Il biocombustibile è un combustibile ottenuto in modo indiretto dalle biomasse quali ad esempio grano, mais, bietola, canna da zucchero e olio di palma, oppure da scarti e rifiuti dell’industria alimentare, come ad esempio olio di frittura esausto e grassi animali. Pur provenendo da una risorsa rinnovabile, il biocombustibile per essere prodotto necessita di ampie porzioni di terreno agricolo, il cui uso dovrebbe essere destinato alla produzione di alimenti.
Esistono diversi tipi biocarburanti: il bioetanolo, il biodiesel, il biometanolo, il biodimetiletere, gli idrocarburi sintetici, il bioidrogeno, gli olii vegetali e il biogas.
Il biogas prodotto naturalmente dalle risaie e dalle paludi non è ancora sfruttato, mentre è sfruttato quello prodotto durante la fermentazione anaerobica delle sostanze organiche in particolare nei trattamenti delle acque reflue civili ed industriali, quello prodotto dalle discariche controllate e dal processo di digestione anaerobica di liquami zootecnici e di scarti agroindustriali.
Consumo di risorse agricole e alimentari I biocarburanti sono accusati di ridurre la disponibilità di derrate alimentari e di aumentare la fame nel mondo. I dati sull'effettiva resa energetica e sull'eventuale riduzione delle emissioni di anidride carbonica sono contrastanti. La coltivazione delle materie prime necessarie a produrli, in generale, è accusata di essere inquinante. La produzione di biodiesel è molto dispendiosa anche dal punto di vista idrico. Per produrre un litro di biodiesel servono 4000 litri di acqua per l'irrigazione delle colture e durante il processo chimico di trasformazione. Le critiche alla produzione di biocarburanti attraverso grandi piantagioni sta arrivando da parte di tutte le più importanti organizzazioni internazionali. In un articolo la BBC riporta le condanne di alcuni esperti delle Nazioni Unite
Per i dati sull'efficienza di combustione e di produzione (EROEI) si vedano le voci sugli specifici biocarburanti.
Resa energetica Nel 2005 l'ecologo David Pimentel e l'ingegnere ambientale Tad W. Patzek hanno pubblicato uno studio scientifico secondo cui sia la produzione di biodiesel da soia e girasole, sia quella dell'etanolo da mais, legno ed erba, consumano di gran lunga più energia di quanta se ne possa ricavare dai combustibili, non tenendo conto né delle tasse, né dei danni ambientali.
Altri studi hanno esaminato il bioetanolo arrivando a definire che il valore del suo EROEI potrebbe essere pari a 7-8 nel caso migliore della canna da zucchero brasiliana. Per quanto riguarda il bioetanolo da barbabietola o da cereali non regge il confronto con quello da canna da zucchero, indicativamente il suo valore è pari a 1.
Terreno necessario In alcuni stati e regioni dove è stato valutato il passaggio integrale ai biocombustibili si è giunti alla conclusione che tale soluzione avrebbe richiesto enormi estensioni di territorio se si fossero scelte le coltivazioni tradizionali. Considerando solo queste ultime ed analizzando il quantitativo di biodiesel che può essere prodotto per unità di terreno coltivato, è emerso che gli Stati Uniti, nazione con una richiesta energetica pro capite tra le più elevate, non possiede abbastanza territorio coltivabile per rifornire i veicoli della propria popolazione.
Per dare un ordine di grandezza i 34 milioni di veicoli italiani che consumano circa mille litri di combustibile all'anno avrebbero bisogno di 5,7 milioni di ettari di suolo brasiliano coltivato a canna da zucchero. In Italia la superficie coltivata (SAU) è di 13 milioni di ettari totali.
Il sito di notizie Coldiretti ha pubblicato un documento in cui afferma che la resa media di biodiesel in Italia è di circa 850 kg per ettaro, visto che la superficie agricola utile (SAU) è di circa 13 milioni di ettari
Altri stati in via di sviluppo o del terzo mondo potrebbero essere in una condizioni migliori e in effetti è qui che si concentrano le produzioni di olio di palma o di etanolo da canna da zucchero. Non è però univoca l'opinione se ciò porta benefici economici ai produttori locali oppure se si tratta di una sottrazione di terreni alle colture alimentari.
