thumb|Bij dit Duitse tankstation is de prijs voor biodiesel lager dan voor normale diesel Biobrandstof is brandstof die gemaakt wordt uit biomassa. Biobrandstoffen in vaste, vloeibare of gasvormige toestand hebben toenemende interesse van het grote publiek en vanuit wetenschappelijke hoek. Als hernieuwbare brandstoffen zijn ze in veel toepassingen een alternatief voor fossiele brandstoffen, waarvan de voorraad eindig en daarom niet-hernieuwbaar is. Die belangstelling ontstaat onder andere door stijgende olieprijzen en een streven naar onafhankelijkheid van onbetrouwbare regimes die fossiele brandstoffen leveren. Biobrandstoffen maakten in 2013 ongeveer 5% uit van de brandstoffen die gebruikt werden voor transport. Tegelijk zijn er twijfels over de duurzaamheid van biobrandstoffen.
Geschiedenis thumb|Rudolf Diesel gebruikte biobrandstof in zijn dieselmotor Voor de ontdekking van fossiele brandstof (turf, bruinkool, steenkool, aardolie, teerzand en aardgas) gebruikte men alleen maar biobrandstoffen zoals hout, houtskool, gedroogde uitwerpselen, plantaardige olie of dierlijk vet, die wereldwijd nog steeds gebruikt worden als energiedrager.
De originele auto's van Henry Ford waren gemaakt om op biobrandstof te rijden. Al in 1900 werd door de Otto Company een dieselmotor ontwikkeld die liep op pure plantaardige olie, namelijk pindaolie.The Biodiesel Handbook, Chapter 2—The History of Vegetable Oil Based Diesel Fuels, by Gerhard Knothe,
Voordat petroleum, geraffineerd uit aardolie, algemeen beschikbaar kwam was walvistraan een veel gebruikte olie voor olielampen.
Verschillende soorten biobrandstof Biobrandstoffen zijn in verschillende aggregatietoestanden beschikbaar: vast, vloeibaar en gasvormig. Vloeibare en gasvormige biobrandstoffen worden verkregen uit (vaste) biomassa, zoals dode planten of dierlijke mest. Biomassa kan ook direct omgezet worden in groene stroom.
De makkelijkste manier om biobrandstoffen in auto's te gebruiken is om er een vloeistof van te maken. Een onderzoek van drie Amerikaanse wetenschappers gepubliceerd in het weekblad Science, heeft aangetoond dat het efficiënter is om biobrandstof direct om te zetten in groene stroom in plaats van er een vloeibare biobrandstof van te maken.Greater Transportation Energy and GHG Offsets from Bioelectricity Than Ethanol, Science, 15 april 2009. What Is The Best Way to Turn Plants into Energy?, Scientific American, 7 mei 2009
Vloeibare biobrandstoffen Vloeibare biobrandstoffen worden vooral geproduceerd om de gangbare fossiele brandstoffen, zoals benzine, diesel en kerosine te vervangen.
Als vervanger van benzine worden de volgende biobrandstoffen gebruikt: bio-ethanol, biobutanol, biomethanol, bio-ETBE, bio-MTBE en synthetische biobenzine. Als vervanger van diesel gelden biodiesel, biodimethylether (of DME), synthetische biodiesel en puur plantaardige olie kortweg PPO.
thumb|De Volvo FlexiFuel S40 uit 2005 was een van de eerste auto's die op E85 reden Daarnaast worden ook veel mengbrandstoffen gemaakt. Hierbij wordt fossiele brandstof met biobrandstof gemengd in een bepaalde verhouding. Er zijn verschillende mengbrandstoffen op de markt verkrijgbaar. Deze producten bestaan vaak voor een (groot) deel uit fossiele brandstof en voor een (klein) deel uit biobrandstof. Soms worden deze brandstoffen ook wel flexifuel genoemd. Vooral biobrandstof op basis van palmolie is nadelig. De productie ervan kost extra energie en levert daardoor meer CO2 uit.Schone biobrandstof is een fabel het AD van 20 februari 2019, geraadpleegd op 2020-10-26. Gearchiveerd op 25 februari 2019.
Voorbeelden van deze mengbrandstoffen zijn hE15 en E85. Verschillende vliegtuigmaatschappijen mengen op kleine schaal kerosine met biobrandstof.
