20世纪70年代以来，受传统能源价格、环保和全球气候变化的影响，世界各国日益重视生物燃料的发展。而生物燃料(biofuel)作为可再生能源开发利用的重要方向，其具有良好的可贮藏性和可运输性，可提供可替代石油的液体燃料。其中，生物燃料泛指由生物质组成或萃取的固体、液体或气体燃料。所谓的生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体，即一切有生命的可以生长的有机物质，其中包括、动物和微生物。不同于石油、煤炭、核能等传统燃料，该新兴的生物燃料是可再生燃料。目前，根据福布斯统计数据表明，世界上已有1865家企业参与到生物燃料的研究开发当中。而就目前研究水平而言，乙醇燃料和生物柴油占据了生物燃料的主导地位，除此之外，还有一些其他的相关生物燃料研究。
玉米不仅仅是食物更是乙醇燃料的原材料
乙醇燃料作为生物燃料的一种，其一般是指体积浓度达到99.5%以上的无水乙醇。燃料乙醇经变性后与汽油按一定比例混合可制成车用乙醇汽油，燃料乙醇是燃烧清洁的高辛烷值燃料，是一种可再生能源。燃料乙醇的主要原料有玉米、大豆、甘蔗、海藻等植物，在生产加工过程中，植物中的植物淀粉经过发酵蒸馏变成糖，之后再经过微生物降解变为乙醇，再与汽油按照一定比例混合便可得到汽车用燃料乙醇。
与传统汽油相比，乙醇燃烧更加清洁，因此可将乙醇作为添加剂与汽油混合得到燃料乙醇。乙醇燃烧后温室气体排放量比传统汽油燃烧后温室气体排放量要少21.8%。根据美国发展中心数据显示，目前，美国玉米燃料乙醇的年产值为49亿加仑，而传统汽油燃料的年产值为790亿加仑。
然而，越来越高的玉米产量也导致了农田中除草剂和肥料的大量流失，这导致了土壤侵蚀也越来越严重。同时，制造乙醇燃料需要大量的玉米，平均每450磅玉米仅可以制造25加仑玉米乙醇，每英亩玉米可以制造328加仑玉米乙醇。
最近，有研究人员一直致力于另一种燃料乙醇制造技术，该技术以纤维素为原料生产，其中纤维素可以取自于木材、稻草或其他许多植物。与上面提到的玉米乙醇制造技术相比，纤维乙醇所能产生的能量是玉米乙醇的两倍。但是纤维素更难分解，因此生产制造该纤维素乙醇需要消耗更多的能量和设备。
生物柴油：取自于脂肪
生物柴油是指由动植物油脂(脂肪酸甘油三酯)与醇(甲醇或乙醇)经酯交换反应得到的脂肪酸单烷基酯，其是一种无毒、可降解的生物燃料。与传统的石化能源相比，其硫及芳烃含量低、闪点高、十六烷值高、具有良好的润滑性，可部分添加到石化柴油中。其主要生产原料为动物脂肪、植物油以及餐厅废弃油脂等。另外，某些藻类也可以用于生物柴油的提取。目前，在美国生物柴油的年产量为7500万加仑。
另外，将植物油直接与酒精、催化剂混合可以得到更高质量的生物燃料，但是转售该种生物燃料是法律所不允许的。通常情况下，采用石化柴油的汽车也可以在无需过多改变情况下直接采用生物柴油。而生物柴油所能产生的能量要比玉米乙醇高出约90%，并且其所产生的温室气体也要降低约70%。
其他生物燃料
根据美国能源部表示，最新提出的三种生物燃料分别为沼气、生物丁醇以及加氢衍生的可再生柴油。
沼气是各种有机物质，在隔绝空气(还原条件)，并在适宜的温度、PH值下，经过微生物的发酵作用产生的一种可燃烧气体。沼气属于二次能源，并且是可再生能源。其原材料主要为肥料、固体废物等有机材料。对于沼气应用有利的一点是沼气运输可以利用现有的天然气基础设施来完成运输。
生物丁醇是与生物乙醇相似的生物燃料。其原料主要为植物、草以及废弃物等，而且其生产工艺与生物乙醇也极为相似，但生物丁醇的蒸汽压力低，与汽油混合时对杂质水的宽容度大，而且腐蚀性较小，与现有的生物燃料相比，能够与汽油达到更高的混合比(混合燃料中可混入20%的丁醇)，而且无需对车辆进行改造。丁醇还是一种高能量生物燃料，与传统燃料相比，每加仑可支持汽车多走10%的路程，与乙醇相比，可多走30%的路程。
加氢衍生的可再生柴油一般通过将植物油和脂肪经过加氢裂化来进行生产。该加氢衍生的可再生柴油作为燃料不仅可以单独使用，而且还可以与石油混合使用。虽然目前该加氢衍生的可再生柴油还处于研发初级阶段，但是其分销过程是可以通过目前的分销系统来完成的。
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