Per quanto riguarda l'olio di palma i dati 2008 indicano per la Malaysia 17.7 milioni di tonnellate su 4.5 milioni di ettari di terreno coltivati con tale pianta. La resa è di circa 4000 kg di olio/biodiesel per ettaro, più di 4 volte la resa del biodiesel italiano. In tal caso basterebbero 8.5 milioni di ettari a palma da olio per i veicoli italiani.
Critiche Si tenga comunque presente che pro capite il terreno coltivabile è molto limitato: nel 2000 l'area coltivabile (SAU) nel mondo era pari a 0.11 ettari per persona (fonte FAO) in gran parte usati per produrre cibo. I veicoli mondiali sono secondo stime del DoE (Dipartimento dell'energia americano) 700 milioni e consumano molto gasolio e benzina (si consideri che i veicoli italiani consumano 1 tonnellata all'anno) ed è probabile che per alimentarle a biodiesel sia necessario coltivare una buona parte (percentuali a due cifre) dei 0.11 ettari pro capite a piante che alimenteranno i motori delle auto.
Scarsità alimentare nel mondo c'è una sufficiente disponibilità di terreno agricolo e semi-arido che a lungo termine può sostenere una coltivazione di piante con le quali produrre biocarburanti specialmente laddove i governi si impegnino nell'applicazione di soluzioni innovative per lo sviluppo sostenibile. In contrasto con tale visione ottimistica, l'OCSE ha affermato nel 2008 che i biocombustibili aumentano i fenomeni di agflazione, l'inflazione di origine agricola, danneggiando la natura e ha invitato le autorità nazionali e sovranazionali a disincentivare i sussidi al settore. Un uso delle risorse agricole per la produzione di biofuel comporterà la presumibile uscita dal mercato alimentare di una parte enorme della popolazione mondiale e la salita dei prezzi dei terreni coltivabili. La produzione di cereali e altre materie prime per la sintesi di biocombustibili, e quella per un consumo alimentare, individuano due prodotti non sostitutivi, in presenza di una risorsa scarsa, che è la superficie coltivabile.
La domanda di biocombustibili ha indotto un rialzo del 30% del prezzo delle superfici coltivabili in vaste aree degli Stati Uniti e del Sudamerica, dei vegetali dai quali sono ottenuti, e dei prodotti sostitutivi (dal punto di vista del produttore) quali grano e cereali, la cui offerta e superficie coltivabile è diminuita in analoga quantità (i biocombustibili sono "coltivabili" nelle aree dove in precedenza crescevano cereali e grano).
I prezzi dei biocombustibili crescono per un eccesso di domanda, che registra una crescita esponenziale rispetto all'offerta mondiale (che, come già prevedeva Malthus per le disponibilità alimentari, segue una progressione aritmetica). Invece, il prezzo dei cereali aumenta per un calo dell'offerta, perché i terreni e le stesse piante sono destinate alla produzione di biocombustibili, più redditizia per i contadini di una produzione per un consumo alimentare.
Il rialzo della materia prima (grano e cereali) ha causato rincari anche per i prodotti derivati (30% la pasta, 15% i dolciumi, pane, e un aumento del prezzo dei foraggi e della carne).
La coltivazione di cereali destinati alla sintesi di bioetanolo anziché alla produzione di generi alimentari è una delle cause del rincaro dei cereali e dei relativi derivati. In Europa e Stati Uniti i sussidi federali e comunitari per la produzione di bioetanolo sono maggiori di quelli della produzione di cereali per scopi alimentari. A ciò si aggiunge il fatto che il bioetanolo sia comunque una coltivazione più remunerativa.
