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生物燃料的发展瓶颈尽管生物燃料已在世界各个领域得到应用，但目前还没有成为国际能源的主力军。主要原因是以下限制。原材料来源不稳定。由于多种原因，厨房废油和木本油料作物作为原料来源不稳定。
产品成本高。以生物航空燃料为例，其成本是石油航空煤油的数倍，在成本上没有竞争优势。虽然航空公司也会购买一定数量的生物航空燃料，但考虑到成本，购买量不会很大。此外，成品油的生产还将产生外部间接成本。
即所有转化过程将不可避免地导致新的污染源，包括二氧化碳和其他污染物的排放；如果炼油后的废渣，特别是炼油废油的废渣处理不当，也会造成污染，治理污染的成本终会增加到成品油的价格中。
目前，生物燃料大的问题是原材料的供应。在今年全球粮食危机的背景下，厨房废油和木本油料作物已成为重要的原材料来源。木本油料作物应尽量不占用耕地和居民点用地，应采用能适应恶劣环境的作物为原料，如耐旱、耐盐碱等环境的生物质。完善厨余油回收系统，建立厨余垃圾收集、运输、管理一体化的运营模式。
例如，为了监督废油的去向，促进废油的回收和利用，英国已迫使餐馆安装烹饪废油回收系统；荷兰废油回收由资助，降低了生物航空燃料精炼企业的高回收成本；在日本，废油由回收公司回收，并由购买。如果生物燃料要完全取代石油产品，不仅需要解决成本问题，还需要建立一个完整的生物燃料供应链。
欧美国家对亚麻荠菜的种植和应用进行了探索。亚麻荠菜是一种古老的油料作物，生长周期短（4个月），产油率高（30%–45%），化肥、农药、除草剂等投入量低，从中提取油，残渣加工成饲料。在副产品附加值的帮助下，生物燃料的高成本是不够的，甚至整个产业链都扭亏为盈。
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