バイオ燃料

バイオ燃料は、石油などの化石燃料の形成にかかわる非常に遅い自然のプロセスではなく、バイオマスから短期間で生成される燃料です。バイオ燃料は、植物から、または農業、家庭、産業のバイオ廃棄物から生成できます。^{[1] [2]}バイオ燃料は主に輸送に使用されますが、暖房や電力にも使用できます。^{[3] : 173  [4]}バイオ燃料（および一般的なバイオエネルギー）は、再生可能エネルギー源と見なされています。^{[5] : 11}バイオ燃料の使用は、「食料対燃料」の議論、その持続可能性に関するさまざまな評価、およびバイオ燃料生産の結果としての森林破壊と生物多様性の損失の可能性に関する批判の対象となっています。

一般に、バイオ燃料はエンジンで燃焼した際の温室効果ガス排出量が少なく、生産に使用される作物によって大気から捕捉された炭素であるため、一般的にカーボンニュートラルな燃料と考えられています。 ^[6]しかし、バイオ燃料のライフサイクルアセスメントでは、追加のバイオ燃料原料を生産するために必要な潜在的な土地利用変更に関連する大きな排出量が示されています。^{[7] [8]}バイオ燃料のライフサイクルアセスメント（LCA）の結果は状況に大きく左右され、原料の種類、生産ルート、データの変動、方法論の選択など、多くの要因に依存します。これは、バイオ燃料の環境影響評価の複雑さと変動性を強調するために追加される場合があります。^[9]バイオ燃料による気候への影響の推定値は、調査された方法論と正確な状況に基づいて大きく異なります。^[7]したがって、バイオ燃料の気候変動緩和の可能性はかなり異なります。一部のシナリオでは、排出量は化石燃料に匹敵しますが、他のシナリオでは、バイオ燃料の排出量はマイナスの排出量になります。

バイオ燃料の世界的需要は、2022年から2027年にかけて56%増加すると予測されています。^[10] 2027年までに、世界のバイオ燃料生産は、航空燃料の1%を含む世界の輸送用燃料の5.4%を供給すると予想されています。^[11]航空バイオ燃料の需要は増加すると予測されています。^{[12] [13]}しかし、一部の政策は航空よりも地上輸送を優先していると批判されています。^[14]

バイオ燃料の最も一般的な2つのタイプは、バイオエタノールとバイオディーゼルです。ブラジルはバイオエタノールの最大生産国であり、EUはバイオディーゼルの最大生産国です。バイオエタノールとバイオディーゼルの世界生産におけるエネルギー含有量は、それぞれ年間2.2EJと1.8EJです。^[15]

バイオエタノールは発酵によって作られるアルコールで、主にトウモロコシ、サトウキビ、サトウキビなどの砂糖やデンプン質の作物から生成される炭水化物から作られます。木や草などの非食用資源から得られるセルロース系バイオマスも、エタノール生産の原料として開発されています。エタノールは純粋な形（E100）で自動車の燃料として使用できますが、通常はオクタン価を高め、自動車の排出ガスを改善するためにガソリン添加剤として使用されます。

バイオディーゼルは、エステル交換反応 を利用して油脂から生産されます。純粋な形（B100）で自動車燃料として使用できますが、通常はディーゼル車の粒子状物質、一酸化炭素、炭化水素のレベルを下げるためのディーゼル添加剤として使用されます。^[16]

バイオ燃料という用語は、さまざまな意味で使用されています。1つの定義は、「バイオ燃料は、固体、液体、または気体の形態のバイオベースの製品です。作物や木材などの天然物、または糖蜜やバガスなどの農業残渣から生産されます。」です。^{[3] : 173}

他の出版物では、バイオ燃料という用語を輸送に使用される液体または気体燃料にのみ使用しています。^[4]