Een voorbeeld van de productie van vloeibare biobrandstof is het Steelanol-project in de Gentse haven. Bij dit project wordt hoogovengas van de naburige staalfabriek dat rijk is aan CO2 en CO gevoed aan bacteriën die het door een chemische reactie in het bijzijn van water en/of waterstofgas omzetten in bio-ethanol. Dit leidt echter nog niet tot een gesloten koolstofeconomie. De geproduceerde bio-ethanol zal opnieuw verbrand worden waardoor er toch weer broeikasgassen gevormd en uitgestoten worden. Het neemt echter wel de plaats in van fossiele brandstof en zorgt zo voor een vermindering van het gebruik daarvan.
Gasvormige biobrandstoffen Biogas wordt vaak geproduceerd uit afval. Net zo als aardgas bestaat het voor een groot deel uit methaan. Het kan geproduceerd worden uit mestafval en opgevangen worden boven stortplaatsen. Wanneer het methaan van stortplaatsen niet wordt afgevangen, draagt het als broeikasgas bij aan klimaatverandering.
Via industriële technieken, waaronder pyrolyse en vergassing, kan biosyngas geproduceerd worden uit vaste of vloeibare biomassa. Syngas wordt niet vaak gebruikt als autobrandstof, omdat het een lage energiedichtheid heeft.
Balansen Van biobrandstoffen zijn twee balansen van belang: De ecobalans: de besparing van CO2 en andere emissies en toenemend ruimtegebruik ten opzichte van fossiele brandstoffen. De energiebalans: hoeveel energie een liter brandstof oplevert in relatie tot de hoeveelheid energie die het kost om een liter van die brandstof te maken. Een andere term die hiervoor wordt gebruikt is wel EROEI (Energy Returned on Energy Invested)
Voordelen van biobrandstoffen Biobrandstoffen hebben enkele voordelen ten opzichte van fossiele brandstoffen.
Milieu en klimaat Tijdens de groei van de biobrandstoffen wordt CO2 opgenomen, waarmee het bijdraagt aan mitigatie van klimaatverandering. Bij de verbranding van sommige soorten biobrandstof kan tot 70% minder roet en fijnstof vrijkomen. Een voorbeeld van een schone biobrandstof is pure plantaardige olie (PPO). Soms wordt grond braak gelegd om voedseloverschotten te voorkomen. Deze grond kan gebruikt worden om biobrandstoffen te produceren.
Biobrandstoffen kweken biedt een grotere keus voor zogenoemde wisselteelten, waar granen en koolzaad elkaar afwisselen, die elkaar teelttechnisch ondersteunen. Hierdoor is minder stikstof nodig voor bemesting. Sommige biobrandstoffen kunnen de bodemkwaliteit verhogen. Met name koolzaadteelten, die penwortels kunnen hebben van een meter, kunnen de structuur van de bodem verbeteren.
Sociale en politieke voordelen Boeren hebben meer mogelijkheden om tussen te kiezen, aangezien ze nu zowel de voedselmarkt als de energiemarkt kunnen bedienen. De ontwikkelingslanden krijgen nieuwe kansen en mogelijkheden. Sommige zijn daar inmiddels volop mee bezig door de aanplant van bijvoorbeeld de purgeernoot. Bovenal helpen biobrandstoffen aan een afsluiting van het olietijdperk en geven nieuwe impulsen aan innovaties, werkgelegenheid, investeringen en zorgen voor onafhankelijkheid van Rusland en het Midden-Oosten. Gebruik van biobrandstoffen kan helpen bij het realiseren van energieautarkie.
Nadelen van biobrandstoffen Biobrandstoffen zijn gebaseerd op dezelfde energieopwekking (fotosynthese) als land- en bosbouw. Daardoor kan concurrentie ontstaan tussen landbouw voor voedsel en voor energie om de beschikbare productiemiddelen, zoals landbouwgrond, water en kunstmest. Opwekkingsmethoden met een veel hogere opbrengst en die geen goede grond, water of kunstmest behoeven, zoals het gebruik van zonnecellen, worden daarom – althans op langere termijn – door velen als een beter alternatief gezien.
Vaak wordt kunstmest gebruikt om biobrandstoffen te telen. Het gebruik van overmatig kunstmest leidt echter tot de uitstoot van het broeikasgas lachgas (N2O). Lachgas heeft een 310 keer sterkere broeikaswerking dan CO2.Biobrandstof schadelijker dan benzine, Lowtech Magazine, 25 september 2007. Gearchiveerd op 4 februari 2023. N2O release from agro-biofuel production negates global warming reduction by replacing fossil fuels, Artikel/presentatie van Paul Crutzen et al., 1 augustus 2007 De productie van kunstmest is erg energie-intensief en men maakt ervoor vaak gebruik van fossiele brandstoffen.
