อยออกมานั้นถูกดักจับจากชั้นบรรยากาศโดยพืชที่ใช้ในการผลิต^{[ 10 ] [ 11 ]}อย่างไรก็ตามการประเมินวัฏจักรชีวิตของเชื้อเพลิงชีวภาพแสดงให้เห็นถึงการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจำนวนมากที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงการใช้ที่ดิน ที่อาจเกิดขึ้น ซึ่งจำเป็นต่อการผลิตวัตถุดิบเชื้อเพลิงชีวภาพเพิ่มเติม^{[ 12 ] [ 13 ]}ผลลัพธ์ของการประเมินวัฏจักรชีวิต (LCA) สำหรับเชื้อเพลิงชีวภาพนั้นขึ้นอยู่กับสถานการณ์และปัจจัยหลายประการ รวมถึงประเภทของวัตถุดิบ เส้นทางการผลิต ความแปรปรวนของข้อมูล และทางเลือกด้านวิธีการ^{[ 14 ]}การประมาณการเกี่ยวกับผลกระทบต่อสภาพภูมิอากาศจากเชื้อเพลิงชีวภาพนั้นแตกต่างกันอย่างมากโดยขึ้นอยู่กับวิธีการและสถานการณ์ที่ตรวจสอบ^{[ 12 ]}ดังนั้น ศักยภาพ ในการบรรเทาผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศของเชื้อเพลิงชีวภาพจึงแตกต่างกันอย่างมาก ในบางสถานการณ์ ระดับการปล่อยมลพิษของเชื้อเพลิงชีวภาพเทียบได้กับเชื้อเพลิงฟอสซิล และในบางสถานการณ์ การใช้เชื้อเพลิงชีวภาพส่งผลให้เกิด การปล่อยมลพิษ เป็น ลบ

ความต้องการเชื้อเพลิงชีวภาพทั่วโลกคาดว่าจะเพิ่มขึ้น 56% ในช่วงปี 2022–2027 ^{[ 15 ]}ภายในปี 2027 คาดว่าการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพทั่วโลกจะจัดหาเชื้อเพลิงสำหรับการขนส่งได้ 5.4% ของโลก รวมถึงเชื้อเพลิงการบิน 1% ^{[ 16 ]} ความต้องการ เชื้อเพลิงชีวภาพสำหรับ การบิน คาดว่าจะเพิ่มขึ้น^{[ 17 ] [ 18 ]}อย่างไรก็ตาม นโยบายบางอย่างถูกวิพากษ์วิจารณ์ว่าให้ความสำคัญกับการขนส่งทางบกมากกว่าการบิน^{[ 19 ]}

IEA ระบุว่าควรใช้เชื้อเพลิงชีวภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับแอปพลิเคชันที่ยากต่อการใช้พลังงานไฟฟ้า เช่น การขนส่งทางเรือและการบิน[ ^{20 ] เชื้อเพลิง}ชีวภาพที่พบได้ทั่วไปสองประเภทคือไบโอเอทานอลและไบโอดีเซลสหรัฐอเมริกาเป็นผู้ผลิตไบโอเอทานอลรายใหญ่ที่สุด ในขณะที่สหภาพยุโรปเป็นผู้ผลิตไบโอดีเซลรายใหญ่ที่สุด ในขณะเดียวกัน บราซิลผลิตและใช้ไบโอเอทานอลในปริมาณมากในยานพาหนะ^{[ 21 ]} รวมถึงในรถยนต์ เชื้อเพลิงแบบยืดหยุ่นบางรุ่นที่มีจำหน่ายเฉพาะในบราซิล^{[ 22 ]}ปริมาณพลังงานในการผลิตไบโอเอทานอลและไบโอดีเซลทั่วโลกอยู่ที่ 2.2 และ 1.8 EJต่อปี ตามลำดับ^{[ 23 ]}

คำว่าเชื้อเพลิงชีวภาพถูกใช้ในหลายวิธี คำจำกัดความหนึ่งคือ "เชื้อเพลิงชีวภาพเป็นผลิตภัณฑ์ชีวภาพในรูปของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซ ผลิตจากพืชผลหรือผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติ เช่น ไม้ หรือเศษเหลือทางการเกษตร เช่นกากน้ำตาลและกากอ้อย " ^{[ 6 ] : 173}

สิ่งพิมพ์อื่นๆ สงวนคำว่าเชื้อเพลิงชีวภาพไว้สำหรับ เชื้อเพลิง เหลวหรือก๊าซที่ใช้ในการขนส่ง^{[ 7 ]}

รายงานการประเมินครั้งที่หกของ IPCCนิยามเชื้อเพลิงชีวภาพว่า "เชื้อเพลิง โดยทั่วไปอยู่ในรูปของเหลว ผลิตจากชีวมวลเชื้อเพลิงชีวภาพ ได้แก่ไบโอเอทานอลจากอ้อย บีทน้ำตาล หรือข้าวโพด และไบโอดีเซลจากคาโนลาหรือถั่วเหลือง" ^{[ 24 ] : 1795} และนิยามชีวมวลในบริบทนี้ต่อไปว่า "วัสดุอินทรีย์ที่ไม่รวมวัสดุที่เป็นฟอสซิลหรือฝังอยู่ในโครงสร้างทางธรณีวิทยา" ^{[ 24 ] : 1795} ซึ่งหมายความว่าถ่านหินหรือเชื้อเพลิงฟอสซิล อื่นๆ ไม่ถือเป็นรูปแบบของชีวมวลในบริบทนี้

ไบโอเอทานอลเป็นแอลกอฮอล์ที่ผลิตโดยกระบวนการหมักโดยส่วนใหญ่มาจากคาร์โบไฮเดรตที่ผลิตใน พืช ที่มีน้ำตาลหรือแป้งเช่นข้าวโพดอ้อยหรือข้าวฟ่างหวานชีวมวลเซลลูโลสที่ได้จากแหล่งที่ไม่ใช่พืชอาหาร เช่น ต้นไม้และหญ้า ก็กำลังได้รับการพัฒนาให้เป็นวัตถุดิบสำหรับการผลิตเอทานอลเช่นกัน เอทานอลสามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับยานยนต์ในรูปบริสุทธิ์ (E100) แต่โดยทั่วไปจะใช้เป็นสารเติมแต่งในน้ำมันเบนซินเพื่อเพิ่มค่าออกเทนและปรับปรุงการปล่อยมลพิษของยานยนต์

ไบโอดีเซลผลิตจากน้ำมันหรือไขมันโดยใช้กระบวนการทรานส์เอสเตอริฟิเคชันสามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับยานพาหนะในรูปแบบบริสุทธิ์ (B100) แต่โดยทั่วไปจะใช้เป็น สารเติมแต่ง ดีเซลเพื่อลดระดับอนุภาคคาร์บอนมอนอกไซด์และไฮโดรคาร์บอนจากยานพาหนะที่ใช้เครื่องยนต์ดีเซล^{[ 25 ]}

เชื้อเพลิงชีวภาพรุ่นแรก (เรียกอีกอย่างว่า "เชื้อเพลิงชีวภาพแบบดั้งเดิม") ผลิตจากพืชอาหารที่ปลูกบนพื้นที่เพาะปลูก^{[ 26 ] [ 27 ] : 447} น้ำตาล แป้ง หรือน้ำมันในพืชจะถูกแปลงเป็นไบโอดีเซลหรือเอทานอลโดยใช้กระบวนการทรานส์เอสเตอริฟิเคชันหรือการหมักยีสต์^{[ 28 ]}