IPCC第6次評価報告書では、バイオ燃料を「バイオマスから生産される、一般的には液体の燃料。バイオ燃料には、サトウキビ、テンサイ、トウモロコシからのバイオエタノール、キャノーラ豆や大豆からのバイオディーゼルが含まれる」と定義しています。 ^{[17] : 1795}さらに、この文脈ではバイオマスを「化石化した物質や地層に埋め込まれた物質を除く有機物質」と定義しています。^{[17] : 1795}つまり、この文脈では、石炭やその他の化石燃料はバイオマスの一種ではない ということです。

第一世代バイオ燃料（「従来型バイオ燃料」とも呼ばれる）は、耕作地で栽培された食用作物から作られています。^{[18] [19] ：447}作物の糖分、デンプン、または油分は、エステル交換または酵母発酵を使用してバイオディーゼルまたはエタノールに変換されます。 ^[20]

「食料対燃料」のジレンマを回避するために、第2世代バイオ燃料と第3世代バイオ燃料（先進バイオ燃料、持続可能なバイオ燃料、ドロップインバイオ燃料とも呼ばれる）は、廃棄物やエネルギー作物など、食料や飼料作物と直接競合しない原料から作られています。^[21]稲わら、もみ殻、木材チップ、おがくずなど、農業や林業活動から得られるさまざまな廃棄物原料は、生化学的および熱化学的プロセスを通じて先進バイオ燃料を生産するために使用できます。^{[19] ：448}

燃料を作るのに使われる原料は、耕作地で栽培されるが主作物の副産物であるか、限界地で栽培されるものである。第二世代の原料には、わら、バガス、多年生草本、ジャトロファ、廃植物油、都市固形廃棄物などが含まれる。^[22]

生物学的に生産されるアルコール（最も一般的なのはエタノール、それほど一般的ではないがプロパノールとブタノール）は、糖やデンプン（最も生産しやすい）またはセルロース（生産が難しい）の発酵を通じて微生物と酵素の働きによって生産される。IEAは、2021年にエタノール生産に砂糖供給量の20％、トウモロコシ供給量の13％が使用されたと推定している。^[23]

エタノール燃料は、特にブラジルで、世界中で最も一般的なバイオ燃料です。アルコール燃料は、小麦、トウモロコシ、テンサイ、サトウキビ、糖蜜、およびウイスキーなどのアルコール飲料を作ることができるあらゆる糖またはデンプン（ジャガイモや果物の廃棄物など）から得られる糖の発酵によって生産されます。使用される製造方法は、酵素消化（貯蔵デンプンから糖を放出する）、糖の発酵、蒸留、乾燥です。蒸留プロセスでは、熱を生成するためにかなりのエネルギー入力が必要です。熱は持続不可能な天然ガス化石燃料で生成されることもありますが、バガスなどのセルロース系バイオマスがブラジルで最も一般的な燃料であり、ペレット、木材チップ、廃熱はヨーロッパでより一般的です。トウモロコシからエタノールやその他の食料ストックへの変換は、セルロース系エタノールの開発につながりました。^[24]

メタノールは現在、再生不可能な化石燃料である天然ガスから生産されている。将来的にはバイオメタノールとしてバイオマスから生産されることが期待されている。これは技術的には可能だが、経済的実現性がまだ未確定であるという懸念から、生産は現在延期されている。^[25]メタノール経済は、今日の天然ガスからの 水素生産とは対照的な、水素経済の代替手段である。

ブタノール（C
₄H
₉OH ) はABE 発酵(アセトン、ブタノール、エタノール) によって生成され、実験的にプロセスを改変すると、バイオブタノールが唯一の液体生成物である場合に、高い正味エネルギー増加が見込まれることが示されています。バイオブタノールは、エタノールよりも多くのエネルギーを生成し、既存のガソリンエンジンで「そのまま」燃焼できる (エンジンや車を改造しなくてもよい) ため、ガソリンの直接代替品になるとよく言われています。 ^[26]エタノールよりも腐食性が低く、水溶性も低く、既存のインフラストラクチャを介して配布できます。大腸菌株も、アミノ酸代謝を改変することでブタノールを生成するように操作されています。^[27]大腸菌でのブタノール生産の 1 つの欠点は、栄養豊富な培地のコストが高いことですが、最近の研究では、大腸菌が最小限の栄養補給でブタノールを生産できることが実証されています。^{[28]バイオブタノールは}バイオガソリンと呼ばれることもありますが、化学的に異なり、ガソリンのような炭化水素ではなくアルコールであるため誤りです。

