生物燃料的生产和使用存在各种社会，经济，环境和技术问题，这些问题已在大众媒体和科学期刊中进行了讨论。 其中包括：减缓油价，“粮食与燃料”争论，减贫潜力，碳排放水平，可持续生物燃料生产，森林砍伐和土壤侵蚀，生物多样性丧失，对水资源的影响，运行所需的可能修改的影响生物燃料的发动机，以及能量平衡和效率。 国际资源小组就各种资源相关主题提供独立的科学评估和专家建议，在其关于可持续生产和资源利用的第一份报告中评估了与生物燃料使用有关的问题：评估生物燃料。 其中，它概述了在决定追求一种生物燃料相对于另一种生物燃料的相对优点时需要考虑的更广泛和相互关联的因素。 它的结论是，并非所有生物燃料在其对气候，能源安全和生态系统的影响方面都表现平等，并表明需要在整个生命周期中评估环境和社会影响。
社会和经济影响
油价适度
国际能源机构的“2006年世界能源展望”得出结论认为，如果不加以控制，石油需求的增加将加剧消费国对严重供应中断和由此造成的价格冲击的脆弱性。 报告建议生物燃料有朝一日可能提供一种可行的替代方案，但“生物燃料对全球安全以及经济，环境和公共卫生的影响需要进一步评估”。
据美林（Merrill Lynch）商品策略师弗朗西斯科•布兰奇（Francisco Blanch）称，如果不是生物燃料，原油价格将上涨15％，汽油价格将高出25％。 加拿大可再生燃料协会主席Gordon Quaiattini认为，替代能源的健康供应将有助于打击汽油价格飙升。
“食物与燃料”的争论
粮食与燃料的争论是关于转移农田或作物生产生物燃料的风险，而不利于全球范围内的粮食供应。 基本上，辩论提到了农民增加这些作物产量的可能性，通常是通过政府补贴激励措施，他们的时间和土地被转移到其他类型的非生物燃料作物上，从而推高了非生物燃料作物的价格。减产。 因此，不仅玉米和木薯等主食的需求增加，维持了世界上大多数的贫困人口，但这也有可能增加这些人的剩余作物的价格。需要利用来补充他们的饮食。 最近对国际贸易和可持续发展中心的一项研究表明，2009年美国市场推动的乙醇扩大使玉米价格上涨了21％，相比之下，乙醇产量在2004年水平被冻结了。 2011年11月的一项研究表明，生物燃料及其生产和补贴是农产品价格冲击的主要原因。 反驳论点包括对生物燃料中使用的玉米类型的考虑，通常是不适合人类消费的田间玉米; 用于乙醇的玉米部分，淀粉部分; 以及玉米和谷物价格上涨对这些产品的政府福利产生的负面影响。 “食物与燃料”或“食物或燃料”的争论在国际上引起争议，对于它的重要性，造成它的原因，效果是什么以及可以或应该采取什么措施存在分歧。
缓解贫困
海外发展研究所的研究人员认为，生物燃料可以通过增加就业，更广泛的经济增长乘数和稳定油价来帮助减少发展中国家的贫困（许多发展中国家是石油的净进口国）。 然而，这种潜力被描述为“脆弱”，并且在原料生产趋于大规模的情况下被减少，或者对有限的农业资源造成压力：资本投资，土地，水和穷人的粮食净成本。
关于减贫或加剧的可能性，生物燃料依赖于许多阻碍农业作为减贫途径的相同政策，监管或投资缺陷。 由于这些缺点中的许多缺点需要在国家层面而不是在全球层面进行政策改进，因此他们主张逐个国家对生物燃料的潜在贫困影响进行分析。 除其他外，这将考虑土地管理系统，市场协调和优先投资生物柴油，因为这会“产生更多劳动力，降低运输成本并使用更简单的技术”。 同样必要的是，不论原产国如何，生物燃料进口关税都会降低，特别是由于巴西等国家生物燃料生产效率的提高。
可持续的生物燃料生产
负责任的政策和经济手段将有助于确保生物燃料商业化，包括开发新的纤维素技术，是可持续的。 生物燃料的负责任商业化为加强非洲，拉丁美洲和贫困亚洲的可持续经济前景提供了机会。
环境影响
土壤侵蚀和森林砍伐
