石油價格從2005年開始大幅上漲，到2007年每桶石油價格從美金20元漲到每桶美金近80元，現在多在美金100元上下游走，能源危機再度籠罩全世界。所有有能力的國家都積極的開發新的能源，如水力、風力、太陽能、地熱、天然氣、頁岩油等等，當然生物能源也是重要的選項之一。

所謂的生物能源泛指利用生物來生產如燃料、熱能或是電能等日常所需的能源。現階段最被看好，也最容易上手的是酒精及生物柴油（biodiesel）。
1. 酒精：
人類釀酒已經有幾千年的歷史，而且已經有相當大的工業生產規模。但是對於酒精在工業上的運轉還有幾項技術方需要克服。
一、 燃燒能力：由於酒精燃燒慢並不容易推動大型機具，燃燒產生的壓力也無法供應現在汽車運轉的需求。
二、 含水：由於酒精與水具有共沸效應，因此在分餾時無法將水分全部去除需要利用其他除濕劑，大大拉生了生產成本。
三、 原料不足：酒精是由醣類（糖、澱粉、纖維素…）經過酵母菌發酵而產生的。然而這些原料大多是人類主要的食物，現在全世界還是處於飢荒的狀態，若還將如馬鈴薯、蔗糖、甜菜等作物拿去生產酒精，我們的食物產量將更形窘迫。像是現在已經有一部分的甘蔗轉為製造酒精，使得糖價也像石油一樣從2005年開始大舉上漲。

這些問題中生物科技最能幫的上手的是，改良農作物的生產能力及增進種植技術，使得在耕地減少、天氣異常下還能增加產量。另一方面是改良酵素，以縮短發酵時間及提高產酒濃度，降低純化成本。台灣於2009年實施都會區E3計畫，在北高兩市加油站供應E3酒精汽油，生質酒精使用量超過每年10萬公秉。國內前三大酒精生產商為台酒、台糖及景明化工。

2. 生物柴油（biodiesel）：
大自然中所有植物的種籽，都儲存賴以生存的油脂。最常見的就是大豆、油菜籽、芝麻等，只要透過最簡單的研磨或者冷搾，我們可以從這些種籽中獲得油料。一般生物所產生的油脂多為10個碳以上的長鏈脂肪酸，同時與甘油分子結合在一起，黏滯性高、燃點高、大多含有不飽和雙鍵、燃燒速度慢，並不台適合直接用於工業燃燒或引擎上。使用前必須以酵素工程將甘油分子去除，使其成為單一條炭鏈，再將其酯化形成生物柴油。

生物柴油所產生的動力與一般柴油沒有兩樣，現階段由於糧食短缺，所以價格比石化柴油貴。早年因為技術關係，燃燒柴油所產生的污染相當高，爆發力也不夠，以至消費大眾使用的意願不高。現在由於柴油燃燒及轉化技術的改進，汽油價格的高漲，加上柴油引擎保養容易且壽命長，引擎的磨損低，空氣污染低，因此越來越多的民眾轉向使用柴油。美國前總統布希2005年12月，在訪問維吉尼亞州一家生物柴油提煉廠時表示，生物柴油已成為最有潛力的替代能源之一。根據資料顯示，目前美國已有五百多家交通公司使用生物柴油。

除了美國以外，現在全世界都努力向這個方向研究。像德國殼牌石油公司（Shell Deutschland Oil GmbH）宣佈，加盟德國科冷工業公司（CHOREN Indudustries GmbH），合作興建世界第一座具有商業營運價值、可年產15000噸精製合成第二代生物柴油的加工廠，該工廠造價五千萬歐元，在2007年正式投產。據科冷工業公司估算到2020年，合成柴油能夠覆蓋德國四分之一的燃油市場。

巴西是最早掌握生物柴油技術的國家，巴西農牧研究院再生能源計畫的負責人指出，巴西有蓖麻、大豆和油菜籽等充足的生物柴油生產原料，僅巴西東北部地區就有適合種植蓖麻的土地兩百萬公頃。在幾年之內，蓖麻的年產量就可以達到兩百萬噸，生物柴油產量可達一億一千兩百萬公升。巴西第一個生物柴油冶煉場已經動工，已經在2005年一月投產，日產柴油五千六百升。