バイオディーゼルは、ヨーロッパで最も一般的なバイオ燃料です。エステル交換反応を使用して油または脂肪から生成され、化石/鉱物ディーゼルと組成が似ている液体です。化学的には、主に脂肪酸メチル（またはエチル）エステル（FAME）で構成されています。^[29]バイオディーゼルの原料には、動物性脂肪、植物油、大豆、菜種、ジャトロファ、マフア、マスタード、亜麻、ヒマワリ、パーム油、麻、フィールドペニークレス、ポンガミアピンナタ、藻類などがあります。純粋なバイオディーゼル（B100、別名「ニート」バイオディーゼル）は、現在、ディーゼル第2世代B100と比較して排出量を最大60％削減します。^[30] 2020年現在、オーストラリアのCSIROの研究者はエンジン潤滑剤としてのベニバナ油を研究しており、米国のモンタナ州立大学先進燃料センターの研究者は大型ディーゼルエンジンでのこの油の性能を研究しており、その結果は「画期的」と評されている。^{[31][アップデート]}

バイオディーゼルは、鉱物性ディーゼルと混合することで、あらゆるディーゼルエンジンや改造された装置で使用できます。また、純粋な形（B100）でディーゼルエンジンで使用することもできますが、使用される原料によっては、低温で燃料がいくらか粘性が高くなるため、冬季の使用中にメンテナンスや性能に問題が発生する可能性があります。 ^[32]

1990 年代後半以降の電子制御の「コモンレール」および「ユニットインジェクター」タイプのシステムでは、従来のディーゼル燃料と混合したバイオディーゼルしか使用できません。これらのエンジンには、燃料の粘度に非常に敏感な、細かく計量され霧化された多段噴射システムがあります。現在のディーゼルエンジンの多くは、エンジン自体を変更することなく B100 で動作するように設計されていますが、これは燃料レールの設計によって異なります。バイオディーゼルは効果的な溶剤であり、鉱物ディーゼルによって堆積した残留物を洗浄するため、バイオ燃料が燃料タンクとパイプ内の古い堆積物を溶解するため、エンジンフィルターをより頻繁に交換する必要がある場合があります。また、エンジンの燃焼室の炭素堆積物を効果的に洗浄し、効率の維持に役立ちます。

バイオディーゼルは酸素化燃料であり、化石ディーゼルよりも炭素量が少なく、水素と酸素の含有量が多い。これによりバイオディーゼルの燃焼が改善され、未燃焼炭素からの粒子状物質の排出が削減される。しかし、純粋なバイオディーゼルを使用するとNOx排出量が増加する可能性がある_[ 33 ^]。バイオディーゼルは無毒で生分解性であるため、取り扱いや輸送が安全であり、引火点が約300°F（148°C）と石油ディーゼル燃料の引火点が125°F（52°C）であるのに比べて高い。^[34]

多くのヨーロッパ諸国では​​、5％のバイオディーゼル混合燃料が広く使用されており、何千ものガソリンスタンドで入手できます。[ ^{35] [36]フランスでは、すべてのフランスのディーゼル車が使用する燃料に8％の割合でバイオディーゼルが組み込まれています。 [37]} Avrilグループは、 Diesterというブランド名で、欧州連合で年間消費される1100万トンのバイオディーゼルの5分の1を生産しています。^[38]同社はヨーロッパで最大のバイオディーゼル生産者です。^[37]

