Appelés également agro carburants voire même "nécro carburants" par leurs détracteurs, les biocarburants représentent une nouvelle forme d'énergie complémentaire aux combustibles fossiles notamment dans les déplacements motorisés.
Selon l'ADEME, "les biocarburants sont des carburants d'origine agricole. Ils sont obtenus à partir de matières organiques végétales ou animales, appelées encore biomasse et sont utilisés dans les moteurs."

Il existe trois grands types de biocarburants selon la matière végétale ou animale utilisée :
- les biocarburants issus des plantes contenant de l'huile comme le colza ou le tournesol (Diester ou biodiesel)
- les biocarburants obtenus à partir d'alcool produit avec des plantes contenant du sucre ou de l'amidon (bioéthanol).
- Les biocarburants produits, sous forme gazeuse, par fermentation sans oxygène de déchets alimentaire, végétaux (biogaz).

Le bioéthanol (en substitution de l'essence)

Il s'agit d'un alcool produit par la fermentation des sucres contenus dans les plantes riches en sucre (betteraves, topinambours, canne à sucre...) ou en amidon (pomme de terre, céréales) ou dans les plantes ligneuses (bois, paille...).

Par rapport à la filière essence, la filière éthanol (de la production à l'utilisation) produit 2,5 fois moins de gaz à effet de serre (60 %) et a un rendement énergétique (rapport entre l'énergie restituée et l'énergie non renouvelable mobilisée) 2,3 fois supérieur (2,05 contre 0,87) (ADEME, 10/2006).
Ce rendement peut encore s'améliorer si les sous-produits (paille de blé, pulpes de betteraves) sont utilisés comme combustibles par exemple dans l'unité de fabrication de l'éthanol.
On peut aussi produire un éther dérivé de l'éthanol : l'ETBE (éthyl-tertio-butyl-éther) qui est issu de la betterave et du blé, et réservé aux moteurs à essence.
Au Brésil, depuis les années 70, une grande partie du parc automobile (plusieurs millions de véhicules) est alimentée avec de l'éthanol extrait de la canne à sucre.

L'ester d'huile végétale

Il améliore l'indice d'octane du moteur c'est à dire son pouvoir détonant, de plus, il y a plus d'oxygène dans l'alcool et la combustion est meilleure bien que l'éthanol ait un pouvoir calorifique inférieur à celui de l'essence.
Le rendement énergétique de l'ester atteint 2 et s'améliore nettement, dépassant 5, si l'on utilise l'énergie contenue dans les sous-produits (apille, tourteaux de colza...)

L'ester méthylique d'huile végétale (EMHV) ou diester (en substitution du gazole)

On peut brûler dans un moteur soit de l'huile végétale (colza, tournesol, soja, arachide...) soit des esters d'huile.
L'ester présente deux avantages sur les huiles brutes : moindre viscosité et meilleure aptitude à s'auto-enflammer dans le moteur. Le carburant qui se développe actuellement est l'ester méthylique d'huile de colza ou de tournesol c'est à dire le diester.

Par rapport à la filière gazole, la filière EMVH/Diester (de la production à l'utilisation) produit 3,5 fois moins de gaz à effet de serre et a un rendement énergétique 3,3 fois supérieur (ADEME, 10/2006).

Le biodiesel, introduit en France à raison de 1% dans le diesel vendu aux pompes grand public, est un mélange de gazole et de diester. Ainsi, la France est le deuxième producteur européen de diester.

Dans le monde

La production de biocarburants (éthanol et biodiesel) a dépassé les 33 milliards de litres en 2004, c'est à dire 3% des 1 200 milliards de litres d'essence consommés sur la planète. L'éthanol a fourni 44% de tous les carburants (non diesel) pour véhicules automobiles consommés au Brésil en 2004 et a été mélangé avec 30% de toute l'essence vendue aux Etats-Unis (REN21, 11/2005).
Selon les estimations, l'Union européenne, avec une production de près de 0,5 million de tonnes, contribue pour 10 % à la production mondiale de bioéthanol (Union Européenne, 02/2006).

Depuis 25 ans, le Brésil est en tête des pays du monde qui font la promotion des biocarburants. Toute l'essence vendue doit être mélangée à de l'éthanol et toutes les stations services doivent aussi bien vendre de l'éthanol pur, que des mélanges à base d'éthanol. A l'instar du Brésil, l'autorisation de combiner les biocarburants et les carburants automobiles a été votée dans au moins 20 états et provinces du monde ainsi que dans deux pays : la Chine et l'Inde (REN21, 11/2005).

En Europe et en France

Actuellement, les biocarburants (éthanol, méthanol et biodiesel) ne sont incorporés qu'à hauteur de 1% dans l'essence et le gazole. Cependant, l'article 19 de la loi de finances 2006 adoptée le 20 décembre 2005 engage la France à introduire d'ici 2008 5,75% de biocarburants, 7% en 2010 et 10% en 2015, au delà des prescriptions de la commission européenne qui a opté pour un taux d'incorporation de 5,75% d'ici à 2010.
Force est de constater que les résultats ne sont pas à la hauteur des ambitions. C'est pourquoi, pour répondre à cet objectif sans recourir à l'importation, le gouvernement a lancé plusieurs appels d'offre qui prévoient la construction de 21 nouvelles usines dont 6 produisant du bioéthanol et 15 du biodiesel, un investissement de 1,2 milliard d'euros. Selon Observer'ER, le nombre d'emplois créé devrait atteindre les 30 000.

En France, pour atteindre l'objectif de 5,75%, il faudrait mobiliser 1,76 millions d'hectares de terres arables (18,35 Mha en France) pour une production de 2,63 Mtep.

Les huiles végétales, de tournesol ou de colza bio, à première pression à froid sont reconnues depuis décembre 2002 comme des biocarburants par l'Union Européenne et bénéficient donc d'une totale exonération de la taxe intérieure sur les produits pétroliers (TIPP).