不久前，美国加利福尼亚阿米瑞斯生物技术公司（Amyris）一项有关未来生物技术的公告成为了新闻媒体关注的焦点。阿米瑞斯公司曾运用生物技术生产一种热带抗疟药——青蒿素（artemisinin）而闻名世界。
但是这次与药物却无关，阿米瑞斯公司准备与巴西食糖和酒精生产巨头Crystalsev公司合作，利用庶糖生产汽车燃油。虽然巴西已经拥有了一个繁荣的乙醇动力汽车市场，但这次不是乙醇动力汽车，而是拥有柴油燃料特性的碳氢化合物。从工艺技术上来说，它不是普通的柴油，从化学的角度来说，它是一种异戊烯化合物，不是烷烃和芳香族化合物的混合物质，但对于使用这种燃料驾驶车辆的人来说，是不会注意到这点区别的。
生物技术在医学领域内正大展身手，但其更大的市场却在燃料市场。阿米瑞斯带了头，许多公司开始纷纷仿效。一些开发了有发展前途技术的小公司准备自己单干，还有一些打算与大能源公司合作，这就像生物技术公司开发了一种大有市场潜力的药物之后，会去寻求一个较大的制药公司作为其合作伙伴一样。一些大公司也纷纷介入进来，或者通过公司内部的实验室，或者资助大学实验室研究，生物燃料开发正在成为一个巨大的商机。
发展植物燃料
创建一个完全到位的生物燃料企业需要一系列的准备，首先需要研发新型农作物，为生物燃料定身量制，而不是用作普通粮食。此外，还要开发将这些农作物转化成原料的工艺，最终这些原料还要转化成人们愿意购买并且承受得起的产品。
所有这些环节目前正在成为开发和研究的目标，从2006年的油价（左表）可以看出，一些生物燃料与其他燃油相比，已经具有一定的竞争力。随着开发与研究取得的进展，以及随着原油价格长期的上涨趋势，将会有越来越多的生物燃料获得成本和价格上的竞争力。
就用作生产燃油的作物而言，在起始阶段3个具有竞争力的选择是：草、树和海藻。草和树生长在陆地上，所采用的是植物的全部，特别是构成植物细胞壁的纤维素用来生产燃油，通常是乙醇，于是“纤维素乙醇”（cellulosic ethanol）也成了时下流行的一个术语。海藻是水生植物，可生产高质量的生物燃料，而且不需要复杂的工艺流程就能转化成生物柴油。
美国加州能源作物企业Ceres公司是优质禾草原料生产公司之一，所选择的植物有柳枝稷、芒草、甘蔗、高梁等所谓C4植物。这些植物为生物燃料公司所青睐，是因为它们能有效地进行光合作用，生长迅速。Ceres公司还计划使用一种“智能”培育技术让植物生长更快，设想是，用科学方法鉴别出其中的优势生长基因，然后以传统的杂交技术对植物重新进行“装配”。简单地说，就是用遗传工程在植物有机体内进行遗传物质结构的科学更换。
所选择的这几种植物在各种气候环境下都能蓬勃生长，柳枝稷和芒草是温带植物，甘蔗和高梁是热带植物，Ceres计划培育适应能力更强的品种，即耐热耐寒耐旱耐盐碱的品种，这样的植物可以在不能生产粮食的土地上生长，从而进一步降低生产成本，减缓粮食作物和生物燃料作物争地的矛盾。
而美国南卡罗来纳州查尔斯顿的生物技术公司ArborGen则是以树木为生物燃料的原料，所选择的4个植物品种是：桉树、白杨木、火炬松和放射松。和Ceres公司一样，ArborGen公司也利用遗传基因工程来改良树种，提高植物的耐寒能力，虽然供应生物燃料原料不是这家公司唯一的业务（该公司还供应纸浆和木材），但生物燃料原料却是一个更大的市场。
海藻生产工艺也有待进行改良。它首先需要从海藻生产池中收集上来，然后进行干燥处理，最后才能从海藻细胞中提炼出燃料油。这一过程十分烦琐，以至于有些公司甚至设想，还不如直接将干燥的海藻用作发电站燃料。
遗传生物学家克雷格·文特尔（Craig Venter）博士,曾私人投资人类基因组计划，最近成立了发展合成生物业务的合成基因组学公司（Synthetic Genomics），他希望通过基因工程技术来解决从海藻中收集油脂的问题，Synthetic Genomics公司的海藻含有一种特殊的基因，可从新的分泌渠道，即植物的外部膜分泌油脂（海藻细胞中的油脂自行分泌出来），漂浮在水塘上，人们只需在水面上撇取油脂生产生物柴油即可，其产油量也比野生海藻更高。
从禾草和树木等维管植物（vascular plants）中提取用作生物燃料的原料，需要相当复杂的工艺。这些植物主要由3种类型的大分子构成，除了纤维素之外，还有半纤维素和木质素。通常这3种大分子都是紧密结合在一起的，形成所谓木质纤维素的复杂结构，特别是在树木中。将这种长链分子变成生物燃料有许多方式，但所有这些工艺都比利用海藻生产生物燃料要复杂得多。
将植物转化成生物燃料需要3个步骤（如下表所示）。海藻可直接完成所有步骤，而维管植物却不能，处理它们的一种方法就是先使其干燥，然后在极少量氧或者无氧的环境中进行加热处理，这一工艺过程叫做高温分解，如果方法对头，就会产生一氧化碳和氢的混合物，称为“合成气”，再利用合适的催化剂将合成气转化成生物燃料。
