生物燃料

概念定义

生物燃料（Biofuel），又称生物性燃料，是由生物质组成或从生物质中萃取的固体、液体或气体燃料，属于可再生燃料。其用途包括替代由石油制取的汽油或柴油。在汽车燃料应用中，燃料乙醇和生物柴油是主要类型。

生物燃料的原料包括玉米、甘蔗、废弃油脂，以及秸秆、藻类等非粮生物质。原料来源既涵盖农作物，也涵盖废弃油脂与其他生物质资源；原料的收集和利用是生产环节的重要组成部分。

生物燃料技术涉及原料供应、燃料转化及终端使用。燃料乙醇与生物柴油属于不同的燃料类型，生物燃料这一概念同时涵盖固体、液体和气体形态，应用范围不限于汽车使用的液体燃料。

生物燃料通过利用生物质本身，或对生物质进行萃取、转化，形成可供使用的燃料。相关转化技术包括酯交换反应、加氢处理等。这些技术将生物质原料转化为燃料产品，使其进入替代石油衍生燃料的应用环节。

交通领域的应用包括乙醇汽油，以及以生物柴油替代石油柴油。乙醇汽油是生物燃料推广的重要形式，巴西和美国较早开展推广。生物燃料在这一领域的作用，是将生物质资源转化为可用于交通运输的燃料来源。

生物燃料具有可再生属性，燃烧时的硫化物排放低于化石燃料。废弃油脂、秸秆和藻类等原料，为燃料生产提供了粮食作物以外的资源选择。

生产成本、原料收集以及粮食与能源用途之间的矛盾，是生物燃料发展面临的技术经济挑战。行业关注降低生产成本，并通过碳交易机制提升竞争力。生物制造与石化行业的融合，也是相关产业的发展方向。

20世纪70年代的石油危机推动了全球生物燃料研发，巴西、美国率先推广乙醇汽油。随着原料范围扩展至废弃油脂、秸秆和藻类等资源，非粮生物质利用成为相关技术发展的组成部分。人工智能与合成生物学也被用于推动生物制造产业化，相关研究方向包括酶工程和复杂生物合成通路优化。