從自然效率來看，生物質(zhì)原料在美國和各地產(chǎn)量豐富，它含大量氧（約占40％以上）。為了zui有效地利用這種生物量，必須使整個(gè)原料轉(zhuǎn)化，包括氧。纖維素乙醇是替代的運(yùn)輸燃料，它保留了原料中絕大部分的氧。

基于光合成的基礎(chǔ)知識和熱力學(xué)簡單法則，生物質(zhì)原料現(xiàn)成可用，并高含氧，它屬于木質(zhì)纖維材料。對于從這種原料生產(chǎn)液體燃料或化工原料，制勝戰(zhàn)略是生產(chǎn)的產(chǎn)品要能zui高產(chǎn)率地使用整個(gè)原料，業(yè)已證明zui有效和有廣泛用途的是生產(chǎn)乙醇。

乙醇與生物質(zhì)中氧的配伍性和對碳較低的需求，從而使與替代方案，如生產(chǎn)丁醇或烴類相比，生產(chǎn)乙醇可以有較高的產(chǎn)率和較高的產(chǎn)熱量（BTU/供入的每t生物質(zhì)）。乙醇的理論產(chǎn)率為51％，正丁醇和異丁醇的理論產(chǎn)率為41％，C 8辛烷烴類的理論產(chǎn)率為29.7％。

上?？婆d纖維素乙醇轉(zhuǎn)化途徑：大部分的研發(fā)都集中在生物化學(xué)途徑或熱化學(xué)途徑，均可從生物質(zhì)生產(chǎn)乙醇。生物化學(xué)途徑使用酶，使經(jīng)預(yù)處理的木質(zhì)纖維素生物質(zhì)原料轉(zhuǎn)化成糖類，糖類然后再發(fā)酵成乙醇。熱化學(xué)途徑系將生物質(zhì)原料氣化以制取合成氣，合成氣然后利用化學(xué)催化的化學(xué)反應(yīng)被轉(zhuǎn)化成乙醇。但是生物化學(xué)途徑受限于昂貴的預(yù)處理需求；不能使木質(zhì)素發(fā)酵（生物質(zhì)含有20%~25％木質(zhì)素）；纖維素轉(zhuǎn)化為葡萄糖具有生物學(xué)復(fù)雜性；原料靈活性受限制。

熱化學(xué)途徑受限于催化劑的選擇性；通過組合放熱反應(yīng)會(huì)造成熱力學(xué)低效率，并且需采用特定的H2 :CO比例；需采用高壓（> 1000磅/平方英寸），增大了設(shè)備的復(fù)雜性和資本費(fèi)用；對雜質(zhì)具有敏感性。

至此，一種新途徑也已脫颕而出：由氣化、合成氣發(fā)酵和分離組成，因?yàn)樗性响`活性而具吸引力；它能夠使用所有的原料；它產(chǎn)生溫室氣體少；能選擇性地生產(chǎn)乙醇；操作費(fèi)用低；投資費(fèi)用低。

排放和發(fā)動(dòng)機(jī)的效率：許多研究和報(bào)告業(yè)已表明，使用乙醇，可減少有害排放，如一氧化碳、揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC）和硫氧化物。乙醇的高辛烷值使之可使用較高的壓縮比，尤其是專門使用乙醇的汽車。高的蒸發(fā)熱產(chǎn)生進(jìn)料的冷卻效果，特別是在直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)中，這又可允許使用更高的壓縮比。這種效應(yīng)因燃料數(shù)量增多而可提升，釆用較多的燃料數(shù)量可補(bǔ)償乙醇較低的能量含量。