德国弗赖堡科林实业公司（Choren Industries）和美国乔治亚州的雷奇燃料公司（Range Fuels）就是采用这一工艺，其生产原料是木材碎片以及森林里遗弃的植物残留物，从这些原料里，Choren Industries公司生产出碳氢化合物柴油，Range Fuel公司生产的则是乙醇生物燃料。这两家公司都在从树到油的道路上迈出了最先的步子。美国伊利诺斯州的Coskata公司计划利用一种叫做梭菌属的细菌将合成气转化成乙醇生物燃料，通用汽车公司（GM）看好这一技术，已买下了该公司的一部分股份。
还有一种方法是将纤维素和半纤维素分解成单体分子，这方法想来简单，做起来却不容易，特别是对所含有的木质素难以处理。因木质素无法进行这种转化，世界上之所以会有那么多的煤就是因为这个原因而产生的。煤的主要成份之一就是植物中的木质素，由于无法完全分解而最终变成化石，就成了我们如今所用的煤。
许多公司开发了这种分解工艺，如加拿大渥太华生物技术公司Iogen在纤维素基酶技术开发方面居世界领先地位，是最早将纤维素和半纤维素分解成单糖分子的公司之一。在这个工艺过程中，木质素被燃烧，为生产工艺提供热能。西班牙太阳能公司Abengoa也采用了这一工艺。
糖和香料
有了糖，就可以进行发酵，这当然不是用传统的酵母发酵来生产乙醇。许多工艺利用了多种菌类，有的是天然的，有的是经过基因改造的，这些菌类被用来生产各种生物燃料。Amyris公司的各类微生物（有的是细菌，有的是酵母）不是将单糖分子转化成乙醇，而是转化成异戊烯化合物，与石油生产的柴油相比拥有成本上的竞争力。
美国旧金山生物技术公司LS9也利用类似的方法生产烷烃（生产汽油的原料）和脂肪酸（生产生物柴油的原料），并准备扩大生产。Synthetic Genomics公司也在进行类似的尝试，虽然对于生产何种生物燃料目前还持谨慎观望态度。但从这些公司的做法可以看到，生物燃料领域内正在利用化学方法“量身定做”生物燃料的原料，而不是从化工厂出来的那种混合产品。这些具有竞争力的公司称，他们的产品实际上可以做得比石油产品更好。
至少有一个公司，全球领先的低碳能源生物技术供应商，美国马萨诸塞州Mascoma公司采用葡萄糖异构酶突变体（Thermoanaerobacterium saccharolyticum）的单个菌种来进行植物分解，并消化所产生的单分子糖。该公司同时还以草和木材作为生物燃料的原料，并在5月份与通用汽车公司（GM）和美国马拉松石油公司（Marathon Oil.）签订了合作协议。
利用纯酶来进行单分子糖到生物燃料的转化，也是可行的途径之一，至少已有两家公司已经将这种方法运用到整个工艺流程中。一个是加州雷德伍德市的Codexis公司，该公司利用类似生物有性生殖和自然选择的方式研发了一系列的酶，并在去年与壳牌石油公司签订了利用该技术生产各种生物燃料的合作协议。另一家是丹麦的Danisco公司，也以其自行开发的生物酶技术与杜邦公司合作。
壳牌公司还参加了一个将单糖分子转化成碳氢化合物的合作项目，这是直接的化学处理工艺，该技术是由美国威斯康辛州麦迪逊维仁特能源系统公司（Virent Energy Systems）提供，其重点部分是一套专有的非生物学催化剂。
以上所述种种思路，哪些会产生最佳效果，目前还无人可知，但这些林林总总的新技术表明，可再生能源最为可行的思路已放在了生物燃料上。BP太阳能公司的首席科学家史蒂文·库宁（Steven Koonin）说，该领域内最令人意想不到的突破也许即将到来。BP公司投资5亿美元，支持美国能源生物科学研究所（the Energy Biosciences Institute，EBI）的生物燃料研究项目。EBI和美国加州大学伯克利分校、劳伦斯伯克利国家实验室以及伊利诺斯大学都是合作伙伴。
劳伦斯伯克利实验室主任朱棣文（Steven Chu）预测，未来“葡萄糖经济”将取代现有的石油经济。葡萄糖是最普通的一种单糖，可以转化为燃料，甚至可以成为一些生产石化产品的生物原料的对等产品。例如以玉米等植物为原料生产出来的生物塑料（bioplastic），可以在当地工厂生产后运往世界各地，这对于一些热带国家来说，无疑将带来巨大的经济利益，因为热带地区的植物可进行最充分的光合作用。
用作生物燃料的植物有许多，美国能源部和农业部的一项研究表明，即使是对现有的做法作一些小小的改变，也能带来巨大的变化。在不影响粮食生产的情况下，美国还有生产13亿吨燃料植物的潜力，如果利用现有的技术，将这些燃料植物转化为乙醇后，可增加相当于3500亿公升汽油，约等于美国目前汽油消耗量的65%。对于美国来说，以生物燃料为基础的能源经济比石油经济更能实现自给自足，而对于热带地区一些目前还处于贫困的国家来说，生物燃料的发展前景也将给他们带来意想不到的利益。