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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。
生物燃料生产传统上以淀粉和糖类为生物质原料经过化学发酵而生产生物乙醇，或以油料作物和树种为原料加工生物柴油，工艺简单、经济可行，一般归结为代生物燃料技术。
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。
近年来，随着生物燃料的快速发展，市场对能源作物需求远远超过了对农产品的需求，能源作物的大规模种植造成土地利用方式的转变，农田、甚至林地、草场大规模用来种植能源作物，而这种土地利用方式的转变造成的潜在影响。
为了抑制土地用途的快速转变，对能源作物种植的土地潜力研究正在积极开展，有学者研究了麻风树、甘薯等能源作物种植的土地潜力。在过去50a中，农作物产量的大部分增量（约80%）来自单产提高，其余来自扩大种植面积和提高复种指数。
世界范围内除去森林、保护区及用于满足不断增长的粮食和畜牧业需求所需土地之外，可以用于扩大种植面积的土地估计约在2.5×108～8×108hm2之间，其中大部分位于拉丁美洲热带地区或非洲。从近期看，可以通过扩大原料作物种植面积来满足对生物燃料的需求；而就中长期而言，开发优良作物品种、转变农作方式和发明新技术（例如纤维素转化）则可能发挥决定性作用。
单产大幅提高及技术进步是实现生物燃料作物可持续生产的关键，从而能够大限度地抑制农田、林地、草场等向非农田土地的快速转变。
生物燃料发展对生物多样性的影响同样不容忽视。生物燃料生产可以对和农业生物多样性产生一些积极影响，如通过恢复退化的土地等；但是也可以产生很多不利影响，例如，生物燃料生产造成自然景观被转换为能源作物种植田或泥炭地被排干。
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