成熟树木的大规模砍伐（通过光合作用帮助去除二氧化碳 – 比甘蔗或大多数其他生物燃料原料作物更好）导致土壤侵蚀，不可持续的全球变暖大气温室气体水平，栖息地丧失和减少有价值的生物多样性（陆地和海洋） 对生物燃料的需求导致了棕榈油种植园的土地清理。 仅在印度尼西亚，自1996年以来，已有超过9,400,000英亩（38,000平方公里）的森林被改建为种植园。
应将部分生物质保留在现场以支持土壤资源。 通常这将是原始生物质的形式，但加工的生物质也是一种选择。 如果出口的生物质用于生产合成气，该过程可用于共生产生物炭，这是一种低温木炭，用作土壤改良剂，将土壤有机质增加到不实用的顽固形式的有机碳。 为了广泛采用生物炭的共同生产，共生产木炭的土壤改良和碳固存价值必须超过其作为能源的净值。
一些评论员声称，为生物燃料生产去除额外的纤维素生物质将进一步消耗土壤。
对水资源的影响
生物燃料的使用增加至少在两个方面给水资源带来越来越大的压力：用水灌溉用作生物柴油生产原料的作物; 用于生产炼油厂的生物燃料，主要用于煮沸和冷却。
在世界许多地方，需要补充或完全灌溉来种植原料。 例如，如果在玉米（玉米）的生产中，通过灌溉满足一半的作物需水量，而另一半通过降雨满足，则需要大约860升水来生产一升乙醇。 然而，在美国，玉米所需的水只有5-15％来自灌溉，而另外85-95％来自天然降雨。
在美国，乙醇工厂的数量几乎增加了两倍，从2000年的50个增加到2008年的140个。另外60个正在建设中，还有更多的计划在建设中。 项目受到密苏里州法院的居民的挑战（其中水来自奥索卡含水层），爱荷华州内布拉斯加州，堪萨斯州（所有这些都从不可再生的奥加拉拉含水层取水），伊利诺伊州中部（从那里抽取水） Mahomet Aquifer）和明尼苏达州。
例如，四种乙醇作物：玉米，甘蔗，甜高粱和松树产生净能量。 然而，为了满足2022年美国能源独立和安全法案对可再生燃料的要求而增加产量将对佛罗里达州和佐治亚州造成严重影响。 甜高粱是四种中最好的，将使这两个州的淡水取水量增加近25％。
污染
当醇被氧化时产生甲醛，乙醛和其他醛。 当汽油中仅加入10％的乙醇混合物时（美国E10汽油醇和其他地方常见），醛排放量增加40％。 然而，一些研究结果与此事实相矛盾，降低生物燃料混合物中的硫含量会降低乙醛含量。 燃烧的生物柴油也会排放醛类和其他潜在危险的芳香族化合物，这些化合物在排放法律中不受管制。
许多醛类对活细胞有毒。 甲醛不可逆地交联蛋白质氨基酸，从而产生防腐尸体的坚硬肌肤。 在封闭空间中的高浓度下，甲醛可能是严重的呼吸道刺激物，导致鼻出血，呼吸窘迫，肺部疾病和持续性头痛。 乙醇是由酒精饮用者在体内产生的，存在于吸烟者口腔和口腔卫生条件差的人体内，具有致癌性和致突变性。
欧盟已经禁止含有甲醛的产品，因为它具有记录的致癌特性。 美国环境保护署已将甲醛标记为可能导致人类癌症的原因。
巴西燃烧了大量的乙醇生物燃料。 对巴西圣保罗的环境空气进行了气相色谱研究，并与日本大阪进行了比较，后者不燃烧乙醇燃料。 巴西的大气甲醛含量高出160％，乙醛含量高出260％。
技术问题
能源效率和能源平衡
尽管偶尔宣称它是一种“绿色”燃料，但第一代生物燃料，主要是乙醇，并非没有自己的温室气体排放。虽然乙醇确实产生的温室气体排放总量低于汽油，但其生产仍然是一个具有次要影响的能源密集型过程。 汽油通常每加仑产生8.91千克二氧化碳，而E10乙醇为每加仑8.02千克二氧化碳，而E85乙醇为每加仑1.34千克二氧化碳。 基于Dias de Oliveira等人的研究。 （2005年），基于玉米的乙醇每公顷（ha）需要65.02千兆焦耳（GJ）的能量，每公顷二氧化碳（CO2）产生约1236.72千克，而基于甘蔗的乙醇需要42.43千焦耳/公顷，产生2268.26千克在非碳中性能量产生的假设下，二氧化碳/公顷。 这些排放来自农业生产，作物种植和乙醇加工。 一旦乙醇与汽油混合，就可以节省每加仑消耗大约0.89千克的二氧化碳（USDOE，2011a）。
