在第一屆CS3大會上，英國倫敦帝國學院的詹姆斯·巴勃博士把植物描述為工作了25億年、由光合作用驅動的“宏觀反應容器”。自然界的植物將太陽能轉化為生物質能，并可以進一步轉化為生物燃料讓人們方便地利用。但科學家們提出，要想讓生物燃料大面積推廣，必須開發能夠創制更多生物質的化學方法，以及改進生物質轉化效率的催化過程。

打開區域性應用空間

《用陽光驅動世界》白皮書的觀點稱，生物質并非全球應對能源挑戰的根本解決辦法。正如巴勃解釋的那樣，生物質的應用受到兩個因素限制。首先，自然界的光合作用效率并不高，大多數植物最多能把所吸收太陽能的4.5%轉化為碳水化合物燃料，需要通過基因或生物化學工程等技術來提高效率；其次，太陽能轉化為生物質能的速度也不高，且燃料生物質的規模化種植需要大量土地。他認為，人們期望到2050年將地球上1/3的土地用于種植制造生物燃料的生物質是不現實的。

盡管如此，CS3的與會者們還是強調：生物燃料可以作為局部或地區性的能源解決辦法。譬如，巴西在過去幾十年中已經成功地把糖甘蔗轉化為燃料乙醇，由此滿足了約1/3的能源供給。美國生物燃料滿足了能源需求的3％，發展空間巨大。目前全球燃料乙醇產量仍保持增長勢頭。

科學家們認為，雖然生物燃料可以在很大程度上滿足世界能源需求的說法有些夸張，但并不能抹殺生物燃料的獨特作用。美國科羅拉多國家再生能源實驗室的馬克·戴維斯博士說，太陽能技術之一的光伏電池在電力生產中具有優勢，但用于生產液體燃料的可能性卻不大。德國馬普學會碳研究所的費爾迪·舒特博士提到，未來的能源系統仍將以材料為基礎，而生物質是最容易獲得的材料基燃料。

從全過程提升競爭力

如何優化生物燃料的生產，使其生產規模可與石化燃料競爭？巴勃認為最重要的是讓燃料生物質不與糧食作物爭地，把生物燃料的生產從以食物為基礎變成以纖維為基礎，開發非食用植物的“能源谷物”以及相應的農業生產技術。例如，許多化學家正在研究采用一種高產的牧草Miscanthus替代玉米作為生物燃料源。

白皮書指出，化學家們還需要開發更適用的催化劑，把難以降解的纖維素轉化為結構簡單的糖，并進一步將其轉化為燃料產品。值得欣慰的是，一些化學家的研究成果正接近于解決此問題。他們考察白蟻等分泌的天然酶，并對這些酶能否用于能量轉換體系進行了試驗。

戴維斯認同良好的催化劑能夠減少打斷和構建化學鍵所需能量的提法。專家們認為，要降低生物燃料的成本，應采用不同類型的生物質原料、開發更好的收割技術、改變某些化學工藝步驟，從而使生物燃料相對于石化燃料更具競爭力。

關注全生命周期研究

戴維斯關于降低生物燃料生產成本的觀點，引出了從生物質生產到生物燃料轉化這一全生命周期研究的討論。

科學家們提出了一系列問題：生產生物燃料究竟需要多少能量？哪一個反應步驟的能量損耗最大？哪些環節可以有效地改進？事實上，即使在燃料乙醇已經廣泛使用幾十年的巴西，對其全生命周期的情況仍然不十分清楚。

CS3的與會者認為，不僅生物燃料需要考慮全生命周期，所有的太陽能技術也都需要考慮能量轉化過程的全生命周期。譬如，對于人工光合成技術而言，重要的不僅是考慮能量輸出，還要考慮構建器件和執行過程中所需要的能量。不過戴維斯強調，對太陽能轉換技術的生命周期和系統水平進行分析評估時需要十分仔細，因為其結果取決于考慮的因素和分析的假設是什么。

德國亞琛技術與大分子化學研究所的瓦爾特·萊特納博士認為，生物質不僅可以作為燃料來源，還可以成為高附加值下游產品的原料。事實上，生物質可以生產出其它任何材料所不能生產的產品，如作為潤滑劑和醫藥工業中的高電解質油等。他呼吁，應該考慮“第三代”生物質轉化途徑。其中包括該研究所正在研究的將生物質轉化為具有高附加值的產品如燃料，也包括化學品、潤滑劑、藥物及用其它技術不能生產的產品。