誰發明內燃機?
尼古拉斯·奧托
早在發現火以來，人類就開始將生物燃料作取暖和煮飯用。當電被發現後，生物燃料原本將被大量用能源生產。然而石化燃料：煤炭、石油、天然氣被大量發現與其應用技術的發展，使得生物燃料在能源、交通運輸等方面的功能被世人所忽略。液態生物燃料的應用始於早期的汽車工業。內燃機的發明者，德國的尼古拉斯·奧托，計畫用乙醇做為這項發明的燃料。柴油引擎的發明者，德國的魯道夫·狄塞爾，打算拿花生油做為它的燃料。由亨利·福特發明的T型福特，完全使用乙醇為燃料。但是，在賓州與德州的油田被發現後，石油變得很便宜也極易取得，於是汽車便開始改用石油或柴油。
液氮和壓縮氫氣的單位體積所含能量密度比傳統燃料低得多，但單位質量所含能量密度卻更加高。氫氣被認為有潛力成為一種常用的能源載體，作為新的經濟基礎。舉例來說，在從化石燃料提取氫氣的同時，可以對二氧化碳進行收集及封存。汽車在燃燒氫氣時的污染較低，除一些氮氧化物以外，不會排放任何的碳。燃料電池將氫氣和氧氣轉化為電力，效率比內燃機更高。然而，要從現狀完全轉變到氫經濟，則需要龐大的基建成本。某些類型的無氧代謝反應會產生氫氣。會釋出氫氣的微生物一般以含鐵或含鎳的氫化酶作為催化劑，進行以下的可逆氧化還原反應。在丙酮酸鹽發酵成水的過程中，還原當量轉移時會產生氫氣。生物體內氫的自然產生和消耗稱為氫循環。所有光和生物所進行的光反應都會把水分解成質子、電子和氧氣。在某些生物中，如萊茵衣藻和藍綠藻等，演化出了「暗反應」的第二階段：質子和電子通過葉綠體的特殊氫化酶還原成氫氣。一些科學家正在研究用基因改造方法，使水藻和藍綠藻的氫化酶在有氧環境下也能高效合成氫氣。
生物柴油是由植物油和動物脂肪製成。純的生物柴油可以被作為車輛燃料，但它通常是作為柴油的添加劑，以降低柴油車輛排放的微粒，一氧化碳和烴類。生物柴油是油或脂肪經由酯交換反應生成的，在歐洲是最常見的生物燃料。2010年，全球生物燃料產量達到1050億公升，較2009年增長17％。生物燃料提供世界上道路交通燃料的2.7％，其中主要是乙醇和生物柴油。全球燃料乙醇的生產在2010年達到了860億公升，其中美國和巴西為世界上產量最多的生產者，佔全球產量的90％。世界上最大的生物柴油生產者是歐盟，佔2010年生物柴油總生產的53％。國際能源署有一個目標，到2050年用生物燃料滿足超過全球需求運輸燃料的四分之一，以減少對石油和煤炭的依賴。
為了種地而燒荒拓墾，可能排放許多的二氧化碳，需要數十年甚至數個世紀的生物燃料才能補償。為了製造及運輸生物燃料也會產生污染、二氧化碳排放及使用水資源、化學肥料。在地生產使用生物燃料可以減少這些問題，但是就算在地生產，有些生物燃料在環保上可能還是不值得，例如有研究顯示、一些已經量產的生質酒精其實是高污染燃料。在經濟上也可能不值得，例如玉米酒精比化石燃料製造出更多的碳及污染排放。為了生產生物燃料，許多土地被改為農地，尤其是開發新的農地也會破壞生態。由於生物燃料的需求增加，在有些第三世界國家的農民，可能把原本用來生產糧食作物的土地，拿來種植能源作物，減少糧食作物的生產。生物燃料的大量使用也造成糧食價格上漲，並威脅貧窮人口的生存。