เพื่อหลีกเลี่ยงภาวะกลืนไม่เข้าคายไม่ออกระหว่าง " อาหารกับเชื้อเพลิง " เชื้อเพลิงชีวภาพรุ่นที่สองและรุ่นที่สาม (เรียกอีกอย่างว่าเชื้อเพลิงชีวภาพขั้นสูงเชื้อเพลิงชีวภาพที่ยั่งยืนหรือเชื้อเพลิงชีวภาพทดแทน) ผลิตจากวัตถุดิบที่ไม่แข่งขันโดยตรงกับอาหารหรือพืชอาหารสัตว์ เช่น ผลิตภัณฑ์เหลือทิ้งและพืชพลังงาน^{[ 29 ]}วัตถุดิบเหลือทิ้งหมุนเวียนหลากหลายชนิด เช่น วัตถุดิบที่ได้จากกิจกรรมทางการเกษตรและป่าไม้ เช่น ฟางข้าว แกลบข้าว เศษไม้ และขี้เลื่อย สามารถนำมาใช้ผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพขั้นสูงผ่านกระบวนการทางชีวเคมีและเทอร์โมเคมีได้^{[ 27 ] : 448} กรัม^{[ 30 ]}

วัตถุดิบที่ใช้ในการผลิตเชื้อเพลิงนั้นปลูกบนที่ดินทำกินแต่เป็นผลพลอยได้จากพืชผลหลัก หรือปลูกบนที่ดินที่ไม่เหมาะสม วัตถุดิบรุ่นที่สองยังรวมถึงฟาง กากอ้อย หญ้าไม้ยืนต้นจาโทรฟาน้ำมันพืชเหลือทิ้ง ขยะมูลฝอย และอื่นๆ^{[ 31 ]}

แอลกอฮอล์ที่ผลิตทางชีวภาพซึ่งโดยทั่วไปคือเอทานอล และพบได้น้อยกว่าคือโพรพานอลและบิวทานอลผลิตขึ้นโดยการทำงานของจุลินทรีย์และเอนไซม์ผ่านการหมักน้ำตาลหรือแป้ง (ผลิตได้ง่ายที่สุด) หรือเซลลูโลส (ผลิตได้ยากกว่า) ^{[ 32 ]} IEA ประมาณการว่าการผลิตเอทานอลใช้ปริมาณน้ำตาล 20% และปริมาณข้าวโพด 13% ในปี 2021 ^{[ 33 ]}

เชื้อเพลิงเอทานอลเป็นเชื้อเพลิงชีวภาพที่พบได้ทั่วไปมากที่สุดทั่วโลก โดยเฉพาะในบราซิลเชื้อเพลิงแอลกอฮอล์ผลิตโดยการหมักน้ำตาลที่ได้จากข้าวสาลี ข้าวโพดบีทรูท อ้อย กากน้ำตาลและน้ำตาลหรือแป้งใดๆ ที่สามารถนำไป ผลิต เครื่องดื่มแอลกอฮอล์เช่นวิสกี้ได้ (เช่นเศษมันฝรั่งและผลไม้เป็นต้น) วิธีการผลิตที่ใช้ ได้แก่การย่อยด้วยเอนไซม์ (เพื่อปลดปล่อยน้ำตาลจากแป้งที่สะสมไว้) การหมักน้ำตาลการกลั่นและการอบแห้ง กระบวนการกลั่นต้องใช้พลังงานจำนวนมากในการสร้างความร้อน บางครั้งความร้อนถูกสร้างขึ้นจากก๊าซธรรมชาติซึ่งเป็นเชื้อเพลิงฟอสซิลที่ไม่ยั่งยืน แต่ชีวมวลเซลลูโลส เช่นกากอ้อยเป็นเชื้อเพลิงที่พบได้ทั่วไปมากที่สุดในบราซิล ในขณะที่เม็ดไม้ เศษไม้ และความร้อนเหลือทิ้งนั้นพบได้ทั่วไปในยุโรป การผลิตเอทานอลจากข้าวโพดและวัตถุดิบอาหารอื่นๆ นำไปสู่การพัฒนา เอทานอ ลจากเซลลูโลส^{[ 34 ]}เชื้อเพลิงเอทานอลสามารถผสมกับน้ำมันเบนซินเพื่อสร้างเชื้อเพลิงที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น แม้ว่าจะมีสารทดแทนน้ำมันเบนซินที่มีประสิทธิภาพมากกว่า เช่นบิวทานอล^{[ 35 ]}

ปัจจุบัน เมทานอลผลิตจากก๊าซธรรมชาติซึ่งเป็น เชื้อเพลิงฟอสซิล ที่ไม่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ในอนาคตมีความหวังว่าจะสามารถผลิตจากชีวมวลในรูปของไบโอเมทานอลได้ซึ่งในทางเทคนิคแล้วสามารถทำได้ แต่การผลิตในปัจจุบันถูกเลื่อนออกไปเนื่องจากความกังวลเกี่ยวกับความเป็นไปได้ทางเศรษฐกิจที่ยังไม่แน่นอน^{[ 36 ]}เศรษฐกิจเมทานอลเป็นทางเลือกหนึ่งสำหรับเศรษฐกิจไฮโดรเจนซึ่งแตกต่างจาก การผลิต ไฮโดรเจนจากก๊าซธรรมชาติใน ปัจจุบัน

บิวทานอล ( ซี)₄ชม₉OH) is formed by ABE fermentation (acetone, butanol, ethanol) and experimental modifications of the process show potentially high net energy gains with biobutanol as the only liquid product. Biobutanol is often claimed to provide a direct replacement for gasoline, because it will produce more energy than ethanol and allegedly can be burned "straight" in existing gasoline engines (without modification to the engine or car),^[37] is less corrosive and less water-soluble than ethanol, and could be distributed via existing infrastructures. Escherichia coli strains have also been successfully engineered to produce butanol by modifying their amino acid metabolism.^[38] One drawback to butanol production in E. coli remains the high cost of nutrient rich media, however, recent work has demonstrated E. coli can produce butanol with minimal nutritional supplementation.^[39] Biobutanol is sometimes called biogasoline, which is incorrect as it is chemically different, being an alcohol and not a hydrocarbon like gasoline.