Un calcolo calorico porta a dire che mantenere i veicoli col cibo umano è dispendioso. Vengono consumate in Italia 39 miliardi di litri/anno di benzina e di gasolio per l'autotrazione, ogni grammo di olio ha 9 Calorie e un umano consuma 2500 Calorie al giorno, quindi si può eseguire un semplice calcolo calorico sulla capacità di sfamare le persone da parte del biodiesel (olio) che si potrebbe consumare in Italia. Il conteggio porta a più di 300 milioni di umani sfamabili col consumo di biodiesel dei veicoli italiani, si noti che la popolazione italiana è di quasi 60 milioni.
Impatto ambientale Provenendo da colture agricole, il biocombustibile produce molti meno inquinanti all'atto della combustione, se paragonato al petrolio. Considerando però l'intero ciclo di vita, a partire dalla produzione e includendo il trasporto, il bilancio energetico non sempre è positivo. Ma l'aspetto più critico per l'ambiente riguarda l'espansione della monocoltura a scopo energetico in aree non agricole, e ciò vale in particolare per la soia e la palma da olio. L'espansione della monocoltura della soia, alimentata anche dalle previsioni di crescita del mercato mossa dallo sviluppo dei biocarburanti, rappresenta un motore nella deforestazione di vaste aree di foresta amazzonica e cerrado Anche l'espansione delle piantagioni di palma da olio rappresenta un problema, evidenziato da associazioni ambientaliste come Greenpeace e Friends of the Earth che sottolineano la conversione a monocoltura di aree ecologicamente importanti come zone di foresta pluviale o di torbiera. La conversione agricola delle torbiere, attraverso il prosciugamento e l'ossidazione della torba infatti provoca importanti emissioni di carbonio: in Indonesia e Papua Nuova Guinea, in particolare, è pratica comune dare alle fiamme aree di foresta palustre e torbiera subito dopo il drenaggio, con un conseguente rilevante danno ambientale, ed è stato valutato che anche in seguito a questo fenomeno l'Indonesia sia diventata il quarto paese per emissioni di gas serraSecondo il rapporto congiunto della Banca Mondiale e del Governo britannico Indonesia and Climate Change, il solo settore forestale indonesiano sarebbe responsabile del rilascio in atmosfera di 2,563 MtCO2e. Secondo il Rapporto quinquennale FAO sulle foreste del 2007, la sola Indonesia perde un milione di ettari all'anno di foreste pluviali. Anche in Africa la palma da olio inizia ad espandersi nelle regioni forestali, minacciando importanti ecosistemi; questo è il caso per esempio della Costa d'Avorio e dell'Uganda.
Incentivi I sussidi europei e americani per la produzione sono più alti di quelli destinati alla produzione di grano per il consumo alimentare. La produzione di biocombustibiili è già in sé più redditizia della destinazione ad un uso alimentare, anche in assenza di sovvenzioni statali. Per via del crescente prezzo del barile di greggio (calo di offerta) e di una domanda mondiale in forte crescita, diviene competitiva la produzione di combustibili con tecnologie che sono note da tempo, che portano ad un costo del litro di combustibile paragonabile con quello della benzina alla pompa. In precedenza, queste tecnologie non erano diffuse perché era più economico acquistare il greggio anziché produrre biocombustibili. Il meccanismo di sovvenzioni europee e americane non contribuiscono a riequilibrare questo trend.
È interessante per quanto riguarda l'Italia seguire le scelte compiute dalla Regione Toscana e dalla Provincia di Siena, nella redazione, rispettivamente, del Piano di Indirizzo Energetico Regionale e del Piano Energetico Provinciale.
I biocarburanti di seconda generazione Sono allo studio alcune tecniche di produzione di biocarburanti volte ad evitare l'insorgenza dei problemi visti (cioè consumo di suolo, cambio di destinazione agricola, ecc.). I cosiddetti "biocarburanti di seconda generazione" sono infatti ottenuti con altre tecniche, come la lavorazione di materiale lignocellulosico (attraverso la tecnica della pirolisi), la coltivazione del miscanto o la coltivazione delle alghe.