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据称，与汽油相比，以生命循环为基准，谷物基生物乙醇可减少温室气体排放高达40%，对于生物柴油而言，可减少温室气体排放高达60%。
美国Nebraska-Lincoln大学研究人员于2009年1月发布所作的研究成果，指出谷物乙醇生产的温室气体直接排放比汽油生产少51%，这一研究结果基于最近乙醇生产过程的效率有所改进。与汽油相比，乙醇工业生产的燃料产生的直接影响生命循环温室气体排放要少48%~59%。由于谷物生产的进步，使其与以前的研究相比，要减少2~3倍。以前的研究，净能量比平均为1~1.2；现在的研究为1.5~1.8：1。这意味着生产乙醇需每1单位能量，而作为乙醇则产出1.5~1.8个单位的能量。
多年来，人们都在重点致力于改进空气质量，为此，汽车制造商和石油炼制商通过提高汽车燃油效率和生产清洁燃料以满足这一挑战。最近和未来的一些变化，也将集中于降低温室气体（GHG）排放，而需求增多和产品质量要求的提高将继使会使炼制的CO2排放增多，这些都与柴油需求增多及严格的含硫标准相维系。
在欧洲，能源和气候法案目标是：与1990年水平相比，到2020年使能效提高20%，使GHG排放降低20%，并且使欧盟能源消费中的可再生燃料份额达到20%。低碳生物燃料法令目标是到2020年低碳生物燃料占运输燃料的10%，并实施生物燃料的可持续性。
环境科学家于2010年4月底发布的一项研究表明，生物燃料与化石燃料碳足迹的比较表明，占用生产粮食的农业耕地而生产生物燃料，会使生物燃料生产的碳足迹增大。据估算，美国生产的大豆，间接碳足迹为150kgCO2/ gigajoule (GJ)。而传统的汽油或柴油为85kg。欧洲由油菜生产的生物柴油间接碳足迹为150kgCO2/ gigajoule (GJ)，而来自欧洲甜菜生产的生物乙醇经计算间接碳足迹为100kg，两者均高于常规柴油，这是由于间接使用了土地替代了粮食作物的生长。而相比之下，来自拉丁美洲甘蔗和来自东南亚棕榈油生产生物乙醇的进口，其间接排放相对地低，分别为82kg和73kg/GJ，不过，此值仍较高，是因为虽然没有种植粮食土地被取代，但它使雨林减少而用于种植生物燃料作物。为此，生产第二代生物燃料是发展方向。
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