Biodiesel is the most common biofuel in Europe. It is produced from oils or fats using transesterification and is a liquid similar in composition to fossil/mineral diesel. Chemically, it consists mostly of fatty acid methyl (or ethyl) esters (FAMEs).^[40] Feedstocks for biodiesel include animal fats, vegetable oils, soy, rapeseed, jatropha, mahua, mustard, flax, sunflower, palm oil, hemp, field pennycress, Pongamia pinnata and algae. Pure biodiesel (B100, also known as "neat" biodiesel) currently reduces emissions with up to 60% compared to diesel Second generation B100.^[41] As of 2020, researchers at Australia's CSIRO have been studying safflower oil as an engine lubricant, and researchers at Montana State University's Advanced Fuels Center in the US have been studying the oil's performance in a large diesel engine, with results described as a "breakthrough".^[42]

ไบโอดีเซลสามารถใช้ในเครื่องยนต์ดีเซลและอุปกรณ์ดัดแปลงใดๆ ก็ได้เมื่อผสมกับดีเซลจากแร่ธาตุ นอกจากนี้ยังสามารถใช้ในรูปแบบบริสุทธิ์ (B100) ในเครื่องยนต์ดีเซลได้ แต่ปัญหาการบำรุงรักษาและประสิทธิภาพบางอย่างอาจเกิดขึ้นได้ในระหว่างการใช้งานในช่วงฤดูหนาว เนื่องจากเชื้อเพลิงจะมีความหนืด มากขึ้นเล็กน้อย ที่อุณหภูมิต่ำ ขึ้นอยู่กับวัตถุดิบที่ใช้^{[ 43 ]}

ระบบหัวฉีดแบบ อิเล็กทรอนิกส์ควบคุม เช่น ' คอมมอนเรล ' และ ' ยูนิตอินเจคเตอร์ ' ตั้งแต่ช่วงปลายทศวรรษ 1990 เป็นต้นมา สามารถใช้ได้เฉพาะไบโอดีเซลที่ผสมกับน้ำมันดีเซลทั่วไปเท่านั้น เครื่องยนต์เหล่านี้มีระบบหัวฉีดแบบหลายขั้นตอนที่วัดปริมาณและทำให้เป็นละอองอย่างละเอียด ซึ่งมีความไวต่อความหนืดของเชื้อเพลิงมาก เครื่องยนต์ดีเซลรุ่นปัจจุบันหลายรุ่นได้รับการออกแบบให้ทำงานด้วย B100 โดยไม่ต้องดัดแปลงเครื่องยนต์เอง แม้ว่าสิ่งนี้จะขึ้นอยู่กับ การออกแบบ รางเชื้อเพลิงก็ตาม เนื่องจากไบโอดีเซลเป็นตัวทำละลาย ที่มีประสิทธิภาพ และทำความสะอาดคราบตกค้างที่เกิดจากน้ำมันดีเซลทั่วไปไส้กรองเครื่องยนต์ อาจต้องเปลี่ยนบ่อยขึ้น เนื่องจากเชื้อเพลิงชีวภาพจะละลายคราบเก่าในถังเชื้อเพลิงและท่อ นอกจากนี้ยังช่วยทำความสะอาด ห้องเผาไหม้ ของ เครื่องยนต์จากคราบคาร์บอนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ช่วยรักษาประสิทธิภาพการทำงาน

ไบโอดีเซลเป็น เชื้อเพลิง ที่มีออกซิเจนหมายความว่ามีปริมาณคาร์บอนลดลงและมีปริมาณไฮโดรเจนและออกซิเจนสูงกว่าดีเซลจากฟอสซิล ซึ่งช่วยปรับปรุงการเผาไหม้ของไบโอดีเซลและลดการปล่อยอนุภาคจากคาร์บอนที่เผาไหม้ไม่หมด อย่างไรก็ตาม การใช้ไบโอดีเซลบริสุทธิ์อาจเพิ่มการปล่อย NO _x ^{[ 44 ]}ไบโอดีเซลยังปลอดภัยต่อการจัดการและการขนส่งเนื่องจากไม่เป็นพิษและย่อยสลายได้ทางชีวภาพและมีจุดวาบไฟ สูง ประมาณ 300 °F (148 °C) เมื่อเทียบกับน้ำมันดีเซลปิโตรเลียมซึ่งมีจุดวาบไฟ 125 °F (52 °C) ^{[ 45 ]}

ในหลายประเทศในยุโรป มีการใช้ไบโอดีเซลผสม 5% อย่างแพร่หลายและมีจำหน่ายที่สถานีบริการน้ำมันหลายพันแห่ง^{[ 46 ] [ 47 ]}ในฝรั่งเศส ไบโอดีเซลถูกผสมในอัตราส่วน 8% ในเชื้อเพลิงที่ใช้โดยรถยนต์ดีเซลทุกคันในฝรั่งเศส^{[ 48 ]}กลุ่มบริษัท Avrilผลิตไบโอดีเซลภายใต้แบรนด์Diesterซึ่งคิดเป็นหนึ่งในห้าของไบโอดีเซล 11 ล้านตันที่สหภาพยุโรปบริโภค ในแต่ละปี ^{[ 49 ]}ถือเป็นผู้ผลิตไบโอดีเซลชั้นนำของยุโรป^{[ 48 ]}

Green diesel can be produced from a combination of biochemical and thermochemical processes. Conventional green diesel is produced through hydroprocessing biological oil feedstocks, such as vegetable oils and animal fats.^[50][51] Recently, it is produced using series of thermochemical processes such as pyrolysis and hydroprocessing. In the thermochemical route, syngas produced from gasification, bio-oil produced from pyrolysis or biocrude produced from hydrothermal liquefaction is upgraded to green diesel using hydroprocessing.^[52][53][54] Hydroprocessing is the process of using hydrogen to reform a molecular structure. For example, hydrocracking which is a widely used hydroprocessing technique in refineries is used at elevated temperatures and pressure in the presence of a catalyst to break down larger molecules, such as those found in vegetable oils, into shorter hydrocarbon chains used in diesel engines.^[55] Green diesel may also be called renewable diesel, drop-in biodiesel, hydrotreated vegetable oil (HVO fuel)^[55] or hydrogen-derived renewable diesel.^[51] Unlike biodiesel, green diesel has exactly the same chemical properties as petroleum-based diesel.^[55][56] It does not require new engines, pipelines or infrastructure to distribute and use, but has not been produced at a cost that is competitive with petroleum.^[51] Gasoline versions are also being developed.^[57] Green diesel is being developed in Louisiana and Singapore by ConocoPhillips, Neste Oil, Valero, Dynamic Fuels, and Honeywell UOP^[51][58] as well as Preem in Gothenburg, Sweden, creating what is known as Evolution Diesel.^[59]

โดยทั่วไปแล้วน้ำมันพืช บริโภคที่ไม่ผ่านการดัดแปลงจะไม่ถูกนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิง แต่น้ำมันคุณภาพต่ำกว่าถูกนำมาใช้เพื่อวัตถุประสงค์นี้ น้ำมันพืชที่ใช้แล้วกำลังถูกนำไปแปรรูปเป็นไบโอดีเซลมากขึ้น หรือ (ในกรณีที่พบน้อยกว่า) ทำความสะอาดน้ำและอนุภาคออก แล้วนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิง IEA ประมาณการว่าการผลิตไบโอดีเซลใช้น้ำมันพืชทั่วโลกถึง 17% ในปี 2021 ^{[ 33 ]}

น้ำมันและไขมันที่ทำปฏิกิริยากับแอลกอฮอล์สายสั้น 10 ปอนด์ (โดยปกติคือเมทานอล) ในที่ที่มีตัวเร่งปฏิกิริยา (โดยปกติคือโซเดียมไฮดรอกไซด์ [NaOH]) สามารถเติมไฮโดรเจนเพื่อให้ได้สารทดแทนดีเซล^{[ 61 ]}ผลิตภัณฑ์ที่ได้คือไฮโดรคาร์บอนสายตรงที่มีค่าซีเทน สูง มี อะโรมาติกและกำมะถันต่ำและไม่มีออกซิเจนน้ำมันที่เติมไฮโดรเจนสามารถผสมกับดีเซลได้ในทุกสัดส่วน มีข้อดีหลายประการเหนือไบโอดีเซล รวมถึงประสิทธิภาพที่ดีที่อุณหภูมิต่ำ ไม่มีปัญหาเรื่องความเสถียรในการจัดเก็บ และไม่ไวต่อการโจมตีของจุลินทรีย์^{[ 62 ]}