Omdat voor de productie van biobrandstoffen vaak veel grond nodig is, wordt er getwijfeld of het grondoppervlak wel toereikend is voor de energiebehoefte.
Voor de teelt van biobrandstoffen is ook relatief veel water benodigd. Planten hebben veel water nodig om te groeien. Per GJ aan energie (ongeveer de energie die een kerncentrale per seconde produceert), is 50–400 m3 water nodig. Wanneer biomassa niet direct verbrand wordt, maar omgezet tot brandstoffen voor motorvoertuigen, kan dit toenemen tot 600 m3/GJ. Winnie Gerbens-Leenes, Arjen Hoekstra en Theo van der Meer (2008) ‘The water footprint of bioenergy’, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. Gearchiveerd op 20 januari 2022. Bij biomassa uit aquatisch milieu (zee, vijvers) vervalt dit nadeel grotendeels.
Concurrentie met voedselgewassen De toegenomen vraag naar biobrandstof kan tot hogere voedselprijzen leiden. Bij gewassen die zowel als voedingsmiddel als voor biobrandstof gebruikt kunnen worden, kan de voedselvoorziening in het geding komen waarbij het armste deel van de wereldbevolking het eerst de gevolgen ondervindt. In januari 2007 braken in Mexico protesten uit als gevolg van prijsstijgingen van 400% voor tortilla's die toegeschreven werd aan de toegenomen vraag in de Verenigde Staten naar maïs voor biobrandstof. Bio-fuels trigger tortilla price bubble, The Register, 1 februari 2007
De Wereldbank concludeerde in een eerste rapport Rising Food Prices Threaten Poverty Reduction, Wereldbank, april 2008 in april 2008 dat de vraag naar biobrandstoffen een van de oorzaken was van de stijging van de wereldwijde voedselprijzen. In een later rapport wijzigde de Wereldbank haar conclusie en stelde zij vast dat de vraag naar biobrandstoffen weliswaar een van de oorzaken was, maar dat speculatie op de wereldmarkt de belangrijkste oorzaak voor de stijging was. World Bank: Biofuels Didn't Cause Grain Price Booms Placing the 2006/08 Commodity Price Boom into Perspective. Gearchiveerd op 3 maart 2016. De hulporganisatie Oxfam concludeerde in juni 2008 dat biobrandstoffen tot een toename van wereldwijde armoede leiden. Biofuel use increasing poverty, BBC News, 25 juni 2008. Gearchiveerd op 9 april 2023.
De speciale rapporteur van de Verenigde Naties die dit probleem onderzocht, noemde biobrandstoffen een "misdaad tegen de menselijkheid", omdat biobrandstoffen honger zouden veroorzaken. Biofuels "crime against humanity", BBC News, 27 oktober 2007. Gearchiveerd op 9 april 2023.
In januari 2023 maakte de Duitse minister van Milieu Steffi Lemke Die Grünen, haar voornemen bekend om het bijmengen van biobrandstof in benzine in twee stappen af te bouwen. In 2030 zou dat dan helemaal verboden moeten worden.https://www.ad.nl/auto/duitsland-wil-alweer-af-van-milieuvriendelijke-e10-benzine~a3e4548f/. Gearchiveerd op 24 mei 2023.
Generaties biobrandstoffen Biobrandstof van de eerste generatie Biobrandstoffen van de eerste generatie zijn gebaseerd op suikers, zetmeel, plantaardige olie of dierlijke vetten, die met conventionele chemische processen of vergisting worden omgezet in brandstoffen. Het gaat hier meestal om voedselgewassen als brandstof.
Biodiesel wordt onder andere verkregen uit mais (maisolie), koolzaad (koolzaadolie), oliepalm (palmolie) en uit soja (sojaolie). Bio-ethanol wordt onder andere verkregen uit suikerbiet, suikerriet, suikerpalm en ook uit graan (zoals maïs en tarwe).
Biobrandstof van de tweede generatie thumb|Oogsten van wilgen Biobrandstoffen die niet aan voedsel gerelateerd zijn, worden meestal de tweede generatie genoemd. Deze worden gemaakt uit planten die hiervoor geteeld worden (energiegewassen) of uit oneetbare gedeelten van voedselgewassen. Onderstaande planten bevatten veel cellulose en dat is relatief lastig om te zetten in energie.
Biobrandstoffen van de tweede generatie zijn onder andere: