ジャパンナレッジ
バイオマス由来の燃料。原料となる生物の生産と消費のバランスをとることにより、実質的に二酸化炭素（CO2）の排出をプラスマイナスゼロにできる（カーボンニュートラル）ため、地球温暖化対策に貢献する燃料の一つと位置づけられている。なお、化石燃料も生物由来ではあるが、生産と消費のバランスが成立していないため、バイオ燃料に入らない。
大気中のCO2濃度を上昇させないためにCO2を地下に貯留するCCS（Carbon Capture and Storage）技術や物質利用するCCU（Carbon Capture and Utilization）技術の活用に際して、バイオ燃料の燃焼で排出されるCO2を回収・貯留・利用の対象とすることで、カーボン排出量を実質マイナスとするBECCUS（Bioenergy with Carbon Capture, Utilization and Storage）という考えも議論されている。
輸送用バイオマス燃料として小規模ながら国内外で実用化されているものは、バイオエタノール、バイオエチルターシャリーブチルエーテル（バイオETBE。バイオエタノールと石油系ガスのイソブテンを合成したもの）、バイオディーゼル燃料および持続可能な航空燃料（SAF（サフ）：Sustainable Aviation Fuel）である。
バイオエタノールはサトウキビの糖質、またはトウモロコシや小麦などのデンプンから微生物の働きにより製造されるエタノールである。食料との競合が避けられず、食糧自給率のきわめて低い日本で大規模に実施することはむずかしい。食料との競合を避けるため、稲藁（わら）、古紙や、建築廃材、間伐材、製材所端材から得られる木材中のセルロースを化学処理により糖質に変換し、さらに糖質をアルコール発酵させてエタノールに変換することも試みられている。バイオエタノールはガソリンに添加して用いるか、バイオエタノール仕様エンジンの場合にはガソリンの代替燃料として用いることができる。
バイオETBEは、バイオエタノールと石油精製における副生成物であるイソブテンとの反応により製造される。オクタン価が高く、ガソリンに混合して用いられる。石油業界はバイオETBEを1％以上（1～8％）配合したガソリンをバイオガソリンとよび、その試験販売を2007年（平成19）4月より始めた。2017年度にバイオETBE導入目標量・達成量がともに原油換算で年間50万キロリットルに到達して以降、2027年度まで導入目標量は年間50万キロリットルに設定されている。
バイオディーゼル燃料（BDF：Bio Diesel Fuel）は、自動車、小型発電機などに搭載されているディーゼルエンジン用の燃料で、パーム油、菜種油、大豆油などの植物性油脂や使用済みの食用油（廃食油）から製造される。植物性油脂はグリセリンの三脂肪酸エステル（トリグリセリド）であり、通常、沸点は軽油より高い500℃以上である。しかし、この油脂とメタノールを、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムを触媒として用いて反応させると、メタノールの脂肪酸エステル（FAME：Fatty Acid Methyl Ester）になり、沸点は軽油と同等になるため、軽油に混合して用いることもできる。搾油量の多いパーム油は熱帯地方でないと生産性が低く、また、菜種油や大豆油などの食用油は食品と競合するため、日本で多量に生産することはむずかしい。さらには、輸入を前提とした生産については森林破壊の懸念もある。これらに比べ、廃食油は生産量は少ないが、飲食店などのてんぷらや揚げ物、フライ菓子などの廃油などを原料にすれば実用化できるという利点がある。また、植物油や廃食油などの油脂に水素化処理を施し炭化水素とする水素化植物油（HVO：Hydrotreated Vegetable Oil）は再生可能ディーゼルとよばれ、前述のFAMEとは異なる新たなBDFとして国外で使用され始めている。さらに、微細藻類が生産する油（藻油）を利用する研究も実施されているが、精製油までの工程が多く、経済性の問題がある。
SAFは、飛行機に搭載されているジェットエンジン用の燃料で、植物油・廃食油・獣脂などの油脂からHVO同様に製造される。日本でも、2025年（令和7）に廃食油を原料とするSAFの供給が開始されたが、廃食油は量の限界に加え家畜飼料との競合があり、製法の経済性も課題として残る。SAFの原料には、油脂のほか、バイオエタノール、木材や微細藻類油も検討されている。木材などを原料とする方法では、まずガス化（合成ガスに変換）し、さらにフィッシャー‐トロプシュ法（FT法）により液体燃料とする。アルコールからの製法と並び、技術成熟度は比較的高く油量の増加が期待されるものの、ともに低コスト化が望まれる。
以上のほかに、バイオマスを直接燃焼させて発電などを行うことがある。このような場合はバイオマス自体がバイオ燃料となる。薪（まき）や木炭を利用する場合も同様である。そのほかには、家畜の排泄（はいせつ）物や生ごみなどを発酵させて得るメタン発酵ガスによる発電などもある。
バイオ燃料の利用は地球温暖化対策として小規模ながら実行されている。しかし、化石燃料に比べて経済的には不利であること、さらに地球環境や食糧事情に影響を与えずに、バイオマスを安価で大量にしかも安定的に供給することは、特殊な地域を除くとむずかしいことなどから、バイオ燃料の利用は、今のところ限界があると考えられる。