ไบโอเบนซินสามารถผลิตได้ทั้งทางชีวภาพและทางเทอร์โมเคมี โดยใช้วิธีทางชีวภาพ งานวิจัยที่นำโดยศาสตราจารย์ Lee Sang-yup จากสถาบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีขั้นสูงแห่งเกาหลี ( KAIST ) และตีพิมพ์ในวารสารวิทยาศาสตร์ระดับนานาชาติNatureได้ใช้E. coli ที่ได้รับการดัดแปลง ให้กินกลูโคสที่พบในพืชหรือพืชที่ไม่ใช่พืชอาหารอื่นๆ เพื่อผลิตไบโอเบนซินด้วยเอนไซม์ที่ผลิตขึ้น เอนไซม์เหล่านี้จะเปลี่ยนน้ำตาลให้เป็นกรดไขมัน แล้วเปลี่ยนกรดไขมันเหล่านี้ให้เป็นไฮโดรคาร์บอนที่มีคุณสมบัติทางเคมีและโครงสร้างเหมือนกับที่พบในน้ำมันเบนซินเชิงพาณิชย์^{[ 63 ]}วิธีการผลิตไบโอเบนซินด้วยเทอร์โมเคมีนั้นคล้ายกับวิธีที่ใช้ในการผลิตไบโอดีเซล^{[ 52 ] [ 53 ] [ 54 ]}ไบโอเบนซินอาจเรียกว่าน้ำมันเบนซินทดแทนหรือน้ำมันเบนซินหมุนเวียนก็ได้

ไบโออีเทอร์ (เรียกอีกอย่างว่าเชื้อเพลิงอีเทอร์ หรือเชื้อเพลิงที่มีออกซิเจน) เป็น สารประกอบที่มีต้นทุนต่ำซึ่งทำหน้าที่เป็น สารเพิ่ม ค่าออกเทน “ไบโออีเทอร์ผลิตขึ้นจากปฏิกิริยาของไอโซโอเลฟินที่ทำปฏิกิริยาได้ เช่น ไอโซบิวทิลีน กับไบโอเอทานอล” ^{[ 64 ]}ไบโออีเทอร์ถูกสร้างขึ้นจากข้าวสาลีหรือหัวบีท และยังสามารถผลิตได้จากกลีเซอรอลเหลือทิ้งที่เกิดจากการผลิตไบโอดีเซล^{[ 65 ]}นอกจากนี้ยังช่วยเพิ่ม ประสิทธิภาพ ของเครื่องยนต์ ในขณะเดียวกันก็ช่วยลดการสึกหรอของเครื่องยนต์และ การปล่อยไอเสียที่เป็นพิษ ได้อย่างมากด้วยการลดปริมาณ การปล่อย โอโซน ระดับพื้นดินลงอย่างมาก จึงช่วยปรับปรุงคุณภาพอากาศ^{[ 67 ] [ 68 ]}

ในเชื้อเพลิงสำหรับการขนส่งมีสารเติมแต่งอีเทอร์ 6 ชนิด ได้แก่ ไดเมทิลอีเทอร์ (DME), ไดเอทิลอีเทอร์( DEE ), เมทิล เทอร์ ท -บิวทิลอีเทอร์ (MTBE), เอทิล เทอ ร์ท - บิวทิลอีเทอร์ (ETBE), เทอร์ท -อะมิลเมทิลอีเทอร์ (TAME) และ เท อร์ท -อะมิลเอทิลอีเทอร์ (TAEE) ^{[ 69 ]}

สมาคมสารเติมแต่งออกซิเจนในเชื้อเพลิงแห่งยุโรประบุว่า MTBE และ ETBE เป็นอีเทอร์ที่ใช้กันมากที่สุดในเชื้อเพลิงเพื่อทดแทนตะกั่วอีเทอร์ถูกนำมาใช้ในยุโรปในช่วงทศวรรษ 1970 เพื่อทดแทนสารประกอบที่เป็นพิษสูง^{[ 70 ]}แม้ว่าชาวยุโรปยังคงใช้สารเติมแต่งไบโออีเทอร์ อยู่ แต่ พระราชบัญญัตินโยบายพลังงานของสหรัฐอเมริกาปี 2005ได้ยกเลิกข้อกำหนดสำหรับน้ำมันเบนซินที่ปรับปรุงใหม่ให้ต้องมีสารเติมแต่งออกซิเจน ส่งผลให้มีการเติม MTBE ลงในเชื้อเพลิงน้อยลง^{[ 71 ]}แม้ว่าไบโออีเทอร์มีแนวโน้มที่จะเข้ามาแทนที่อีเทอร์ที่ผลิตจากปิโตรเลียมในสหราชอาณาจักร แต่ก็ไม่น่าเป็นไปได้สูงที่ไบโออีเทอร์จะกลายเป็นเชื้อเพลิงได้ด้วยตัวเอง เนื่องจากมีความหนาแน่นของพลังงานต่ำ^{[ 72 ]}

เชื้อเพลิงชีวภาพสำหรับการบิน (หรือที่รู้จักกันในชื่อเชื้อเพลิงเจ็ทชีวภาพ^{[ 73 ]}เชื้อเพลิงการบินที่ยั่งยืน (SAF) หรือเชื้อเพลิงการบินชีวภาพ (BAF) ^{[ 74 ]} ) คือเชื้อเพลิงชีวภาพที่ใช้ในการขับเคลื่อนเครื่องบินสมาคมขนส่งทางอากาศระหว่างประเทศ (IATA) ถือว่าเป็นองค์ประกอบสำคัญในการลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของการบิน [ ^{75 ] เชื้อเพลิง}ชีวภาพสำหรับการบินใช้เพื่อลดการปล่อยคาร์บอนในการเดินทางทางอากาศระยะกลางและระยะไกล การเดินทางประเภทนี้ก่อให้เกิดการปล่อยมลพิษมากที่สุด น้ำมันก๊าดพาราฟินสังเคราะห์ (SPK) หมายถึงเชื้อเพลิงใดๆ ที่ไม่ได้มาจากปิโตรเลียมซึ่งออกแบบมาเพื่อทดแทนน้ำมันก๊าดเจ็ทซึ่งมักจะทำจากชีวมวล แต่ก็ไม่เสมอไป