经济可行性
从生产的角度来看，芒草每英亩土地可生产742加仑乙醇，几乎是玉米的两倍（399加仑/英亩，假设正常玉米 – 大豆轮作下平均每英亩产量为145蒲式耳），近三倍玉米秸秆（165加仑/英亩）和柳枝稷（214加仑/英亩）。 生产成本是大规模实施第二代生物燃料的一大障碍，其市场需求将主要取决于其相对于玉米乙醇和汽油的价格竞争力。 目前，纤维素燃料的转化成本为每加仑1.46美元，大约是玉米乙醇的两倍，每加仑0.78美元。 来自玉米秸秆和芒草的纤维素生物燃料分别比玉米乙醇贵24％和29％，而柳枝稷生物燃料的价格是玉米乙醇的两倍多。
| 描述（CASE）（’000 US $） | 开发国家（2G）案例A. | 发展国家（2G）案例B | 开发国家（1G）CASE C. | 发展国家（1G）案例D. |
| 营业利润 | 209313 | -1,176,017 | 166952 | -91,300 |
| 净现值 | 100690 | -1,011,217 | 40,982 | 39224 |
| 投资回报 | 1.41 | 0.32 | 1.17 | 0.73 |
碳排放量
生物燃料和其他形式的可再生能源旨在实现碳中和甚至碳负面。 碳中性意味着在燃料使用期间释放的碳，例如通过燃烧以传输动力或发电，被新植物生长吸收的碳重新吸收和平衡。 然后收获这些植物以制备下一批燃料。 碳中性燃料导致人类对大气二氧化碳水平的贡献没有净增加，从而减少了人类对全球变暖的贡献。 当一部分生物质用于碳封存时，实现碳负目的。 准确计算燃烧生物燃料产生多少温室气体（GHG）是一个复杂而不精确的过程，这在很大程度上取决于燃料的生产方法和计算中的其他假设。
生物燃料产生的碳排放（碳足迹）使用称为生命周期分析（LCA）的技术计算。 这使用“摇篮到坟墓”或“井到轮”的方法来计算生物燃料生产过程中排放的二氧化碳和其他温室气体的总量，从将种子放入地下到使用汽车和卡车中的燃料。 已经针对不同的生物燃料进行了许多不同的LCA，结果差异很大。 对生物燃料进行的几项井轮分析表明，第一代生物燃料可以减少碳排放，节约取决于所使用的原料，与使用化石燃料相比，第二代生物燃料可以产生更高的节约。 然而，这些研究未考虑固氮造成的排放，或由于间接土地利用变化而产生的额外碳排放。 此外，许多LCA研究未能分析可能进入市场的替代品替代目前生物质产品的影响。 对于原油用于生产松树化学品的原料，现在转用于生物燃料，LCA研究发现，CTO生产的松树化学品的全球碳足迹比使用的替代产品低50％同样的情况抵消了利用生物燃料替代化石燃料的任何收益。 此外，该研究表明，当CTO转向使用生物燃料时，化石燃料不会减少，而替代产品会消耗不成比例的能量。 这种转移将对一个对世界经济作出重大贡献的行业产生负面影响，全球每年在复杂的高科技炼油厂生产超过30亿磅的松树化学品，并为成千上万的工人直接和间接提供就业机会。
由普林斯顿大学的Searchinger领导的团队于2008年2月在Sciencexpress上发表的一篇论文得出结论，曾经认为间接土地利用变化对用于替代汽油的生物燃料的生命周期评估产生影响，而不是储蓄，而玉米和纤维素乙醇则增加了碳排放。与汽油相比，分别为93％和50％。 由大自然保护协会Fargione领导的团队在同一期Sciencexpress上发表的第二篇论文发现，当自然土地被清理并转化为生物燃料生产和农业用地被转用于农作物生产时，就会产生碳债务。因此，生物燃料生产，这种碳债务适用于直接和间接的土地使用变化。