グリーンディーゼルは、生化学的プロセスと熱化学的プロセスの組み合わせから生産できます。従来のグリーンディーゼルは、植物油や動物性脂肪などの生物学的油原料を水素化処理することで生産されます。^{[39] [40]}最近では、熱分解や水素化処理などの一連の熱化学プロセスを使用して生産されています。熱化学ルートでは、ガス化から生成された合成ガス、熱分解から生成されたバイオオイル、または水熱液化から生成されたバイオ原油が、水素化処理を使用してグリーンディーゼルにアップグレードされます。^{[41] [42] [43]}水素化処理は、水素を使用して分子構造を改質するプロセスです。たとえば、製油所で広く使用されている水素化処理技術である水素化分解は、触媒の存在下で高温高圧下で使用され、植物油に含まれるような大きな分子をディーゼルエンジンで使用される短い炭化水素鎖に分解します。^{[44]グリーンディーゼルは、再生可能ディーゼル、ドロップインバイオディーゼル、水素化処理植物油（HVO燃料） [44]、}または水素由来の再生可能ディーゼルと呼ばれることもあります。^[40]バイオディーゼルとは異なり、グリーンディーゼルは石油ベースのディーゼルとまったく同じ化学的性質を持っています。^{[44] [45]}配布や使用に新しいエンジン、パイプライン、インフラストラクチャは必要ありませんが、石油と競争できるコストで生産されていません。^[40]ガソリンバージョンも開発されています。^[46]グリーンディーゼルは、ルイジアナ州とシンガポールでコノコフィリップス、ネステオイル、バレロ、ダイナミックフューエル、ハネウェルUOPによって開発されています^{[40] [47]}また、スウェーデンのヨーテボリではプリームによって開発されており、エボリューションディーゼルと呼ばれるものを生み出しています。^[48]

加工されていない食用植物油は、一般的には燃料として使われませんが、低品質の油がこの目的で使われてきました。使用済みの植物油は、バイオディーゼルに加工されることが多くなっており、また（まれに）水や微粒子を取り除いてから燃料として使われることもあります。IEAは、2021年にバイオディーゼル生産に世界の植物油供給量の17％が使用されたと推定しています。^[23]

油脂を10ポンドの短鎖アルコール（通常はメタノール）と触媒（通常は水酸化ナトリウム[NaOH]）の存在下で反応させ、水素化するとディーゼル代替品が得られる。^{[50]得られた生成物は、}セタン価が高く、芳香族と硫黄が少なく、酸素を含まない直鎖炭化水素である。水素化油は、あらゆる割合でディーゼルと混合できる。低温での性能が良好で、貯蔵安定性の問題がなく、微生物の攻撃を受けにくいなど、バイオディーゼルに比べていくつかの利点がある。^[51]

バイオガソリンは、生物学的にも熱化学的にも生産できる。韓国科学技術院（KAIST）のイ・サンヨプ教授が主導し、国際科学誌ネイチャーに発表された研究では、生物学的手法を用いて、植物やその他の非食用作物に含まれるグルコースを与えた改変大腸菌を使用し、生成された酵素でバイオガソリンを生産した。酵素は糖を脂肪酸に変換し、次にこれを市販のガソリン燃料に含まれるものと化学的および構造的に同一の炭化水素に変えた。^[52]バイオガソリンを生産する熱化学的アプローチは、バイオディーゼルを生産するために使用されるものと類似している。^{[41] [42] [43]}バイオガソリンは、ドロップインガソリンまたは再生可能ガソリンと呼ばれることもある。

