Биожанармай: Түрлері мен қолданылуы

Кіріспе

Биологиялық отын түрі

көлік үшін негізінен сұйық немесе газ тәрізді отын қолданылады.

Биоотын – мұнай сияқты қазба отынның пайда болуына қатысты өте баяу табиғи процестер арқылы емес, биомассадан қысқа мерзім ішінде өндірілетін отын. Биоотын өсімдіктерден немесе ауыл шаруашылығы, тұрмыстық немесе өнеркәсіптік биоқалдықтардан өндірілуі мүмкін. Биоотын көбінесе көлік үшін пайдаланылады, бірақ жылу және электр энергиясын өндіру үшін де қолданылуы мүмкін. Биоотынның климатқа тигізетін әсері туралы бағалаулар әдістемеге және қарастырылып отырған нақты жағдайға байланысты кең ауқымда өзгереді. 2027 жылға қарай әлемдік биоотын өндірісі көлікке арналған отынның 5,4%-ын, оның ішінде авиациялық отынның 1%-ын қамтамасыз етеді деп күтілуде. Биоотынның ең көп таралған екі түрі – биоэтанол және биодизель. Бразилия – биоэтанолдың ең ірі өндірушісі, ал Еуроодақ – биодизельдің ең ірі өндірушісі. Биоэтанол және биодизельдің әлемдік өндірісіндегі энергия мазмұны тиісінше жылына 2,2 және 1,8 ЭДж құрайды. Биоэтанол – көбінесе жүгері, қант қамысы немесе тәтті сорго сияқты қант немесе крахмал дақылдарынан алынатын көмірсулардың ашыту арқылы жасалатын спирті. Сондай-ақ, ағаш және шөп сияқты тағамдық емес көздерден алынған целлюлозалы биомасса да этанол өндіру үшін шикізат ретінде дамытылуда. Этанол көлік құралдарында таза түрінде (E100) отын ретінде қолданылуы мүмкін, бірақ көбінесе октандық санын арттыру және көлік құралдарының шығарындыларын жақсарту үшін бензинге қоспа ретінде қолданылады. Биодизель майлардан немесе майлардан трансэстерификация арқылы өндіріледі. Оны таза түрінде (B100) көлік құралдарына отын ретінде қолдануға болады, бірақ көбінесе дизельдік көліктердегі бөлшектердің, көміртек монооксидінің және көмірсутектердің деңгейін төмендету үшін дизельдік қоспа ретінде қолданылады.

Терминология

Биоотын термині әртүрлі мағыналарда қолданылады. Бір анықтама бойынша, "биоотын – қатты, сұйық немесе газ тәрізді биологиялық өнімдер. Олар өсімдіктерден, ағаш сияқты табиғи өнімдерден немесе меласс пен багасс сияқты ауыл шаруашылығы қалдықтарынан өндіріледі". Басқа жариялымдар биоотын терминін көлік құралдарында қолданылатын сұйық немесе газ отындары үшін ғана қолданады. IPCC-нің алтыншы бағалау есебінде биоотын "әдетте сұйық түрінде, биомассадан алынатын отын" деп анықталған. Биоотынға қант қамысынан, қант қызылшасынан немесе жүгеріден алынатын биоэтанол, сондай-ақ каноладан немесе соядан алынатын биодизель жатады. Бұл есепте биомасса "қазбаланған немесе геологиялық құрылымдарға енген материалды қоспағанда, органикалық материал" деп анықталады. Өсімдіктің құрамындағы қант, крахмал немесе май трансэстерификация немесе ашыту процесі арқылы биодизельге немесе этанолға айналдырылады.

Жоғары технологиялық биоотын

"Тамақ пен отын" дилеммасын болдырмау үшін екінші және үшінші буын биоотындар (сондай-ақ, жаңартқыш биоотындар немесе тұрақты биоотындар деп те аталады) азық-түлік немесе мал азығы егісімен тікелей бәсекелеспейтін шикізаттан жасалады, мысалы, қалдықтар мен энергиялық дақылдар. Ауыл шаруашылығы және орман шаруашылығы қызметтерінен алынған, күріш саңылауы, күріш қабығы, ағаш ұсқыншалары және арақ ұнтағы сияқты кең ауқымды қалдық шикізаттарды биохимиялық және термохимиялық процестер арқылы жаңартқыш биоотындар өндіру үшін пайдалануға болады.

Этанол

Биологиялық жолмен өндірілетін спирттер, көбінесе этанол, сирек жағдайларда пропанол және бутанол, микроорганизмдер мен ферменттердің әсерінен қант немесе крахмал (өндіру оңай) немесе целлюлоза (өндіру қиын) ашыту арқылы өндіріледі. IEA бағалауынша, 2021 жылы этанол өндірісіне жұмсалған қанттың көлемі 20%-ды, ал жүгерінің көлемі 13%-ды құрады. Этанол отыны – әлемдегі, әсіресе Бразилиядағы ең көп таралған биоотын. Алкогольдік отын бидай, жүгері, қант қызылшасы, қант құмыры, меласса және алкогольді сусындар, мысалы виски жасауға қолданылатын кез келген қант немесе крахмал (мысалы картоп және жеміс қалдықтары сияқты) ашыту арқылы алынады. Өндіріс әдістеріне ферменттік қорыту (сақталған крахмалдан қантты босату), қантты ашыту, дистилляция және кептіру кіреді. Дистилляция процесіне жылу өндіру үшін көп энергия қажет. Жылу кейде тұрақсыз табиғи газды пайдалану арқылы өндіріледі, бірақ Бразилияда бағасс сияқты целлюлозалық биомасса ең көп қолданылатын отын, ал Еуропада пеллеттер, ағаш ұсқыншалары және қалдық жылу жиі кездеседі. Астықтан этанол және басқа да азық-түлік ресурстарын пайдалану целлюлозалық этанолдың дамуына ықпал етті.

Басқа биоалкогольдер

Қазіргі кезде метанол жаңартылмайтын жанар-жағармай болып табылатын табиғи газдан өндіріледі. Болашақта оны биомассадан биометанол түрінде өндіруге үміттеніледі. Бұл техникалық тұрғыдан мүмкін, бірақ экономикалық тиімділігі әлі нақтыланбағандықтан өндіріс кейінге шегерілуде. Метанол экономикасы – бүгінгі таңда табиғи газдан өндірілетін сутегіге қарастырылатын сутегі экономикасына балама болып табылады. Бутанол АБЕ ашыту арқылы (ацетон, бутанол, этанол) түзіледі, ал процестің тәжірибелік модификациялары биобутанолды жалғыз сұйық өнім ретінде пайдаланғанда энергияның жоғары таза пайдасын көрсетеді. Биобутанол көбінесе бензиннің тікелей орнына қойылатыны айтылады, себебі ол этанолға қарағанда көбірек энергия береді және қозғалтқышты немесе көлікті өзгертусіз, қолданыстағы бензиндік қозғалтқыштарда "тікелей" жағылуы мүмкін, этанолға қарағанда аз коррозиялық және суда нашар ериді, сондай-ақ қолданыстағы инфрақұрылым арқылы таратылуы мүмкін. *Escherichia coli* штамдары аминқышқылдарының метаболизмін өзгерту арқылы бутанол өндіру үшін сәтті гендік инженерияландырылған. *E. coli* бактериясында бутанол өндірісінің бір кемшілігі – қоректік заттарға бай ортаның жоғары құны, алайда соңғы зерттеулер *E. coli* бактериясының минималды қоректік қоспамен бутанол өндіре алатынын көрсетті. Биобутанол кейде биогазолин деп аталады, бірақ бұл дұрыс емес, себебі олар химиялық құрамы бойынша өзгеше – бензин көмірсутек болса, биобутанол спирт болып табылады.

Биодизель

Биодизель – Еуропадағы ең көп таралған биоотын. Ол майлар немесе қаусыздарды трансэстерификация арқылы өндіріледі және құрамы тұрғысынан минералды дизельге ұқсас сұйықтық болып табылады. Химиялық тұрғыдан, ол негізінен май қышқылдарының метил (немесе этил) эфирлерінен (FAMEs) тұрады. Биодизель өндірісіне жануарлар майы, өсімдік майы, соя, рапс, жатрофа, махуа, горчица, зығыр, күнбағыс, пальма майы, қымыз, далалық пенникрес, Pongamia pinnata және балдырлар кіреді. Қазіргі уақытта таза биодизель (B100, сондай-ақ "таза" биодизель деп те аталады) дизельге қарағанда шығарындыларды 60%-ға дейін азайтады. 2020 жылдан бері Австралияның CSIRO ғылымгерлері сафлор майын қозғалтқыш майлауыш ретінде зерттеп жатыр, ал АҚШ-тағы Монтана штатының озық отын орталығының ғылымгерлері осы майдың үлкен дизельді қозғалтқыштағы тиімділігін зерттеді, нәтижелері "жетістік" деп сипатталды. Биодизельді минералды дизельмен араластырғанда кез келген дизельді қозғалтқышта және өзгертілген жабдықта қолдануға болады. Оны дизельді қозғалтқыштарда таза түрінде (B100) де пайдалануға болады, бірақ қысқы маусымда кейбір техникалық қызмет көрсету және тиімділік мәселелері туындауы мүмкін, себебі қолданылатын шикізатқа байланысты отын төмен температурада сәл тұтқырланады. 1990 жылдардың соңынан бері электронды басқарылатын 'common rail' және 'Unit Injector' жүйелері тек конвенциялық дизель отынымен араласқан биодизельді ғана пайдалана алады. Бұл қозғалтқыштардың инъекция жүйесі өте сезімтал және майлылығын қатаң бақылайды. Көптеген қазіргі дизельді қозғалтқыштар B100 отынында қозғалтқышты өзгертусіз жұмыс істеуге арналған, бірақ бұл отын рельсінің конструкциясына байланысты. Биодизель тиімді еріткіш болып табылады және минералды дизельдің қалдықтарын тазартады, сондықтан мотор сүзгілерін жиі ауыстыру қажет болуы мүмкін, себебі биоотын отын багы мен құбырлардағы ескі қалдықтарды ерітеді. Сондай-ақ, ол қозғалтқыштың жану камерасын көміртегі қалдықтарынан тиімді тазартады, тиімділікті сақтауға көмектеседі. Биодизель – оттегі бар отын, яғни оның құрамында көміртегі азырақ, ал сутегі мен оттегі дизельге қарағанда көп. Бұл биодизельдің жануын жақсартады және толық жанылмаған көміртектен шығатын бөлшектерді азайтады. Дегенмен, таза биодизельді пайдалану NOx шығарындыларын арттыруы мүмкін. Биодизельді өңдеу және тасымалдау да қауіпсіз, себебі ол уытты емес, биоразлагаюшы және 300 °F (148 °C) шамасындағы жоғары тұтану температурасына ие, ал мұнай дизелінің тұтану температурасы 125 °F (52 °C) құрайды. Еуропаның көптеген елдерінде 5% биодизель қоспасы кеңінен қолданылады және мыңдаған жанармай құю станцияларында бар. Францияда биодизель барлық француздық дизельдік көлік құралдарында қолданылатын отынның 8%-ын құрайды. Avril Group компаниясы Diester брендімен Еуропалық Одақта жылдық тұтынылатын 11 миллион тонна биодизельдің бестен бір бөлігін өндіреді. Ол биодизельдің Еуропадағы жетекші өндірушісі болып табылады. Соңғы кезде ол пиролиз және гидроөңдеу сияқты термохимиялық процестердің тізбегі арқылы өндіріледі. Термохимиялық жолмен газдандырудан алынған синтетикалық газ, пиролизден алынған биомай немесе гидротермиялық сұйытудан алынған биошикізат гидроөңдеу арқылы жасыл дизельге айналады. Гидроөңдеу – молекулалық құрылымды өзгерту үшін сутегін пайдалану процесі. Мысалы, мұнай өңдеу зауыттарында кеңінен қолданылатын гидрокрекинг әдісі, жоғары температура мен қысымда катализатордың қатысуымен, өсімдік майларындағы сияқты ірі молекулаларды дизельді қозғалтқыштарда қолданылатын қысқа көмірсутекті тізбектерге бөледі. Жасыл дизельді жаңартылатын дизель, биодизельдің төмендеуі, гидроөңделген өсімдік майы (HVO отыны) деп те атайды. Оны тарату және пайдалану үшін жаңа қозғалтқыштар, құбырлар немесе инфрақұрылым қажет емес, бірақ мұнаймен бәсекелесетін бағамен өндірілмеген. Жасыл дизельді Луизиана мен Сингапурда ConocoPhillips, Neste Oil, Valero, Dynamic Fuels және Honeywell UOP, сондай-ақ Швецияның Гетеборг қаласында Preem компаниясы әзірлеп жатыр, бұл Evolution Diesel деп аталады.

Biodiesel is the most common biofuel in Europe. It is produced from oils or fats using transesterification and is a liquid similar in composition to fossil/mineral diesel. Chemically, it consists mostly of fatty acid methyl (or ethyl) esters (FAMEs). Feedstocks for biodiesel include animal fats, vegetable oils, soy, rapeseed, jatropha, mahua, mustard, flax, sunflower, palm oil, hemp, field pennycress, Pongamia pinnata and algae. Pure biodiesel (B100, also known as "neat" biodiesel) currently reduces emissions with up to 60% compared to diesel Second generation B100. as of 2020, researchers at Australia's CSIRO have been studying safflower oil as an engine lubricant, and researchers at Montana State University's Advanced Fuels Center in the US have been studying the oil's performance in a large diesel engine, with results described as a "breakthrough". Biodiesel can be used in any diesel engine and modified equipment when mixed with mineral diesel. It can also be used in its pure form (B100) in diesel engines, but some maintenance and performance problems may occur during wintertime utilization, since the fuel becomes somewhat more viscous at lower temperatures, depending on the feedstock used. Electronically controlled 'common rail' and 'Unit Injector' type systems from the late 1990s onwards can only use biodiesel blended with conventional diesel fuel. These engines have finely metered and atomized multiple stage injection systems that are very sensitive to the viscosity of the fuel. Many current generation diesel engines are designed to run on B100 without altering the engine itself, although this depends on the fuel rail design. Since biodiesel is an effective solvent and cleans residues deposited by mineral diesel, engine filters may need to be replaced more often, as the biofuel dissolves old deposits in the fuel tank and pipes. It also effectively cleans the engine combustion chamber of carbon deposits, helping to maintain efficiency. Biodiesel is an oxygenated fuel, meaning it contains a reduced amount of carbon and higher hydrogen and oxygen content than fossil diesel. This improves the combustion of biodiesel and reduces the particulate emissions from unburnt carbon. However, using pure biodiesel may increase NOx emissions Biodiesel is also safe to handle and transport because it is non toxic and biodegradable, and has a high flash point of about 300 °F (148 °C) compared to petroleum diesel fuel, which has a flash point of 125 °F (52 °C). In many European countries, a 5% biodiesel blend is widely used and is available at thousands of gas stations. In France, biodiesel is incorporated at a rate of 8% in the fuel used by all French diesel vehicles. Avril Group produces under the brand Diester, a fifth of 11 million tons of biodiesel consumed annually by the European Union. It is the leading European producer of biodiesel. Recently, it is produced using series of thermochemical processes such as pyrolysis and hydroprocessing. In the thermochemical route, syngas produced from gasification, bio oil produced from pyrolysis or biocrude produced from hydrothermal liquefaction is upgraded to green diesel using hydroprocessing. Hydroprocessing is the process of using hydrogen to reform a molecular structure. For example, hydrocracking which is a widely used hydroprocessing technique in refineries is used at elevated temperatures and pressure in the presence of a catalyst to break down larger molecules, such as those found in vegetable oils, into shorter hydrocarbon chains used in diesel engines. Green diesel may also be called renewable diesel, drop in biodiesel, hydrotreated vegetable oil (HVO fuel) It does not require new engines, pipelines or infrastructure to distribute and use, but has not been produced at a cost that is competitive with petroleum. Green diesel is being developed in Louisiana and Singapore by ConocoPhillips, Neste Oil, Valero, Dynamic Fuels, and Honeywell UOP as well as Preem in Gothenburg, Sweden, creating what is known as Evolution Diesel.

Тура өсімдік майы

Жалпы, өңделмеген, тағамдық өсімдік майы отын ретінде қолданылмайды, бірақ нашар сапалы май осы мақсатта пайдаланылады. Қолданылған өсімдік майы көбінесе биодизельге айналдырылады, немесе (сирек жағдайларда) су мен қоқымдардан тазартылып, содан кейін отын ретінде қолданылады. Халықаралық Энергетикалық Агенттігінің (IEA) бағалауынша, 2021 жылы биодизель өндірісі үшін әлемдік өсімдік майының 17%-ы қолданылған. Соның нәтижесінде алынған өнім – тік тізбекті көмірсутек, жоғары цетан санына ие, ароматикалық заттар мен күкірт аз және құрамында оттек жоқ. Сутектелген майларды дизельмен кез келген пропорцияда араластыруға болады. Олар биодизельге қарағанда бірнеше артықшылықтарға ие, оның ішінде төмен температурада жақсы жұмыс істеуі, сақтау тұрақтылығымен байланысты мәселелердің болмауы және микробиологиялық әсерге ұшырамауы.