เชื้อเพลิงชีวภาพเป็น เชื้อเพลิงที่ได้จาก ชีวมวลจากพืช สัตว์ หรือของเสีย ขึ้นอยู่กับชนิดของชีวมวลที่ใช้ สามารถลด การปล่อย CO2 _ได้ 20–98% เมื่อเทียบกับเชื้อเพลิงเจ็ททั่วไป [ ^{76 ] เที่ยว} บินทดสอบครั้งแรกที่ใช้เชื้อเพลิงชีวภาพผสมเกิดขึ้นในปี 2551 และในปี 2554 เชื้อเพลิงผสมที่มีเชื้อเพลิงชีวภาพ 50% ได้รับอนุญาตให้ใช้ในเที่ยวบินเชิงพาณิชย์ ในปี 2566 การผลิต SAF อยู่ที่ 600 ล้านลิตร คิดเป็น 0.2% ของการใช้เชื้อเพลิงเจ็ททั่วโลก^{[ 77 ]}ภายในปี 2567 การผลิต SAF จะเพิ่มขึ้นเป็น 1.3 พันล้านลิตร (1 ล้านตัน) คิดเป็น 0.3% ของการบริโภคเชื้อเพลิงเจ็ททั่วโลกและ 11% ของการผลิตเชื้อเพลิงหมุนเวียนทั่วโลก^{[ 78 ]}การเพิ่มขึ้นนี้เกิดขึ้นเนื่องจากโรงงานผลิตขนาดใหญ่ของสหรัฐฯ ชะลอการเพิ่มกำลังการผลิตจนถึงปี 2568 จากเดิมที่คาดว่าจะถึง 1.9 พันล้านลิตร

เชื้อเพลิงชีวภาพสำหรับการบินสามารถผลิตได้จากแหล่งพืชหรือสัตว์ เช่นต้นจาโทรฟาสาหร่ายไขมันสัตว์น้ำมันเหลือใช้น้ำมันปาล์มบาบาสซูและคาเมลินา (ไบโอ-SPK); จากชีวมวล แข็ง โดยใช้ กระบวนการ ไพโรไลซิสร่วมกับกระบวนการฟิชเชอร์-โทรปช์ (FT-SPK); ด้วย กระบวนการเปลี่ยน แอลกอฮอล์เป็นเชื้อเพลิง (ATJ) จากการหมักของเสีย; หรือจากชีววิทยาสังเคราะห์ผ่านเครื่องปฏิกรณ์พลังงานแสงอาทิตย์เครื่องยนต์ลูกสูบขนาดเล็กสามารถดัดแปลงให้ใช้เอทานอลเป็น เชื้อเพลิง ได้

เชื้อเพลิงชีวภาพที่ยั่งยืนเป็นทางเลือกแทนเชื้อเพลิงไฟฟ้า^{[ 79 ]}เชื้อเพลิงการบินที่ยั่งยืนได้รับการรับรองว่ายั่งยืนโดยองค์กรบุคคลที่สาม

เทคโนโลยี SAF เผชิญกับความท้าทายอย่างมากเนื่องจากข้อจำกัดของวัตถุดิบ น้ำมันและไขมันที่เรียกว่าเอสเทอร์ไฮโดรทรีตและกรดไขมัน (Hefa) ซึ่งมีความสำคัญต่อการผลิต SAF มีปริมาณจำกัดในขณะที่ความต้องการเพิ่มขึ้น แม้ว่า เทคโนโลยี เชื้อเพลิงอิเล็กทรอนิกส์ ขั้นสูง ซึ่งรวมCO2 ที่ _เป็น ของเสียเข้า กับไฮโดรเจนสะอาดจะเป็นทางออกที่น่าสนใจ แต่ก็ยังอยู่ระหว่างการพัฒนาและมีต้นทุนสูง เพื่อเอาชนะปัญหาเหล่านี้ นักพัฒนา SAF กำลังสำรวจวัตถุดิบที่หาได้ง่ายกว่า เช่นชีวมวลจากไม้และของเสียทางการเกษตรและเทศบาล โดยมุ่งเป้าไปที่การผลิตเชื้อเพลิงเจ็ทคาร์บอนต่ำอย่างยั่งยืนและมีประสิทธิภาพมากขึ้น^{[ 80 ] [ 81 ]}

ก๊าซชีวภาพเป็นส่วนผสมที่ประกอบด้วยมีเทนและคาร์บอนไดออกไซด์ เป็นหลัก ซึ่งเกิดจากกระบวนการย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจนของสารอินทรีย์โดยจุลินทรีย์ส่วนประกอบอื่นๆ ในปริมาณเล็กน้อยของส่วนผสมนี้ ได้แก่ ไอน้ำไฮโดรเจนซัลไฟด์ซิโลเซน ไฮโดรคาร์บอน แอมโมเนีย ออกซิเจน คาร์บอนมอนอกไซด์ และไนโตรเจน^{[ 82 ] [ 83 ]}สามารถผลิตได้จาก วัสดุ เหลือทิ้งที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพหรือโดยการใช้พืชพลังงานที่ป้อนเข้าไปในถังย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจนเพื่อเสริมผลผลิตก๊าซ ผลพลอยได้ที่เป็นของแข็ง เรียกว่า กาก ตะกอน สามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงชีวภาพหรือปุ๋ยได้ เมื่อกำจัด CO2 _และสิ่งเจือปนอื่นๆ ออกจากก๊าซชีวภาพ จะเรียกว่าไบโอมีเทน CO2 ยังสามารถรวมกับไฮโดรเจนในปฏิกิริยาเมทาเนชันเพื่อสร้างมีเทนเพิ่มเติม _ได้

ก๊าซชีวภาพสามารถกู้คืนได้จากระบบบำบัดของเสียแบบเชิงกลและชีวภาพ ส่วนก๊าซจากหลุมฝังกลบซึ่งเป็นก๊าซชีวภาพที่ไม่สะอาดนัก เกิดขึ้นในหลุมฝังกลบผ่านกระบวนการย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจนตามธรรมชาติ หากปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ มันจะกลายเป็น ก๊าซ เรือน กระจก

ในสวีเดน โรงไฟฟ้า " แปลงขยะเป็นพลังงาน " จะดักจับก๊าซมีเทนชีวภาพจากขยะและนำไปใช้ในการขับเคลื่อนระบบขนส่ง^{[ 84 ]}เกษตรกรสามารถผลิตก๊าซชีวภาพจากมูล วัว โดยใช้เครื่องย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจน^{[ 85 ]}

ซินแก๊สซึ่งเป็นส่วนผสมของคาร์บอนมอนอกไซด์ไฮโดรเจน และ ไฮโดรคาร์บอนต่างๆ ผลิตขึ้นโดยการเผาไหม้ชีวมวลบางส่วน (การเผาไหม้ด้วยปริมาณออกซิเจนที่ไม่เพียงพอที่จะเปลี่ยนชีวมวลให้เป็นคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำอย่างสมบูรณ์) ^{[ 62 ]}ก่อนการเผาไหม้บางส่วน ชีวมวลจะถูกทำให้แห้งและบางครั้งก็ผ่านกระบวนการไพโรไลซิส ซินแก๊สมีประสิทธิภาพมากกว่าการเผาไหม้เชื้อเพลิงชีวภาพดั้งเดิมโดยตรง เนื่องจากสามารถดึงพลังงานที่มีอยู่ในเชื้อเพลิงออกมาได้มากขึ้น

ก๊าซสังเคราะห์อาจถูกเผาโดยตรงในเครื่องยนต์สันดาปภายในกังหันหรือเซลล์เชื้อเพลิงอุณหภูมิสูง^{[ 86 ]}เครื่องกำเนิดก๊าซไม้ ซึ่งเป็นเครื่องปฏิกรณ์แก๊สซิฟิเคชันที่ใช้เชื้อเพลิงไม้ สามารถเชื่อมต่อกับเครื่องยนต์สันดาปภายในได้