經濟部提出「發展綠色能源－推動生質燃料執行計畫」，於2008年全面在市售柴油中添加1％的生質柴油。另外2010年時，將生質柴油摻添比例提升至2％，生質柴油使用量達到每年10萬公秉左右。在2015年生質柴油國內產量預估25萬公秉/年，相當於產值75億，可帶動投資達42億元。預估2020年生質柴油國內產量預估40萬公秉/年，相當於產值120億，可帶動投資達67億元。

3. 生質氫氣：
我們都知道氫氣是可以燃燒的，而且是最乾淨的，因為燃燒後唯一的產物就是水。除了燃燒外，氫氣也是燃料電池最重要的燃料，根據預估到2018年全球燃料電池的市場將達到25.4億美金。

許多人都做過電解水的實驗，在陰極可以收集到氫氣，在陽極可以收集到氧氣。若是要用氫氣作為燃料，電解法是不符合經濟效益，因此發展出生物產氫法。生物在進行光合作用、呼吸作用、及發酵作用時會產生大量的電子，其中部份的電子可藉由特定的電子傳遞系統供給產氫酵素，將電子傳遞給水中的H+離子而產生氫氣。

藻類和光合細菌是最常利用於微生物產氫法的微生物，另外還有兼性厭氧和絕對厭氧的醱酵產氫細菌也是不錯的選擇。目前使用的微生物法產氫技術主要分為三類，包括光合作用法、光醱酵法與暗醱酵法。其中光合作用產氫是以藻類或藍綠藻進行生物光解作用產生氫氣，因此不需要代謝環境中有機物作為能量。而光醱酵與暗醱酵則需要有有機物作為電子提供者，經由醱酵作用將有機質分解產生電子，再由電子傳遞系統與產氫酵素一起作用，將電子傳遞給水體中的質子 (H + ) 而產生氫氣。由於光合作用產氫之效率較差，需要大量及充足的日照，且需要較大的操作面積，適合於日照強、雨量少、面積廣闊的地區。醱酵產氫法原理類似光醱酵，可在產生氫氣的過程中同時分解有機質，暗醱酵產氫比光合作用和光醱酵產氫之代謝速率快，操作條件要求也較低，因此較適合地狹人籌的地區發展。
其實美國政府自於90年代就大力開進行氫氣燃料的研究，更於1996年由國會通過Hydrogen Future Act (HFA)案，逐年提供1到4000萬美元給美國能源部做氫能源開發的相關研究，並且逐年增加。日本國際貿易與工業部於1990年提供約30億新台幣的經費，進行光合菌產氫、產氫酵素及厭氧醱酵產氫等研究。目前歐盟第六架構計畫中，亦有將近一億歐元的經費支持16個氫能源利用及燃料電池的相關研究計畫。中國大陸自1990年開始，由國家自然科學基金支持進行生物產氫技術研究。可見的世界各地的政府為了因應石油危機，已大力推動氫氣能源的研究與發展。

4. 二甲基砆喃：
威斯康辛大學麥迪遜校區的生質燃料工程專家在《自然》Volume 447 Number 7147 pp885-1025 周刊發表報告，指他們利用果糖，製造出名為「二甲基砆喃」（2,5-dimethylfuran，簡稱DMF）的生質燃料，這種燃料每個分子含碳數量為6個，是乙醇的3倍。經實驗確認每分子能量比高出乙醇40％，且比較不易揮發。利用果糖製造生質燃料的辦法，他們利用酵素，將植物的碳水化合物成分轉變為果糖（fructose），再利用一種酸催化劑和一種沸點很低的溶劑將果糖轉變為「羥甲基糠醛」（HMF）。最後在運用「銅釕催化劑」使HMF成為DMF，DMF氣體在低溫下變液體後，可作為燃料使用。相對於生質酒精，DMF的生產過程相較於從糖分轉化為乙醇的過程，不僅程序簡單而且省時，生產出來的DMF具備不溶於水和穩定等優點。但是現在還處於實驗室階段，要進入量產製程還需要繼續研究。

結語
經濟發展的過程中能源是必須的，為了擺脫石化能源的牽制，以及降低環境的汙染，生質能源已成為各先進國家爭相發展的技術，其中微生物操控及酵素工程將是成敗的關鍵，尤其是在全球尚處在飢荒的狀態下，如何做到對糧食的衝擊降至最小，讓人們有食物吃又可創造出乾淨的能源，讓地球能生生不息，這就要借助生技相關的人才共同努力。