Биогазол

Биогазолин биологиялық және термохимиялық жолмен өндірілуі мүмкін. Биологиялық әдістерді қолдана отырып, Кореяның ғылым және технология жоғары институтының (KAIST) профессоры Ли Санг Юп жетекшілік еткен және Nature халықаралық ғылыми журналында жарияланған зерттеуде өсімдіктерден немесе басқа тағамдық емес дақылдардан алынған глюкозамен қоректендірілген модификацияланған E. coli бактериялары биогазолин өндіру үшін пайдаланылды. Бұл бактериялардың өндірген ферменттері қантты май қышқылдарына айналдырып, оларды химиялық және құрылымдық жағынан коммерциялық бензинге ұқсас көмірсутектерге трансформациялады. Биогазолин өндірудің термохимиялық тәсілі биодизель өндіруге қолданылатын тәсілдерге ұқсас. Биоэфирлер бидайдан немесе қант қызылшасынан жасалады, сондай-ақ биодизель өндірісінен қалған глицеролдан да өндіріледі. Олар қозғалтқыштың жұмысын жақсартады, сонымен бірге қозғалтқыштың тозуын және зиянды газдар шығарындыларын айтарлықтай азайтады. Жердегі озон эмиссиясын күрт төмендету арқылы, олар ауа сапасын жақсартуға көмектеседі. Көліктік отында алты эфирлік қоспа бар: диметил эфир (DME), диэтил эфир (DEE), метил трет-бутил эфир (MTBE), этил трет-бутил эфир (ETBE), трет-амил метил эфир (TAME) және трет-амил этил эфир (TAEE). Еуропалық отын оксигендер қауымдастығы МТБЭ және ЭТБЭ-ні отындағы қорғасынды алмастыру үшін ең көп қолданылатын эфирлер деп санайды. Эфирлер 1970 жылдары Еуропаға өте улы затты алмастыру үшін енгізілді. Еуропалықтар әлі де биоэфир қоспаларын қолданса, 2005 жылғы АҚШ Энергетикалық саясаты заңы реформаланған бензинге оттегі қосу талабын жойды, нәтижесінде отынға аз MTBE қосылды. Ұлыбританияда эфирлерді мұнайдан өндірілетін биоэфирлермен алмастыру ықтимал болса да, олардың төмен энергия тығыздығына байланысты жеке отынға айналуы өте күмәнді.

Биогаз және биометан

Биогаз – микроорганизмдердің органикалық материалды қызу процесінде пайда болатын, негізінен метан мен көмірқышқыл газынан тұратын қоспа. Бұл қоспаның құрамына сондай-ақ су буы, күкірттегі сутек, силоксандар, көмірсутектер, аммиак, оттек, көміртек монооксиді және азот кіреді. Ол биоразделенетін қалдықтардан немесе газ шығымын арттыру үшін анаэробты дигестерлерге берілетін энергия дақылдары арқылы өндірілуі мүмкін. Қатты түйінди – дигестатты биожағармай немесе тыңайтқыш ретінде қолдануға болады. Биогаздан газ және басқа да қоспалар алынғанда, ол биометан деп аталады. Оны метандау кезінде сутекпен біріктіріп, көбірек метан алуға болады. Биогазды механикалық-биологиялық өңдеу қалдықтарын өңдеу жүйелерінен алуға болады. Полигон газы – биогаздың тазаланбаған түрі, ол полигондарда табиғи анаэробтық процестер арқылы пайда болады. Егер ол атмосфераға шығып кетсе, парниктік газ ретінде әрекет етеді. Швецияда "қалдықтан энергияға" электр станциялары қоқыстан метан биогазын жинап, көліктік жүйелерді қуаттандыру үшін пайдаланады. Фермерлер анаэробты дигестерлер арқылы малдың тыңайтқышынан биогаз өндіре алады.