バイオエーテル（燃料エーテルまたは酸素化燃料とも呼ばれる）は、オクタン価向上剤として作用する費用対効果の高い化合物である。「バイオエーテルは、イソブチレンなどの反応性イソオレフィンとバイオエタノールの反応によって生成される。」^{[53] [出典が必要]}バイオエーテルは小麦やテンサイから作られ、バイオディーゼルの生産から生じる廃棄グリセロールからも生成される。^[54]また、エンジンの摩耗と有毒な排気ガスを大幅に削減しながら、エンジン性能を向上させる。地上レベルのオゾン排出量を大幅に削減することで、空気の質の向上に貢献する。^{[55] [56]}

輸送燃料には、ジメチルエーテル（DME）、ジエチルエーテル（DEE）、メチルtert-ブチルエーテル（MTBE）、エチルtert-ブチルエーテル（ ETBE）、tert-アミルメチルエーテル（TAME）、 tert-アミルエチルエーテル（TAEE）の6つのエーテル添加剤が含まれています。^[57]

欧州燃料酸素化剤協会は、鉛の代替として燃料に最も一般的に使用されているエーテルとしてMTBEとETBEを特定しています。エーテルは、毒性の高い化合物の代替として1970年代にヨーロッパで導入されました。^[58]ヨーロッパでは依然としてバイオエーテル添加剤が使用されていますが、2005年の米国エネルギー政策法では、改質ガソリンに酸素化剤を含めるという要件が撤廃され、燃料に添加されるMTBEの量が減りました。 ^[59]バイオエーテルは英国で石油から生産されるエーテルに取って代わる可能性がありますが、エネルギー密度が低いため、バイオエーテル自体が燃料になる可能性は非常に低いです。^[60]

航空バイオ燃料（バイオジェット燃料^[61]またはバイオ航空燃料（BAF）^[62]とも呼ばれる）は、航空機の動力源として使用されるバイオ燃料であり、持続可能な航空燃料（SAF）です。国際航空運送協会（IATA）は、これを航空の環境への影響を削減するための重要な要素であると考えています。^[63]航空バイオ燃料は、中距離および長距離の航空旅行の脱炭素化に使用されます。これらのタイプの旅行は最も多くの排出量を生み出し、炭素フットプリントを削減することで古いタイプの航空機の寿命を延ばすことができます。合成パラフィン灯油（SPK）は、多くの場合（常にではありませんが）バイオマスから作られる灯油ジェット燃料の代替として設計された非石油ベースの燃料を指します。

_{バイオ燃料は、}植物、動物、または廃棄物から作られたバイオマス由来の燃料です。使用するバイオマスの種類に応じて、従来のジェット燃料と比較してCO2排出量を20〜98％削減できます。^[64] 混合バイオ燃料を使用した最初のテスト飛行は2008年に行われ、2011年には50％のバイオ燃料を含む混合燃料が商用飛行で許可されました。2023年のSAF生産量は6億リットルで、世界のジェット燃料使用量の0.2％を占めています。^[65]

航空バイオ燃料は、ジャトロファ、藻類、獣脂、廃油、パーム油、ババス、カメリナなどの植物や動物源（バイオSPK）、フィッシャー・トロプシュ法による熱分解処理を使用した固形バイオマス（FT-SPK）、廃棄物発酵からのアルコールジェット（ATJ）プロセス、または太陽熱反応器による合成生物学から生産できます。小型ピストンエンジンを改造してエタノールを燃焼させることができます。

持続可能なバイオ燃料は電気燃料の代替品です。^[66]持続可能な航空燃料は第三者機関によって 持続可能であると認定されています。

SAF技術は、原料の制約により大きな課題に直面している。SAF生産に不可欠な水素化エステルおよび脂肪酸（Hefa）と呼ばれる油脂は、需要の増加に伴い供給が限られている。廃棄CO2とクリーンな水素_を組み合わせた先進的なe-fuels技術は有望な解決策を提示しているが、まだ開発中であり、コストが高い。これらの問題を克服するために、SAF開発者は、木質バイオマスや農業廃棄物、都市廃棄物など、より入手しやすい原料を模索し、より持続可能かつ効率的に低炭素ジェット燃料を生産することを目指している。^{[67] [68]}

