Los biocombustibles son una mezcla de hidrocarburos que se utilizan como combustibles en los motores de combustión interna. Se generan a partir de la biomasa o materia orgánica originada en un proceso biológico. Para la obtención de los biocombustibles se pueden utilizar especies de uso agrícola tales como el maíz o la mandioca, ricas en carbohidratos, o plantas oleaginosas como la soja, girasol y palmas. Sin embargo, en los últimos años ha sido muy cuestionado el uso de alimentos o tierras agrícolas, en las cuales se pudieran cultivar alimentos, para la generación de combustibles. El principal argumento en contra es que en lugar de hacer un uso más eficiente de la energía, ahora se comprometen tierras abocadas a los alimentos para sufragar un consumo excesivo de energéticos. A estos biocombustibles se les conoce como biocombustibles de primera generación.

Ante este dilema ético, han surgido propuestas alternativas. Los llamados combustibles de segunda generación se distinguen por no utilizar alimentos y se elaboran a partir residuos de materiales como la paja, el aserrín, los pastos, etc. A estos materiales se les conoce como materiales lignocelulósicos porque están formados por moléculas de lignina y celulosa. Lo interesante es que la celulosa es un polímero de un azúcar conocido como glucosa. La obtención de azúcares de estos materiales se lleva a cabo por medio de un proceso que se conoce como hidrólisis. Una vez que se obtienen los azúcares, estos se fermentan para obtener alcoholes como el metanol, etanol o butanol.

Posteriormente, se planteó el uso de microalgas para la obtención de biocombustible (biodiesel). Las microalgas poseen la característica de acumular los lípidos formados (aceites) cuando se cultivan bajo condiciones adecuadas. El cultivo de microalgas no compite con los terrenos útiles para alimentos y pueden utilizarse aguas residuales para cultivarlas. Los lípidos extraídos de las microalgas son transformados, como es el caso de los aceites del petróleo, en biodiesel mediante un proceso químico. A los combustibles extraídos de las microalgas se les conoce como biocombustibles de tercera generación. Chile tiene un proyecto interesante en este sentido, pues está cultivando microalgas en las zonas desérticas al norte del país, utilizando agua residual de la industria del cobre para crecerlas. Una gran desventaja son los elevados costos de producción para extraer el aceite de las microalgas.

Finalmente, los biocombustibles que se conocen como de cuarta generación, resultan del uso de organismos genéticamente modificados, entre ellos microalgas, que utilizan el bióxido de carbono para producir, entre otros, hidrógeno o alcoholes de cuatro carbones como el butanol. El uso de butanol como biocombustible ofrece ventajas sobre el etanol para ser mezclado con la gasolina. La gran innovación de los procesos llamados de cuarta generación es que la célula misma es vista como la biorrefinería. Es decir, todos los procesos se llevan a cabo dentro de célula y como resultado excreta los productos deseados evitando los costosos procesos de extracción, fermentación o transformaciones químicas necesarias en las generaciones anteriores de biocombustibles. Evidentemente, como toda nueva tecnología que se encuentra en estado emergente, presenta aún muchos retos tecnológicos por resolver.

El uso de biocombustibles en México es casi inexistente y podemos contabilizar muchos casos solo a nivel demostrativo. Aunque en el país se produce etanol, éste es usado mayormente en bebidas alcohólicas, productos farmacéuticos y alimenticios, y como solvente y reactivo industriales. El etanol producido actualmente proviene del jugo de la caña de azúcar y se obtiene en algunos ingenios azucareros, a través de la fermentación del jugo y la destilación. Sin duda el nicho de oportunidad para los biocombustibles avanzados es bastante grande en México.