Сингаз

Көміртек оксиді, сутегі және әртүрлі көмірсутектер қоспасы – синтетикалық газ, биомассаның толық емес жануы арқылы (биомассаны көмірқышқыл газы мен суға толық түрлендіру үшін жеткіліксіз мөлшерде оттегімен жану) өндіріледі. Ағаш газ генераторы, ағаш отынымен жұмыс істейтін газдандыру реакторы, ішкі жану қозғалтқышына қосылуы мүмкін. Синтетикалық газды метанол, диметил эфирі және сутегі өндіру үшін қолдануға болады, немесе Фишер-Тропш процесі арқылы дизельдің орнын басатын отын, немесе бензинге қосылатын спирттер қоспасын өндіруге айналдыруға болады. Газдандыру процесі әдетте 700 °C-тан жоғары температурада жүзеге асырылады. Биокөмірді бірге өндіру үшін төмен температурада газдандыру тиімді, бірақ нәтижесінде шайырмен ластанған синтетикалық газ түзіледі.

Қатты

"Биоотын" термині биомассадан жасалған қатты отынды да белгілеу үшін қолданылады, бірақ мұндай жағдайлар сирек кездеседі. Алга отыны жоғары өнімділікке ие, жоғары тұтану температурасы бар, тұщы су ресурстарына минималды әсер етеді, тұзды және тазартылмаған суды пайдаланып өндірілуі мүмкін, сондай-ақ биоразделмелі және төгілген жағдайда қоршаған ортаға салыстырмалы түрде зиянсыз. Дегенмен, өндіріс үшін көп мөлшерде энергия мен тыңайтқыш қажет, алынған отын басқа биоотындарға қарағанда жылдам тозады және суық температурада нашар ағып кетеді. 2017 жылға дейін экономикалық факторларға байланысты, балдырлардан отын өндіруге жасалған көптеген әрекеттер тоқтатылды немесе басқа салаларға бағытталды. Үшінші және төртінші буын биоотындарға гендік инженерия арқылы жасалған организмдер, яғни балдырлар мен цианобактериялар өндіретін отындар да кіреді. Балдырлар мен цианобактериялар суды, көмірқышқыл газын және күн энергиясын биоотын өндіру үшін пайдаланады. Бұл отынды өндіретін организмдерді өсірудің жоғары құны – кемшіліктерінің бірі.

Биодигестрлер

Био-дигестр – адам қалдықтарын ыдырату және шөгіндіру арқылы биогаз деп аталатын жаңаруға жарамды отынға айналдыратын механикалық дәретхана. Биогазты ауыл шаруашылығы қалдықтары, канализация сулары сияқты заттардан дайындауға болады. Био-дигестр биогаз өндіру үшін анаэробтық қорыту процесін пайдаланады. Анаэробтық қорыту – оттегі жоқ жағдайда микроорганизмдерді қолданып, органикалық заттарды химиялық түрде ыдырату арқылы биогаз өндіреді. Анаэробтық тыныс алу процестеріне гидролиз, қышқылдану, ацетогенез және метаногенез кіреді.

Өндірістің көлемі мен қолданылуы

2017 жылы әлемдік биоотын өндірісі 81 млн. тонна-эквиваленті (мт.э.) құрады, бұл 2010 жылмен салыстырғанда шамамен 3%-ға жылдық өсімді көрсетеді. 2017 жылы АҚШ әлемдегі ең ірі биоотын өндіруші болып, 37 млн. тонна өндірді, одан кейін Бразилия және Оңтүстік Америка 23 млн. тонна, ал Еуропа (негізінен Германия) 12 млн. тонна өндірді. 2027 жылға қарай әлемдік биоотын өндірісі көлік құралдары үшін қолданылатын отынның 5,4%-ын, оның ішінде авиациялық отынның 1%-ын қамтамасыз етеді деп болжануда.

