Биотопливо - это возобновляемый источник энергии, получаемый из биологических материалов, таких как сельскохозяйственные культуры, древесина или водоросли, выращенные специально для топливных целей, или из отходов, таких как лес или сельскохозяйственные отходы и муниципальные отходы. Биотопливо выпускается в двух основных формах: этанол и биодизельное топливо. Этанол, наиболее широко используемое возобновляемое транспортное топливо, представляет собой спиртовое топливо, изготовленное из сахара, содержащегося в зерне или полученного из крахмала, целлюлозы и других компонентов растений. Практически все производимое сегодня в США транспортное биотопливо - это этанол, получаемый из кукурузного зерна. США также импортируют этанол, в основном этанол на основе сахарного тростника, из Бразилии, который вместе с США поставляет 90% мирового топливного этанола.a В связи с ростом внутреннего производства и тарифов на импортируемый этанол, импорт в последние годы снизился.b Этанол обычно смешивается с бензином, хотя некоторые автомобили могут работать на чистом этаноле. В 2009 г. этанол составлял около восьми процентов рынка автомобильного бензина в США, что почти в два раза больше, чем в 2006 г. В 2009 г. этанол составлял восемь процентов рынка автомобильного бензина в США. В настоящее время изучается широкий спектр многолетних трав, включая как местные виды прерий, такие как коммутационный травяной покров, так и экзотические виды, такие как мискантус, на предмет их потенциального использования в качестве биотопливных культур. Поскольку целлюлозный этанол может быть получен из любого количества видов растений, включая деревья, в дополнение к производству топлива можно выращивать смеси видов для оптимизации экологических выгод. Такие смеси могут включать от двух до трех видов местных трав и трав, выращиваемых вместе для улучшения восстановления прерий. На целлюлозное биотопливо приходится менее половины нынешнего производства биотоплива в США, хотя ожидается, что эта доля будет быстро расти, отчасти благодаря стимулам для развития, признающим их превосходные экологические преимущества.
Биодизельное топливо, изготовленное в основном из пальмовых и растительных масел, жиров или смазок, может смешиваться с дизельным топливом или использоваться непосредственно в дизельных двигателях. Биодизельное топливо в настоящее время производится в основном в ЕС и особенно в Германии, хотя производство биодизеля растет во всем мире, особенно в Юго-Восточной Азии, США, а также в некоторых частях Южной Америки и Европы. Биодизельное топливо из ЕС производится в основном из рапса (также известного как рапс), хотя США и Бразилия, в частности, также использовали соевые бобы для производства биодизеля. В Юго-Восточной Азии расширились плантации масличных пальм для производства биодизеля.
Водоросли являются еще одним потенциальным сырьем для производства биотоплива. Водоросли, выращенные в открытых прудах или в закрытых контейнерах ("фотобиореакторы"), обычно собираются, обезвоживаются и осушаются для получения липидов и масел, которые могут использоваться для производства биодизеля, этанола или других углеводородов. Некоторые производители разрабатывают системы, в которых водоросли выделяют желаемый продукт, например этанол, в культурную среду, и затем продукт извлекается из среды без необходимости в заготовке водорослей.