Биотопливо первого поколения, используя традиционные технологии, производят из таких материалов, как сахар, крахмал, растительное масло и животный жир. Главный источник сырья – это зерна или семена. Так, семена подсолнуха прессуются, чтобы получить растительное масло, а его потом можно использовать в биодизеле. А биоэтанол получают из пшеницы, из которой получен крахмал, после его сбраживания. Правда, эти сырьевые источники заняли место в пищевой цепочке людей и животных. По той причине, что население земли увеличивается, требуя все больше продуктов, их использование для производства биотоплива сократить численность доступных продуктов питания, увеличив их цену, но ведь на фоне голода, наблюдающегося во многих странах мира, это вовсе недопустимо. Кроме того, большинство видов биотоплива первого поколения зависит от субсидий, они не способны посоперничать по стоимости с имеющимися ископаемыми видами топлива (скажем, с той же нефтью). Кое-какие из них являют только маленькое сокращение выбросов парниковых газов. Если учесть выбросы от производства и транспортировки, зачастую оценка жизненного цикла биотоплив превосходит таковую же у обычных ископаемых видов топлива. Эти проблемы способны разрешить биотоплива второго поколения. Основная задача его технологий заключается в увеличении количества выпускаемого экологически устойчивого биотоплива, применяя биомассу, которая содержит в своем составе остаточные непищевые части растений, типа стеблей, листьев, шелухи, которые остаются после извлечения пищевой части. Кроме того, могут пригодиться и непищевые растения в виде проса или ятрофа, а также производственный мусор в виде древесной стружки, кожуры и мякоти от прессовки фруктов и проч.
Технологии биотоплива второго поколения должны извлечь полезное сырье из древесной биомассы или волокнистой, которая содержит полезные сахара в целлюлозе и лигнине. Каждое растение содержит целлюлозу с лигнином. Речь о составных углеводах (молекулах, основанных на сахаре). Сам лигноцеллюлозный этанол получается в ходе отделения молекул сахаров от целлюлозы, применяя энзимы, а также нагревание паром и остальные дообработки. Брожение из этих сахаров поможет получить этанол тем же способом, что и биоэтанол первого поколения. Лигнин – это побочный продукт данного процесса, его могут сжечь, как не влияющего на процесс концентрации в атмосфере углекислого газа для выработки тепла и энергии. Кроме того, лигноцеллюлозный этанол уменьшает выбросы парниковых газов на 90 процентов в сравнении с ископаемой нефтью.
Ну и о биотопливе третьего поколения или, как его называют — водорослевом топливе, производимом из водорослей. Последние являются одновременно дешевым и высокопродуктивным сырьем для получения биотоплива. Как говорят результаты экспериментов, с акра водорослей можно получить в 30 раз больше энергии, чем с того же акра наземных растений, типа, скажем, сои. Сегодня на фоне поднимающихся цен на разные ископаемые виды топлива (скажем, на нефть), все чаще и больше проявляется интерес к разведению водорослей. Одним из преимуществ биотоплива над остальными видами топлива стала его биологическая разложимость и при его утечке некая безопасность для окружающей среды. Но при производстве водорослевого топлива есть и свои трудности, которые выражаются в большой площади для выращивания водорослей. Как полагают в Министерстве энергетики США, при условии замены всего нефтяного топлива в Америке на водорослевое, на водорослевые фермы понадобятся порядка 15000 кв. миль (38,849 кв. километров), а это почти площадь штата Мэриленд.
Большую часть биотоплива производят преобразованием органических веществ в топливо, но есть и альтернативный подход, который основан на том, что некоторые виды водорослей вырабатывают от природы этанол, и его можно собирать, не уничтожая само растение. На данный момент одна из компаний хочет этот метод поставить на коммерческую основу.