バイオガスは、微生物による有機物の嫌気性消化の過程で生成される、主にメタンと二酸化炭素からなる混合物である。この混合物の他の微量成分には、水蒸気、硫化水素、シロキサン、炭化水素、アンモニア、酸素、一酸化炭素、窒素などがある。^{[69] [70]バイオガスは、}生分解性廃棄物から生成することも、嫌気性消化槽に投入されたエネルギー作物を使用してガス収量を補うことで生成することもできる。固形副産物である消化物（消化残渣）は、バイオ燃料や肥料として使用できる。バイオガスから CO _{2やその他の不純物が除去されたものは、}バイオメタンと呼ばれる。CO _{2 は}メタン化で水素と結合して、より多くのメタンを形成することもできる。

バイオガスは、機械的な生物学的処理廃棄物処理システムから回収できます。埋立地ガスはバイオガスのクリーン度が低い形態で、埋立地で自然に発生する嫌気性消化によって生成されます。これが大気中に放出されると、温室効果ガスとして作用します。

スウェーデンでは、「廃棄物発電」発電所がゴミからメタンバイオガスを回収し、輸送システムの電力として利用している。^{[71]農家は嫌気性消化装置を使って牛の}糞尿からバイオガスを生産することができる。^[72]

一酸化炭素、水素、およびさまざまな炭化水素の混合物である合成ガスは、バイオマスの部分燃焼（バイオマスを二酸化炭素と水に完全に変換するには不十分な量の酸素での燃焼）によって生成されます。 ^[51]部分燃焼の前に、バイオマスは乾燥され、場合によっては熱分解されます。合成ガスは元のバイオ燃料を直接燃焼するよりも効率的であり、燃料に含まれるエネルギーのより多くの部分が抽出されます。

合成ガスは、内燃機関、タービン、または高温燃料電池で直接燃焼させることができます。^[73]木材ガス発生器（木材燃料ガス化反応器）は、内燃機関に接続することができます。

合成ガスはメタノール、ジメチルエーテル、水素の製造に使用したり、フィッシャー・トロプシュ法でディーゼル代替品やガソリンに混合できるアルコール混合物を製造するために使用できます。ガス化は通常、700 °C を超える温度に依存します。

バイオ炭を併産する場合は低温ガス化が望ましいが、タール汚染された合成ガスが生じる。

「バイオ燃料」という用語は、バイオマスから作られた固形燃料にも使用されますが、あまり一般的ではありません。^[4]

藻類は陸上の池やタンク、また海上で生産することができる。^{[74] [75]}藻類燃料は収量が高く、^[76]発火点が高く、^[77]淡水資源への影響を最小限に抑えて栽培でき、 ^{[78] [79] [80]}塩水や廃水を使用して生産でき、生分解性があり、流出しても環境に比較的無害である。^{[81] [82]} しかし、生産には大量のエネルギーと肥料が必要であり、生産された燃料は他のバイオ燃料よりも早く劣化し、低温では流動性が低い。^{[74] [83]}

2017年までに、経済的な考慮により、藻類から燃料を生産する取り組みのほとんどは放棄されるか、他の用途に変更されました。^[84]

第三世代および第四世代バイオ燃料には、藻類やシアノバクテリアなどの生物工学的に作られた生物によって生産されるバイオ燃料も含まれます。^[85]藻類とシアノバクテリアは、水、二酸化炭素、太陽エネルギーを使用してバイオ燃料を生産します。^[85]このバイオ燃料生産方法はまだ研究段階です。生物工学的に作られた生物によって分泌されるバイオ燃料は、旧世代のバイオ燃料と比較して、光子から燃料への変換効率が高いと予想されています。^[85]このクラスのバイオ燃料の利点の1つは、バイオ燃料を生産する生物の栽培に耕作地を使用する必要がないことです。^[86]欠点は、バイオ燃料生産生物の栽培コストが非常に高いことです。^[86]

電気燃料^[要出典]と太陽燃料は、生物学的要素が含まれているかどうかによって、バイオ燃料である場合とそうでない場合があります。電気燃料は、液体と気体の化学結合に電気エネルギーを蓄えることによって作られます。主なターゲットはブタノール、バイオディーゼル、水素ですが、他のアルコールやメタンやブタンなどの炭素含有ガスも含まれます。太陽燃料は、太陽エネルギーから生成される合成化学燃料です。光は、通常、陽子を水素に、または二酸化炭素を有機化合物に還元することによって化学エネルギーに変換されます。^[87]

バイオ消化器は、分解と沈殿を利用して人間の排泄物をバイオガスと呼ばれる再生可能な燃料に変える機械化されたトイレです。バイオガスは、農業廃棄物や下水などの物質から作ることができます。^{[88] [89]}バイオ消化器は、嫌気性消化と呼ばれるプロセスを使用してバイオガスを生成します。嫌気性消化は、酸素のない状態で微生物を使用して有機物を分解する化学プロセスを使用してバイオガスを生成します。^[90]嫌気性呼吸に関与するプロセスは、加水分解、酸生成、酢酸生成、およびメタン生成です。^[91]

2017年の世界のバイオ燃料生産量は81 Mtoeで、2010年と比較して年間約3%の増加を示した。^{[5] : 12} 2017年、米国は37 Mtoeを生産し、世界最大のバイオ燃料生産国となった。次いでブラジルと南米が23 Mtoe、ヨーロッパ（主にドイツ）が12 Mtoeであった。^{[5] : 12}

2017年の評価では、「バイオ燃料は主要な輸送燃料にはならないだろう。なぜなら、すべての車両用のバイオ燃料を作るための植物を育てるには、世界に土地が足りないからだ。しかし、バイオ燃料は再生可能エネルギーの未来へと導くエネルギーミックスの一部にはなり得る」と結論づけられている。^{[5] : 11}

2021年、世界のバイオ燃料生産は世界の輸送用燃料の4.3％を供給し、その中にはごく少量の航空用バイオ燃料も含まれている。^[11] 2027年までに、世界のバイオ燃料生産は世界の輸送用燃料の5.4％、その中には航空燃料の1％を供給すると予想されている。^[11]

米国、ヨーロッパ、ブラジル、インドネシアがバイオ燃料消費の伸びの大部分を牽引している。バイオディーゼル、再生可能ディーゼル、バイオジェット燃料の需要は、2022年から2027年にかけて44％（210億リットル）増加すると予測されている。^[93]

バイオ燃料による気候への影響に関する推定値は、調査方法と具体的な状況によって大きく異なります。^[7]

一般的に、バイオ燃料はエンジンで燃焼した際に温室効果ガスの排出量が少なく、バイオ燃料の生産に使用される作物によって大気から捕捉された炭素であるため、一般的にカーボンニュートラルな燃料と考えられています。 ^[6]バイオ燃料の温室効果ガス排出量は、炭素捕捉が生産に組み込まれている場合、1MJあたり-127.1 gCO _{2 eqという低い値から、}土地利用の変化が著しい場合は1MJあたり95 gCO ₂ eqを超える値まであります。^{[42] [43]}バイオ燃料の排出量の変動には、原料とその起源、燃料生産技術、システム境界の定義、エネルギー源など、いくつかの要因が関係しています。^[43]ただし、欧州連合や英国などの多くの政府政策では、バイオ燃料は化石燃料に比べて少なくとも65%の温室効果ガス排出量削減（非生物起源の再生可能燃料の場合は70%）が求められています。^{[96] [97]}