Searchinger和Fargione研究在大众媒体和科学期刊中引起了极大的关注。 然而，这种方法引起了一些批评，来自阿贡国家实验室的Wang和Haq发布了一封公开信，并将他们对Searchinger论文的批评发送给了Letters to Science。 来自橡树岭国家实验室的克莱恩和戴尔的另一个批评发表在“科学通讯”上。 他们认为，Searchinger等人。 和Fargione等人。 “…没有为他们声称生物燃料因土地使用变化导致高排放提供足够的支持。美国生物燃料行业也在一封公开信中声称，”Searchinger研究显然是一个“最糟糕的情况“分析……”并且这项研究“依赖于一系列高度主观的假设……”。
发动机设计
在生物燃料上运行内燃机所需的修改取决于所使用的生物燃料的类型以及所使用的发动机的类型。 例如，汽油发动机可以在没有任何改性的情况下在生物丁醇上运行。 然而，需要对生物乙醇或生物甲醇进行微小的修改。 柴油发动机可以使用后一种燃料，也可以使用植物油（更便宜）。 然而，后者仅在通过间接喷射预见到发动机时才有可能。 如果不存在间接喷射，则因此需要安装发动机。
广告活动
一些环境非政府组织反对生物燃料的生产，作为化石燃料的大规模替代品。 例如，“地球之友”表示，“目前大规模开发农业燃料（或生物燃料）的热潮是错误的，并且将导致已经不可持续的贸易，同时又无法解决气候变化或能源安全问题”。 一些主流环保组织支持生物燃料，这是减缓或阻止全球气候变化的重要一步。 然而，支持性环保组织普遍认为，如果不能持续地进行生物燃料生产，就会对环境造成威胁。 这一发现得到了联合国，IPCC和其他一些较小的环境和社会团体的报道的支持，如EEB和Sarasin银行，它们通常对生物燃料持负面态度。
因此，政府和环境组织正在反对以不可持续的方式生产的生物燃料（特别喜欢某些石油来源，如麻疯树和木质纤维素，而不是棕榈油），并要求全球支持。 此外，除了支持这些更具可持续性的生物燃料外，环保组织还在重新定向不使用氢气和压缩空气等内燃机的新技术。
已经就生物燃料专题制定了若干标准制定和认证举措。 “可持续生物燃料圆桌会议”是一项国际倡议，汇集了对生物燃料生产和分销可持续性感兴趣的农民，公司，政府，非政府组织和科学家。 2008年，圆桌会议正在通过会议，电话会议和在线讨论制定可持续生物燃料生产的一系列原则和标准。 类似地，Bonsucro标准已经被开发为基于度量的产品和供应链证书，这是由于正在进行的多利益相关方倡议，其重点是甘蔗产品，包括乙醇燃料。
增加生物燃料的生产将需要增加用于农业的土地面积。 第二代和第三代生物燃料工艺可以减轻对陆地的压力，因为它们可以使用废弃的生物质，以及现有的（未开发的）生物质来源，例如作物残留物，甚至可能使用海藻。
在世界一些地区，食物需求的增加和对生物燃料的需求不断增加，正在导致森林砍伐和对生物多样性的威胁。 最好的报道就是马来西亚和印度尼西亚油棕种植园的扩建，雨林被毁，以建立新的油棕种植园。 重要的是，马来西亚90％的棕榈油被食品工业使用; 因此，生物燃料不能对这种砍伐森林负全部责任。 对食品和燃料行业的可持续棕榈油生产迫切需要; 棕榈油用于各种食品中。 可持续生物燃料圆桌会议正在努力确定促进可持续生产的生物燃料的标准，标准和程序。 棕榈油还被用于制造洗涤剂，以及亚洲和世界各地的电力和热力生产（英国在燃煤发电站燃烧棕榈油以发电）。
随着全球乙醇需求的增加，未来几年可能会有大量的甘蔗用于甘蔗。 甘蔗种植园的扩张将对环境敏感的本土生态系统施加压力，包括南美的雨林。 在森林生态系统中，除了对全球生物多样性构成重大威胁之外，这些影响本身将破坏替代燃料的气候效益。
虽然生物燃料通常被认为可以提高净碳排放量，但生物柴油和其他燃料确实会产生局部空气污染，包括氮氧化物，这是造成烟雾的主要原因。