Потенциальное воздействие производства биотоплива на окружающую среду изучалось с использованием полевых измерений, лабораторных экспериментов, компьютерных моделей и комбинаций двух или более из этих методов. Не все исследования совпадают друг с другом. Влияние биотоплива на окружающую среду является многочисленным и сложным; оно сильно варьируется в зависимости от исходных условий и предположений.
Выбросы парниковых газов (ПГ) и почвенный углерод
Выбросы ПГ в результате производства биотоплива зависят от:
1) очистки земель, при необходимости, и от того, заменяет ли сырьевая культура местную растительность или другую существующую культуру;
2) выбора сырья;
3) использования топлива и энергии для роста сельскохозяйственных культур, сбора урожая и производства биотоплива;
4) использования и источника воды;
5) использования азотных удобрений;
6) влияния оборота почвы на выбросы углерода и азота.
Использование ископаемого топлива и азотных удобрений оказывает непосредственное влияние на выбросы. Косвенные последствия могут возникнуть, когда производство биотоплива вытесняет другую сельскохозяйственную деятельность (например, выпас скота на пастбищах в тропических регионах, который затем переходит в естественные тропические леса). Является ли производство биотоплива причиной чистых выбросов ПГ, нет ли чистых выбросов ПГ или поглощает ли оно из атмосферы (например, путем накопления углерода в корнях растений и почве), зависит от всего жизненного цикла производства и использования. По этой причине исследователи, изучающие влияние производства биотоплива на выбросы ПГ, обычно проводят анализ (или оценку) жизненного цикла, известный как ОЖЦ. ОЖЦ описывает воздействие продукта на биотопливо, от поля до выхлопной трубы, на каждом этапе от начала до конца. Результаты ОЖЦ частично зависят от пространственных и временных границ анализа, например, от включения (или невключения) таких факторов, как выбросы ПГ в результате строительства и эксплуатации биотопливного завода. Поэтому выводы различных исследований варьируются в зависимости от выбранных границ и используемых моделей.
Биотопливо и выбросы оксида азота
Теоретически, биотопливо не должно способствовать накоплению ПГ в атмосфере, поскольку растения, выращиваемые для получения топлива, поглощают углекислый газ (CO2) по мере своего роста, компенсируя выброс углерода в атмосферу при сжигании топлива. Однако, несмотря на то, что CO2 привлекает наибольшее внимание, существует еще один ПГ, вызывающий серьезную озабоченность. Лишь около половины азота, вносимого в зерновую культуру, поглощается растениями, а остальная часть теряется в окружающую среду. Часть азота попадает в атмосферу в виде закиси азота (N2O), парникового газа, обладающего в 300 раз большим потенциалом, чем CO2. Большая часть N2O теряется с самого месторождения, но часть теряется косвенно после преобразования выщелачиваемых с полей нитратов в N2O ниже по течению и в водно-болотных угодьях. Сельскохозяйственное растениеводство является крупнейшим человеческим источником N2O в мире, а потеря N2O часто является крупнейшим источником ПГ в системах годового земледелия.
По стандартным данным, выбросы N2O примерно одинаковы для кукурузы и сои, а для удобрений - ниже, чем для коммутационного травосмесителя. Оценки выбросов ПГ при производстве кукурузного этанола и соевого биодизельного топлива часто лишь немного ниже, а иногда и выше, чем при производстве нефти, хотя некоторые анализы показывают, что наилучшие методы, если они будут приняты, могут обеспечить сокращение выбросов ПГ по сравнению с нефтью до 50%.