Depuis quelques années, on vante les mérites des biocarburants, tirés de matières végétales renouvelables, en tant qu’alternative écologique à l’essence et au carburant diesel. Leur utilisation doit réduire les émissions de CO2 du trafic routier, les plantes captant le gaz climatique durant leur repousse. Dans le meilleur des cas, les biocarburants présenteraient ainsi un bilan CO2 neutre.

Cependant, la réduction effective de CO2 grâce aux biocarburants dépend fortement des matières premières utilisées et du procédé de production. Les biocarburants peuvent s’accompagner d’autres problèmes, tels des besoins importants en ressources (p.ex. eau et surfaces agricoles), la concurrence avec la production agro-alimentaire, ou les répercussions sur l’environnement d’une agriculture intensive de monocultures à usage élevé d’engrais et de pesticides.

Les biocarburants sont donc controversés. En Suisse, depuis la mi-2008, les carburants issus de matières végétales renouvelables sont néanmoins exonérés de l’impôt sur les huiles minérales, pour autant qu’ils répondent à certaines exigences. En raison de l’étendue des surfaces agricoles requises et de coûts de production élevés, il est peu probable que l’éthanol et le biodiesel apportent un jour une contribution véritablement décisive à l’approvisionnement en carburants, malgré les mesures d’encouragement mises en œuvre. L’AIE estime que, d’ici 2030, les biocarburants atteindront à l’échelle mondiale un pourcentage de 4 à 7 pour cent.

Le bioéthanol est de l’alcool pur issu de plantes contenant du sucre et de l’amidon, telles le maïs, la canne à sucre, les pommes de terre ou le blé. La biomasse cellulosique, telle la paille, l’herbe ou le bois, convient aussi comme matière de base – ce procédé de production, plus écologique, est cependant aussi plus complexe et plus cher. Le bioéthanol peut être utilisé à l’état pur ou mélangé à l’essence. Jusqu’à une proportion d’éthanol de 5%, l’essence satisfait aux exigences de la norme essence européenne. Des teneurs plus élevées en éthanol nécessitent des ajustements du moteur. L’éthanol possède un pouvoir antidétonant élevé, ce qui a des répercussions positives sur la qualité de l’essence. Son admixtion permet par ailleurs de réduire les émissions de polluants. En revanche, l’admixtion d’éthanol augmente le pouvoir d’absorption d’eau du carburant, entraînant des exigences supplémentaires en matière de stockage, et la teneur moindre en énergie mène à une consommation de carburant plus élevée.

Le biodiesel peut être produit à base d’huiles végétales, de graisses animales ou d’huile alimentaire recyclée. On peut mélanger le biodiesel au carburant diesel ou l’utiliser à l’état pur. Cette dernière option nécessite toutefois des ajustements du moteur. En Europe centrale, le plus répandu des biodiesels est l’ester méthylique de colza (EMC). Son utilité écologique est cependant controversée, car sa production nécessite beaucoup d’énergie et les engrais utilisés libèrent des gaz à effet de serre.

Lors de la fermentation maîtrisée de déchets organiques, de lisier ou de boues d’épuration, il se forme du biogaz, qui peut être transformé en chaleur et en électricité par le biais de centrales de cogénération, ou injecté dans le réseau gazier. En Suisse, le biogaz est injecté dans le réseau de gaz naturel à hauteur de 10 pour cent du volume de gaz naturel vendu dans le pays comme carburant. Le mélange de gaz naturel et de biogaz est commercialisé sous le nom de "Naturgas". Quelques rares stations-service distribuent aussi du biogaz pur. L’utilisation de biogaz comme carburant réduit les émissions de polluants et de CO2. Le potentiel du biogaz comme carburant est cependant limité par les quantités de déchets organiques disponibles, et concurrencé par la production d’électricité.