Қоршаған ортаға әсері

Биоотынның климатқа тигізетін әсері туралы бағалаулар қолданылған әдістемеге және қарастырылып отырған нақты жағдайға байланысты кең ауқымды. Жалпы алғанда, биоотынды қозғалтқышта жаққанда шығарылатын парниктік газдардың мөлшері азырақ болады және олар көміртегінің бейтарап отыны деп есептеледі, себебі олар шығаратын көміртегі биоотын өндірісінде қолданылатын егістер арқылы атмосферадан сіңіріледі. Олардың парниктік газдар шығарылымдары көміртегіді жинау технологиясы өндіріске енгізілген жағдайда 127,1 гCO2eq/MJ-ден бастап, жерді пайдалану едәуір өзгергенде 95 гCO2eq/MJ-ден асып кетуі мүмкін. Бірінші буын биоотындардың өмірлік циклын бағалау нәтижесінде, қосымша биоотын шикізатын өндіруге қажетті жерді пайдаланудағы өзгерістермен байланысты үлкен шығарылымдар анықталды. Жерді пайдалануда өзгерістер болмаса, бірінші буын биоотындардың шығарылымдары орташа есеппен алғанда, қазылған отынға қарағанда төмен болуы мүмкін. Әлемдегі астықтың 10% биоотынға айналады. АҚШ және Еуропада биоотынға жұмсалатын астықтың көлемін 50%-ға азайту Украинаның астық экспортының барлық көлемін алмастыра алады. Бірнеше зерттеулер биоотыннан шығарылатын газдың азаюы басқа да әсерлердің есебінен, мысалы, қышқылдану, эвтрофикация, судың тұтынылуы және биологиялық түрлердің жоғалуы есебінен жүзеге асырылатынын көрсетті. Бірақ екінші буын биоотындарды қолдану лигноцеллюлозалық биомасса үшін бәсекелестікті күшейтеді, бұл осы биоотындардың құнын арттырады. Үшінші буын биоотындар, алгадан өндірілетін, теориялық тұрғыдан алғанда, жерді пайдаланудағы өзгерістердің азаюы және өндіріс үшін пестицидтерді қолдану қажеттілігінің болмауы себепті, бірінші немесе екінші буын биоотындарға қарағанда қоршаған ортаға аз кері әсер етеді. Алайда, деректерді қарастырғанда, үшінші буын биоотын өндірісі үшін қажетті инфрақұрылым мен энергияны өндіруге кеткен экологиялық шығындар, биоотынды пайдаланудан алынатын пайдадан жоғары екені анықталды. Еуропалық комиссия 2030 жылға дейін пальма майынан жасалған биоотындарды тоқтату шарасын ресми түрде бекітті. Пальма майын тұрақты емес жолмен өндіру орманды жою мен ластануды қоса алғанда, маңызды экологиялық және әлеуметтік проблемаларға әкеліп соқты. Биоотын өндірісі өте көп энергияны қажет етеді, және егер ол жаңартылмайтын көздерден алынса, биоотынды пайдалану арқылы алынған пайданы айтарлықтай төмендетуі мүмкін. Бұл мәселені шешу үшін ұсынылған шешім – биоотын өндіріс объектілерін артық ядролық энергиямен қамтамасыз ету, бұл қазылған отынмен қамтамасыз етілген энергияны толықтыра алады. Бұл биоотын өндірісінің қоршаған ортаға тигізетін әсерін азайтуға көмектесетін, көміртегіге қатысты арзан шешімді ұсынуы мүмкін.

Estimates about the climate impact from biofuels vary widely based on the methodology and exact situation examined. In general, biofuels emit fewer greenhouse gas emissions when burned in an engine and are generally considered carbon neutral fuels as the carbon they emit has been captured from the atmosphere by the crops used in biofuel production. They can have greenhouse gas emissions ranging from as low as 127.1 gCO2eq per MJ when carbon capture is incorporated into their production to those exceeding 95 gCO2eq per MJ when land use change is significant. Life cycle assessments of first generation biofuels have shown large emissions associated with the potential land use change required to produce additional biofuel feedstocks. If no land use change is involved, first generation biofuels can—on average—have lower emissions than fossil fuels. and worldwide 10% of all grain is turned into biofuel. A 50% reduction in grain used for biofuels in the US and Europe would replace all of Ukraine's grain exports. Several studies have shown that reductions in emissions from biofuels are achieved at the expense of other impacts, such as acidification, eutrophication, water footprint and biodiversity loss. But the use of second generation biofuels increases the competition for lignocellulosic biomass, increasing the cost of these biofuels. Third generation biofuels, produced from Algae, in theory shouldn't have as negative an impact on the environment than first or second generation biofuels, due to lower changes in land use and not requiring pesticide use for production. When looking at the data however, it has been shown that the environmental cost to produce the infrastructure and energy required for third generation biofuel production, is higher than the benefits provided from the biofuels use. The European Commission has officially approved a measure to phase out palm oil based biofuels by 2030. Unsustainable palm oil agriculture has caused significant environmental and social problems, including deforestation and pollution. The production of biofuels can be very energy intensive, which if generated from non renewable sources can heavily mitigate the benefits gained through biofuel use. A solution proposed to solve this issue is to supply biofuel production facilities with excess nuclear energy, which can supplement the energy provided by fossil fuels. This can provide a carbon inexpensive solution, to help reduce the environmental impacts of biofuel production.