ก๊าซสังเคราะห์สามารถนำไปใช้ผลิตเมทานอลไดเมทิลอีเทอร์และไฮโดรเจนหรือแปลงสภาพผ่านกระบวนการฟิชเชอร์-โทรปช์เพื่อผลิตสารทดแทนดีเซล หรือส่วนผสมของแอลกอฮอล์ที่สามารถผสมลงในน้ำมันเบนซินได้ โดยปกติแล้วกระบวนการแปรสภาพเป็นก๊าซจะอาศัยอุณหภูมิที่สูงกว่า 700 องศาเซลเซียส

การทำให้เป็นแก๊สที่อุณหภูมิต่ำเป็นที่ต้องการเมื่อร่วมผลิตไบโอชาร์แต่ส่งผลให้แก๊สสังเคราะห์ปนเปื้อนด้วย น้ำมันดิน

คำว่า "เชื้อเพลิงชีวภาพ" ยังใช้สำหรับเชื้อเพลิงแข็งที่ทำจากชีวมวล แม้ว่าจะพบได้น้อยกว่าก็ตาม^{[ 7 ]}

สาหร่ายสามารถผลิตได้ในบ่อหรือถังบนบก และในทะเล^{[ 87 ] [ 88 ]}เชื้อเพลิงจากสาหร่ายมีผลผลิตสูง^{[ 89 ]} มี จุดติดไฟสูง[ ^{90 ]}สามารถปลูกได้โดยมีผลกระทบต่อทรัพยากรน้ำจืด น้อยที่สุด ^{[ 91 ] [ 92 ] [ 93 ]}สามารถผลิตได้โดยใช้น้ำเค็มและน้ำเสียและสามารถ ย่อยสลายได้ ^ทางชีวภาพและค่อนข้างไม่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมหากหก^{[ 94 ] [ 95 ]} อย่างไรก็ตาม การผลิตต้องใช้พลังงานและปุ๋ยจำนวนมาก เชื้อเพลิงที่ผลิตได้จะเสื่อมสภาพเร็วกว่าเชื้อเพลิงชีวภาพชนิดอื่น และไม่ไหลได้ดีในอุณหภูมิต่ำ^{[ 87 ] [ 96 ]}

ภายในปี 2017 เนื่องจากการพิจารณาทางเศรษฐกิจ ความพยายามส่วนใหญ่ในการผลิตเชื้อเพลิงจากสาหร่ายจึงถูกยกเลิกหรือเปลี่ยนไปใช้ในแอปพลิเคชันอื่น^{[ 97 ]}

เชื้อเพลิงชีวภาพรุ่นที่สามและสี่ยังรวมถึงเชื้อเพลิงชีวภาพที่ผลิตโดยสิ่งมีชีวิตที่ได้รับการดัดแปลงทางชีวภาพ เช่น สาหร่ายและไซยาโนแบคทีเรีย^{[ 98 ]}สาหร่ายและไซยาโนแบคทีเรียจะใช้น้ำ คาร์บอนไดออกไซด์ และพลังงานแสงอาทิตย์ในการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ^{[ 98 ]}วิธีการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพนี้ยังอยู่ในระดับการวิจัย เชื้อเพลิงชีวภาพที่หลั่งออกมาจากสิ่งมีชีวิตที่ได้รับการดัดแปลงทางชีวภาพคาดว่าจะมีประสิทธิภาพการแปลงโฟตอนเป็นเชื้อเพลิงสูงกว่าเชื้อเพลิงชีวภาพรุ่นเก่า^{[ 98 ]}ข้อดีอย่างหนึ่งของเชื้อเพลิงชีวภาพประเภทนี้คือการเพาะปลูกสิ่งมีชีวิตที่ผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพไม่จำเป็นต้องใช้ที่ดินทำกิน^{[ 99 ]}ข้อเสียคือต้นทุนในการเพาะปลูกสิ่งมีชีวิตที่ผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพสูงมาก^{[ 99 ]}นอกจากนี้ วิธีการใช้สาหร่ายในปัจจุบันมักมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมแย่กว่าการใช้พืชชนิดอื่น^{[ 100 ]}

งานวิจัยล่าสุดเน้นย้ำว่าการเปลี่ยนผ่านไปสู่พลังงานที่ยั่งยืนนั้นขึ้นอยู่กับการนำเชื้อเพลิงชีวภาพรุ่นที่สามและสี่มาใช้กันอย่างแพร่หลาย ซึ่งใช้แหล่งที่ไม่ใช่อาหาร เช่น สาหร่าย และรวมกระบวนการขั้นสูง เช่น การสังเคราะห์แสงเทียม ทางเลือกเหล่านี้มีความสำคัญต่อการบรรเทาผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ เนื่องจากช่วยลดการแข่งขันในการใช้ที่ดินและความเสี่ยงด้านความยั่งยืนที่เกี่ยวข้องกับเชื้อเพลิงชีวภาพรุ่นก่อนๆ ได้อย่างมาก^{[ 101 ]}

เชื้อเพลิงไฟฟ้าและเชื้อเพลิงพลังงานแสงอาทิตย์อาจเป็นหรือไม่เป็นเชื้อเพลิงชีวภาพก็ได้ ขึ้นอยู่กับว่ามีองค์ประกอบทางชีวภาพหรือไม่เชื้อเพลิงไฟฟ้าผลิตขึ้นโดยการเก็บพลังงานไฟฟ้าไว้ในพันธะเคมีของของเหลวและก๊าซ เป้าหมายหลักคือบิวทานอลไบโอดีเซล และไฮโดรเจนแต่ยังรวมถึงแอลกอฮอล์อื่นๆ และก๊าซที่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบ เช่นมีเทนและบิวเทนเชื้อเพลิงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นเชื้อเพลิง เคมีสังเคราะห์ ที่ผลิตจากพลังงานแสงอาทิตย์ แสงจะถูกแปลงเป็นพลังงานเคมีโดยทั่วไปโดยการลดโปรตอนเป็นไฮโดรเจนหรือคาร์บอนไดออกไซด์เป็นสารประกอบอินทรีย์^{[ 102 ]}

เครื่องย่อยสลายทางชีวภาพเป็นห้องสุขาแบบกลไกที่ใช้การย่อยสลายและการตกตะกอนเพื่อเปลี่ยนของเสียจากมนุษย์ให้เป็นเชื้อเพลิงหมุนเวียนที่เรียกว่าก๊าซชีวภาพ ก๊าซชีวภาพสามารถผลิตได้จากสารต่างๆ เช่น ของเสียทางการเกษตรและสิ่งปฏิกูล^{[ 103 ] [ 104 ]}เครื่องย่อยสลายทางชีวภาพใช้กระบวนการที่เรียกว่าการย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจนเพื่อผลิตก๊าซชีวภาพ การย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจนใช้กระบวนการทางเคมีในการย่อยสลายสารอินทรีย์โดยใช้จุลินทรีย์ในสภาวะที่ไม่มีออกซิเจนเพื่อผลิตก๊าซชีวภาพ^{[ 105 ]}กระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน ได้แก่ การไฮโดรไลซิส การสร้างกรด การสร้างอะซิโตเจนซิสและการสร้างมีเทนเจนซิส^{[ 106 ]}

การผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพทั่วโลกอยู่ที่ 81 ล้านตัน เทียบเท่าปิโตรเลียม (Mtoe ) ในปี 2017 ซึ่งคิดเป็นการเพิ่มขึ้นประมาณ 3% เมื่อเทียบกับปี 2010 ^{[ 8 ] : 12} ในปี 2017 สหรัฐอเมริกาเป็นผู้ผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพรายใหญ่ที่สุดในโลก โดยผลิตได้ 37 ล้านตันเทียบเท่าปิโตรเลียม รองลงมาคือบราซิลและอเมริกาใต้ที่ 23 ล้านตันเทียบเท่าปิโตรเลียม และยุโรป (ส่วนใหญ่คือเยอรมนี) ที่ 12 ล้านตันเทียบเท่าปิโตรเลียม^{[ 8 ] : 12}

การประเมินจากปี 2017 พบว่า: "เชื้อเพลิงชีวภาพจะไม่มีวันเป็นเชื้อเพลิงหลักสำหรับการขนส่ง เนื่องจากไม่มีพื้นที่เพียงพอในโลกที่จะปลูกพืชเพื่อผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพสำหรับยานพาหนะทุกประเภท อย่างไรก็ตาม มันสามารถเป็นส่วนหนึ่งของส่วนผสมพลังงานที่จะนำเราไปสู่อนาคตของพลังงานหมุนเวียนได้ " ^{[ 8 ] : 11}

ในปี 2021 การผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพทั่วโลกคิดเป็น 4.3% ของเชื้อเพลิงสำหรับการขนส่งทั่วโลก ซึ่งรวมถึง เชื้อเพลิงชีวภาพสำหรับการบินในปริมาณเล็กน้อย^{[ 16 ]}คาดว่าภายในปี 2027 การผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพทั่วโลกจะคิดเป็น 5.4% ของเชื้อเพลิงสำหรับการขนส่งทั่วโลก ซึ่งรวมถึงเชื้อเพลิงสำหรับการบิน 1% ^{[ 16 ]}

สหรัฐอเมริกา ยุโรป บราซิล และอินโดนีเซีย เป็นตัวขับเคลื่อนหลักของการเติบโตของการบริโภคเชื้อเพลิงชีวภาพ ความต้องการไบโอดีเซล ดีเซลหมุนเวียน และเชื้อเพลิงไบโอเจ็ทคาดว่าจะเพิ่มขึ้น 44% (21 พันล้านลิตร) ในช่วงปี 2022-2027 ^{[ 107 ]}

การประมาณการเกี่ยวกับผลกระทบต่อสภาพภูมิอากาศจากเชื้อเพลิงชีวภาพมีความแตกต่างกันอย่างมาก ขึ้นอยู่กับวิธีการและสถานการณ์ที่ตรวจสอบ^{[ 12 ]}

โดยทั่วไป เชื้อเพลิงชีวภาพปล่อยก๊าซเรือนกระจก น้อยกว่า เมื่อเผาไหม้ในเครื่องยนต์ และโดยทั่วไปถือว่าเป็นเชื้อเพลิงที่เป็นกลางทางคาร์บอนเนื่องจากคาร์บอนที่ปล่อยออกมานั้นถูกดักจับจากชั้นบรรยากาศโดยพืชที่ใช้ในการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ^{[ 10 ]}การปล่อยก๊าซเรือนกระจกของเชื้อเพลิงชีวภาพอาจมีตั้งแต่ต่ำสุดที่ -127.1 gCO ₂ eq ต่อ MJ เมื่อมีการนำการดักจับคาร์บอนมาใช้ในการผลิต ไปจนถึงเกิน 95 gCO ₂ eq ต่อ MJ เมื่อ มี การเปลี่ยนแปลงการใช้ที่ดินอย่างมีนัยสำคัญ^{[ 53 ] [ 54 ]}ปัจจัยหลายประการมีส่วนทำให้ตัวเลขการปล่อยก๊าซเรือนกระจกของเชื้อเพลิงชีวภาพแตกต่างกัน เช่น วัตถุดิบและแหล่งกำเนิด เทคนิคการผลิตเชื้อเพลิง คำจำกัดความของขอบเขตระบบ และแหล่งพลังงาน^{[ 54 ]}อย่างไรก็ตาม นโยบายของรัฐบาลหลายแห่ง เช่น สหภาพยุโรปและสหราชอาณาจักร กำหนดให้เชื้อเพลิงชีวภาพต้องช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกอย่างน้อย 65% (หรือ 70% หากเป็นเชื้อเพลิงหมุนเวียนที่ไม่ได้มาจากแหล่งกำเนิดทางชีวภาพ) เมื่อเทียบกับเชื้อเพลิงฟอสซิล^{[ 110 ] [ 111 ]}

การประเมินวัฏจักรชีวิตของเชื้อเพลิงชีวภาพรุ่นแรกแสดงให้เห็นการปล่อยมลพิษจำนวนมากที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงการใช้ที่ดินที่ อาจเกิดขึ้น ซึ่งจำเป็นต่อการผลิตวัตถุดิบเชื้อเพลิงชีวภาพเพิ่มเติม^{[ 12 ] [ 13 ]}หากไม่มีการเปลี่ยนแปลงการใช้ที่ดิน เชื้อเพลิงชีวภาพรุ่นแรกโดยเฉลี่ยแล้วจะมีการปล่อยมลพิษต่ำกว่าเชื้อเพลิงฟอสซิล^{[ 12 ]}อย่างไรก็ตาม การผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพอาจแข่งขันกับการผลิตพืชอาหาร ข้าวโพดที่ผลิตในสหรัฐอเมริกามากถึง 40% ถูกนำไปใช้ในการผลิตเอทานอล^{[ 112 ]}และทั่วโลก 10% ของธัญพืชทั้งหมดถูกนำไปผลิตเป็นเชื้อเพลิงชีวภาพ^{[ 113 ]}การลดการใช้ธัญพืชสำหรับเชื้อเพลิงชีวภาพในสหรัฐอเมริกาและยุโรปลง 50% จะสามารถทดแทนการส่งออกธัญพืชทั้งหมดของยูเครน ได้ ^{[ 114 ]}การศึกษาหลายชิ้นแสดงให้เห็นว่าการลดการปล่อยมลพิษจากเชื้อเพลิงชีวภาพนั้นเกิดขึ้นโดยแลกกับผลกระทบอื่นๆ เช่นการเป็นกรดการ เกิดภาวะยูโทร ฟิเคชันรอยเท้าทางน้ำและการสูญเสียความหลากหลายทางชีวภาพ^{[ 12 ]}

เชื่อกันว่าเชื้อเพลิงชีวภาพรุ่นที่สองจะช่วยเพิ่มความยั่งยืนด้านสิ่งแวดล้อม เนื่องจากส่วนที่ไม่ใช่อาหารของพืชถูกนำมาใช้ในการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพรุ่นที่สองแทนที่จะทิ้งไป^{[ 115 ]} แต่การใช้เชื้อเพลิงชีวภาพรุ่นที่สองจะเพิ่มการแข่งขันสำหรับชีวมวลลิกโนเซลลูโลส ทำให้ต้นทุนของเชื้อเพลิงชีวภาพเหล่านี้สูงขึ้น^{[ 116 ]}

ตามทฤษฎีแล้ว เชื้อเพลิงชีวภาพรุ่นที่สามที่ผลิตจากสาหร่ายไม่ควรก่อให้เกิดอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่าเชื้อเพลิงชีวภาพรุ่นแรกหรือรุ่นที่สอง เนื่องจากมีการเปลี่ยนแปลงการใช้ที่ดินน้อยกว่า และไม่จำเป็นต้องใช้ยาฆ่าแมลงในการผลิต^{[ 117 ]}อย่างไรก็ตาม เมื่อพิจารณาจากข้อมูลแล้ว พบว่าต้นทุนด้านสิ่งแวดล้อมในการสร้างโครงสร้างพื้นฐานและพลังงานที่จำเป็นสำหรับการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพรุ่นที่สามนั้นสูงกว่าผลประโยชน์ที่ได้รับจากการใช้เชื้อเพลิงชีวภาพ^{[ 118 ] [ 119 ]}

คณะกรรมาธิการยุโรปได้อนุมัติมาตรการอย่างเป็นทางการเพื่อยุติ การใช้เชื้อเพลิงชีวภาพจาก น้ำมันปาล์มภายในปี 2030 ^{[ 120 ] [ 121 ]}การเกษตรปาล์มน้ำมันที่ไม่ยั่งยืนได้ก่อให้เกิดปัญหาสิ่งแวดล้อมและสังคมอย่างมาก รวมถึงการตัดไม้ทำลายป่าและมลพิษ

การผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพอาจต้องใช้พลังงานสูงมาก ซึ่งหากผลิตจากแหล่งพลังงานที่ไม่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ ก็อาจลดประโยชน์ที่ได้รับจากการใช้เชื้อเพลิงชีวภาพลงได้มาก แนวทางแก้ไขที่เสนอเพื่อแก้ปัญหานี้คือ การจัดหาพลังงานนิวเคลียร์ส่วนเกินให้กับโรงงานผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ ซึ่งสามารถเสริมพลังงานที่ได้จากเชื้อเพลิงฟอสซิลได้^{[ 122 ]}วิธีนี้จะช่วยลดต้นทุนคาร์บอนและช่วยลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจากการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพได้

ผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงการใช้ที่ดินทางอ้อมของเชื้อเพลิงชีวภาพหรือที่รู้จักกันในชื่อ ILUC หรือ iLUC (อ่านว่า ไอ-ลัก) เกี่ยวข้องกับผลที่ไม่ได้ตั้งใจของการปล่อยก๊าซคาร์บอน เพิ่มขึ้น เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงการใช้ที่ดินทั่วโลกที่เกิดจากการขยายพื้นที่เพาะปลูกเพื่อ ผลิต เอทานอลหรือไบโอดีเซลเพื่อตอบสนองต่อความต้องการเชื้อเพลิงชีวภาพที่เพิ่มขึ้นทั่วโลก^{[ 123 ] [ 124 ]}

เนื่องจากเกษตรกรทั่วโลกตอบสนองต่อราคาพืชผลที่สูงขึ้นเพื่อรักษาสมดุลของอุปสงค์และอุปทานอาหารโลก จึงมีการถางพื้นที่ธรรมชาติเพื่อทดแทนพืชผลทางการเกษตรที่ถูกนำไปใช้ในการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพที่อื่น เนื่องจากพื้นที่ธรรมชาติ เช่นป่าฝนและทุ่งหญ้ากักเก็บคาร์บอนไว้ในดินและชีวมวลขณะที่พืชเจริญเติบโตในแต่ละปี การถางพื้นที่ป่าเพื่อสร้างฟาร์มใหม่จึงส่งผลให้มีการปล่อยก๊าซเรือนกระจก เพิ่มขึ้นสุทธิ เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของคาร์บอนในดินและชีวมวลที่เกิดขึ้นนอกพื้นที่นี้ การเปลี่ยนแปลงการใช้ที่ดินทางอ้อมจึงมีผลกระทบต่อ สมดุลของ ก๊าซเรือนกระจก (GHG) ของเชื้อเพลิงชีวภาพ^{[ 123 ] [ 124 ] [ 125 ] [ 126 ]}

ผู้เขียนคนอื่นๆ ยังได้โต้แย้งว่าการเปลี่ยนแปลงการใช้ที่ดินทางอ้อมก่อให้เกิดผลกระทบทางสังคมและสิ่งแวดล้อมที่สำคัญอื่นๆ ซึ่งส่งผลต่อความหลากหลายทางชีวภาพ คุณภาพน้ำราคาและปริมาณอาหาร กรรมสิทธิ์ที่ดินการอพยพของแรงงาน และความมั่นคงของชุมชนและวัฒนธรรม^{[ 125 ] [ 127 ] [ 128 ] [ 129 ]}

ลองค้นหาคำว่า "เชื้อเพลิงชีวภาพ"ในวิกิพีเดีย ซึ่งเป็นพจนานุกรมเสรี

• วารสารเชื้อเพลิงชีวภาพ
• เว็บไซต์ค้นหาสถานีเติมเชื้อเพลิงทางเลือก (Alternative Fueling Station Locator) ถูกเก็บถาวรเมื่อวันที่ 14 กรกฎาคม 2551 ที่Wayback Machine ( EERE )
• มุ่งสู่การผลิตและการใช้ทรัพยากรอย่างยั่งยืน: การประเมินเชื้อเพลิงชีวภาพโดยโครงการสิ่งแวดล้อมแห่งสหประชาชาติตุลาคม 2552
• คำแนะนำ เกี่ยวกับเชื้อเพลิงชีวภาพสำหรับธุรกิจ รวมถึงใบอนุญาตและเอกสารที่จำเป็น สามารถดูได้ที่NetRegs.gov.uk
• ต้องใช้น้ำปริมาณเท่าใดในการผลิตไฟฟ้า? — จากการศึกษาใหม่พบว่า ก๊าซธรรมชาติใช้ปริมาณน้ำน้อยที่สุดในการผลิตพลังงาน ในขณะที่เชื้อเพลิงชีวภาพบางชนิดใช้ปริมาณน้ำมากที่สุด
• การประชุมนานาชาติว่าด้วยมาตรฐานเชื้อเพลิงชีวภาพ – การกำหนดมาตรฐานเชื้อเพลิงชีวภาพของสหภาพยุโรป
• เชื้อเพลิงชีวภาพจากชีวมวล: เทคโนโลยีและข้อพิจารณาเชิงนโยบาย ภาพรวมโดยละเอียดจาก MIT
• ข่าวจากเดอะการ์เดียนเกี่ยวกับเชื้อเพลิงชีวภาพ
• โครงการเมืองสะอาดของกระทรวงพลังงานสหรัฐฯ – ลิงก์ไปยัง กลุ่มพันธมิตร เมืองสะอาด 87 แห่งในสหรัฐฯ ณ ปี 2547
• เอกสารข้อมูลเกี่ยวกับเชื้อเพลิงชีวภาพจากศูนย์ระบบยั่งยืนมหาวิทยาลัยมิชิแกน
• เรียนรู้เกี่ยวกับเชื้อเพลิงชีวภาพ – แหล่งข้อมูลเพื่อการศึกษาสำหรับนักเรียน