第一世代バイオ燃料のライフサイクル評価では、追加のバイオ燃料原料を生産するために必要な潜在的な土地利用の変化に関連する大きな排出量が示されています。 ^{[7] [8]}土地利用の変化が伴わない場合、第一世代バイオ燃料は、平均して化石燃料よりも排出量が低くなります。^[7]しかし、バイオ燃料の生産は食用作物の生産と競合する可能性があります。米国で生産されるトウモロコシの最大40％がエタノールの製造に使用され^[98]、世界中ですべての穀物の10％がバイオ燃料に変換されます。^[99]米国とヨーロッパでバイオ燃料に使用される穀物を50％削減すると、ウクライナの穀物輸出のすべてを置き換えることができます。 ^{[100]いくつかの研究は、バイオ燃料からの排出量の削減が、}酸性化、富栄養化、ウォーターフットプリント、生物多様性の損失などの他の影響を犠牲にして達成されることを示しました。^[7]

第二世代バイオ燃料の使用は、植物の非食用部分が廃棄されるのではなく、第二世代バイオ燃料の生産に使用されているため、環境の持続可能性を高めると考えられています。^[101] しかし、第二世代バイオ燃料の使用は、リグノセルロース系バイオマスの競争を激化させ、これらのバイオ燃料のコストを上昇させます。^[102]

藻類から生産される第3世代バイオ燃料は、土地利用の変化が少なく、生産に農薬を使用する必要がないため、理論的には第1世代または第2世代バイオ燃料よりも環境に悪影響を与えないはずです。^[103]しかし、データを見ると、第3世代バイオ燃料の生産に必要なインフラストラクチャとエネルギーを生産するための環境コストは、バイオ燃料の使用から得られる利益よりも高いことが示されています。^[104]

欧州委員会は、 2030年までにパーム油ベースのバイオ燃料を段階的に廃止する措置を正式に承認した。^{[105] [106]}持続不可能なパーム油農業は、森林破壊や汚染など、重大な環境問題と社会問題を引き起こしている。

バイオ燃料の生産には非常に多くのエネルギーが必要であり、再生不可能な資源から生産された場合、バイオ燃料の使用によって得られる利益が大幅に減殺される可能性があります。この問題を解決するために提案されている解決策は、化石燃料によって供給されるエネルギーを補うことができる余剰の原子力エネルギーをバイオ燃料生産施設に供給することです。^[107]これにより、バイオ燃料生産の環境への影響を軽減するのに役立つ、炭素の安価な解決策を提供できます。

バイオ燃料の間接的な土地利用変化の影響は、ILUCまたはiLUC（アイラックと発音）としても知られ、バイオ燃料の世界的な需要の増加に応じてエタノールやバイオディーゼル生産のための耕作地の拡大によって引き起こされる世界中の土地利用の変化により、意図しない炭素排出量の増加につながることと関係しています。^{[108] [109]}

世界中の農家が、世界的な食糧需給バランスを維持するために農作物価格の上昇に対応するため、バイオ燃料生産に転用されていた食用作物を置き換えるために、手つかずの土地が開墾されている。熱帯雨林や草原などの自然の土地は、植物が毎年成長するにつれて土壌とバイオマスに炭素を蓄えるため、新しい農場のために荒野を開墾することは、温室効果ガス排出量の純増加につながる。土壌とバイオマスの炭素貯蔵量のこのオフサイトの変化により、間接的な土地利用の変化は、バイオ燃料の温室効果ガス（GHG）バランスに影響を及ぼします。 ^{[108] [109] [110] [111]}

他の研究者らは、間接的な土地利用の変化が、生物多様性、水質、食料価格と供給、土地保有、労働者の移住、地域社会と文化の安定など、他 の重大な社会的・環境的影響を生み出すと主張している。 ^{[110] [112] [113] [114]}

• Avril Group編 (2015). 油脂・タンパク質セクターの新たな春：2014年活動報告書(PDF) (報告書). パリ: Avril. p. 65. 2020年10月26日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。 2022年8月11日閲覧。
• EurObserv (2014 年 7 月)。バイオ燃料バロメーター(PDF) (レポート)。