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在化石能源大量使用之前，生物能源在人类能源利用史上一直处于主导地位。即使在今天的一些发展中国家，高达90%的能源消耗仍是由生物质能供给的。随着能源危机的加重及化石燃料大量排放温室气体造成的生态环境持续恶化，许多国家开始重新关注生物能源并不同程度地实施了生物液体燃料的生产与利用促进政策。
许多生物液体燃料政策基于“碳中性（Carbon Neutral）”的物理假设，将温室气体减排设定为政策目标之一。所谓碳中性，即指从理论上来讲，生物液体燃料燃烧所排放的二氧化碳与能源作物生长过程中从大气中固定的二氧化碳之间实现了碳平衡。但在实际生产过程中，无论是能源作物的种植过程，还是生物液体燃料的生产加工过程，均需要投入大量的化石能源，生物液体燃料的碳中性问题受到了的质疑。近的研究成果也显示，生物液体燃料温室气体排放受能源作物物种、加工工艺、转化效率等多种因素影响，结果差异很大。
研究认为，尽管效益各不相同，但生物液体燃料均能在一定程度上减少温室气体的排放。其中，巴西以甘蔗为原料生产燃料乙醇的温室气体减排效益好，相比化石能源其温室气体排放可以减少70%～90%；而以木质纤维素为原料的第二代生物燃料加工技术是值得期待的新技术，一旦突破技术瓶颈，其应用前景极为广阔；；欧盟以甜菜与油菜籽为原料生产生物柴油的温室气体减排效益在40%～60%之间；；美国以玉米为原料生产燃料乙醇的温室气体减排效益只有10%左右。
生物液体燃料温室气体减排关键是如何评估副产品的替代效应近一些研究发现，为显著的分析结果差异源自副产品的分配与土地利用方式转变所导致的碳排放变化。
能源作物种植过程与生物液体燃料加工过程产生的副产品产生的替代效应，如作为饲料处理的副产品及参与二次利用（诸如蔗渣发电、废料还田）的副产品，这些被称为是“避免了”的温室气体排放对评估结果影响。此外，能源作物大规模集约化种植导致土地利用方式发生变化，与其他农作物形成土地竞争，垦荒导致的碳排放很难纳入到这一分析体系。如果希望温室气体平衡的评估结果完整而，那么土地用途转变导致的排放数据将非常关键。
很多能源作物（如甘蔗、棕榈油和玉米）需要消耗较多的水才能达到商业化产量，因此除非有灌溉，否则这些作物适合生长在降雨丰富的热带地区（在巴西，雨育生物燃料作物的生产很普遍，76%的甘蔗依靠降水灌溉；美国70%的玉米产量靠降雨灌溉）。即使麻风树和水黄皮这些多年生、可在半干旱地区退化土地上生长的作物，在炎热干燥的夏季也需要一些灌溉。
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