Een biobrandstof is brandstof die wordt gewonnen uit plantaardig of dierlijk materiaal. Er zijn verschillende vormen van biobrandstof. Voor de ontdekking van fossiele brandstof (turf, bruinkool, steenkool, aardolie, teerzand en aardgas) gebruikte men alleen maar biobrandstof (hout, houtskool, gedroogde uitwerpselen, plantaardige olie of dierlijk vet) en op veel plekken ter wereld worden deze energiedragers nog steeds gebruikt. De originele eerste lopende band auto's van Ford zouden zelfs bedoeld zijn geweest om zuiver op ethanol te rijden.

Fossiele brandstofvoorraden zijn eindig: ze raken op en het kost miljoenen jaren voordat ze opnieuw gevormd zijn. Biobrandstoffen zijn duurzaam: planten groeien, gebruiken tijdens hun groei zonlicht voor het opslaan van koolstofdioxide. Planten kunnen steeds weer opnieuw geoogst worden. De hoeveelheid CO₂ die vrij komt bij het verbranden van deze brandstof is gelijk aan de hoeveelheid CO₂ die gewassen tijdens hun leven hebben opgenomen.

Onderstaad figuur geeft inzicht in de emissiekarakteristieken van personenauto's op verschillende brandstoffen, met betrekking tot zowel verbetering van de lokale luchtkwaliteit (NOx en fijnstof) als reductie van het klimaateffect (CO₂).

• bio-ethanol;
• biomethanol;
• bioETBE;
• bioMTBE;
• synthetische biobenzine;
• biowaterstof;
• andere producten die volgens de benzinenormen als component zijn toegestaan.

Als vervangers van diesel gelden:

• biodiesel;
• biodimethylether;
• biogas;
• onvermengde plantaardige olie (PPO);
• synthetische biodiesel;
• andere producten die volgens de dieselnormen als component zijn toegestaan.

Alternatief voor fossiele brandstoffen

Doordat er ruim 100 jaar hoofdzakelijk gebruik wordt gemaakt van fossiele brandstoffen, zijn infrastructuur en verbruikers daarop ingericht. Om bio-energie gemakkelijk toepasbaar te maken moet het als energiedrager op dezelfde manier te gebruiken zijn als aardolieproducten, aardgas of steenkool. Daartoe wordt de grondstof omgezet in een vast, vloeibaar of gasvormig product met een hoge energiedichtheid.

Er zijn verschillende methoden om uit plantaardig en/of dierlijk materiaal een brandstof te winnen die gebruikt kan worden zoals men dat van fossiele brandstof gewend is.

Alcoholische vergisting

Vergisting is een vrij beproefd proces dat al zeer lang wordt toegepast om plantaardige grondstoffen om te zetten in vloeibare of gasvormige brandstoffen. Het is een biologisch omzetting, die in de vrije natuur ook veel voorkomt. Zo ontstaat er bij vergisting van suikers ethanol (alcohol). In Brazilië rijden veel auto's op ethanol. Deze ethanol wordt gewonnen uit vergist sap van suikerriet m.b.v. destillatie. In landen zoals Brazilië, de USA en zo wordt ethanol ook vermengd met gewone benzine. Het gebruik van deze brandstof vereist dan wel een aanpassing van de motor, maar bij de meeste moderne autovoertuigen is dit al het geval. Deze brandstof krijgt dan een benaming verwijzend naar het percentage ethanol. De voordelen van ethanol en methanol is de zuivere branding: er komt een minimum aan roetdeeltjes vrij. Auto's rijdend op alcohol gaan dus langer mee. Verder heeft de toevoeging van alcohol aan benzine het zelfde effect als antivries.

Anaerobe vergisting

Bij een andere anaerobe vergisting van organisch materiaal ontstaat biogas (methaan). Dit proces wordt toegepast bij zuivering van rioolwater en bij de verwerking van mest. Met het vrijgekomen biogas wordt bijvoorbeeld een warmte-kracht koppeling (WKK) gestookt, die elektriciteit en warmte produceert. Na zuivering kan het biogas ook aan het aardgasnet worden geleverd.

Pyrolyse

Pyrolyse is een van de oudste methoden. Het was lange tijd de enige manier om methanol te winnen uit bijvoorbeeld hout, met houtteer of -olie en houtskool als nevenproducten. Pyrolyse is ook het proces waarmee de houtgasgenerator werkte, waarmee men tijdens de Tweede Wereldoorlog auto's op hout en turf liet rijden (vanwege benzineschaarste). Door middel van pyrolyse kan biobrandstof gewonnen worden uit gewassen en gewasresten, maar ook diermeel kan hiervoor gebruikt worden.

Het Carbo-V®-proces

Dit proces verloopt in twee stappen;

• In de eerste stap wordt bij ongeveer 450 °C de biomassa omgezet in cokes en een teerhoudend gas. Vervolgens wordt de cokes gemalen.
• In de tweede stap wordt bij ongeveer 1500 °C het teerhoudende gas omgezet in een gas dat bestaat uit kleinere moleculen. Dit gas wordt gebruikt voor het verhitten van de gemalen cokes, waardoor deze ook omgezet wordt in gas. Na het zuiveren van dit gas is het vergelijkbaar met aardgas.

Het HTU®-proces

Dit proces is, simpel voorgesteld, te vergelijken met de vorming van aardolie, maar dan veel sneller. Biomassa wordt, vermengd met water, verhit tot ongeveer 350 °C bij een druk van ongeveer 160 bar, gedurende zo'n 15 minuten. Hierbij ontstaat een drab die vergelijkbaar is met ruwe aardolie. Na een raffinageproces is hier dieselolie, kerosine en zelfs benzine uit te halen, die wat kwaliteit en eigenschappen betreft vergelijkbaar zijn met dezelfde producten uit aardolie.

Omdat het proces in water plaatsvindt gelden er weinig eisen voor de grondstof. Deze hoeft bijvoorbeeld niet droog te zijn, zodat er een ruime keuze is uit allerlei reststromen van organisch afval. Het vormt daarom een uitstekend alternatief voor composteren. Bij composteren komt uiteindelijk net zoveel CO₂ vrij als bij verbranding, maar wanneer het materiaal, in plaats van te composteren, wordt omgezet in bruikbare brandstof is er nuttige arbeid uit te halen. Echter, de CO₂ afgifte is bij verbranding direct terwijl dit bij composteren een veel geleidelijker proces is van maanden tot jaren. De buffer capaciteit van CO₂ bij composteren is derhalve vele malen groter dan bij een verbrandingsproces.