然而，對于原始生產者來說，要實現碳減排的氣候目標還遠遠不夠。根據國際能源機構的報告，為了實現可持續發展目標，到2030年，運輸生物燃料的生產需要確保每年增長10%。2019年的增長率僅為6%，國際能源署預測，未來五年的平均產出增長率僅為3%。
生物燃料的發展瓶頸盡管生物燃料已在世界各個領域得到應用，但目前還沒有成為國際能源的主力軍。主要原因是以下限制。原材料來源不穩定。由于多種原因，廚房廢油和木本油料作物作為原料來源不穩定。
全球每年產生大量廚房廢油，但由于來源分散，回收難度加大。據統計，原材料收集成本占生物燃料成本的70%-80%。然而，木本油料植物受季節影響，難以維持可持續供應。糧食原料存在著“人爭糧”、“人爭地”的問題。現有油料作物不符合生長周期短、含油量高的特點。
目前，生物燃料用于世界各地的航空試飛。大多數生物燃料是按一定比例添加到傳統航空燃料中的。雖然世界上大多數航空公司進行的飛行試驗結果表明，生物燃料和傳統燃料的混合可以在不改變飛機發動機結構的情況下提高飛行效率，生物燃料是否足夠安全，以及它們是否會腐蝕或侵入發動機材料，但還需要進一步的討論和驗證。
20世紀70年代，美國能源部為了發展可持續能源，對微藻進行了大規模的收集、篩選和鑒定，終獲得了300多種產油微藻，即脂類占細胞干重20%以上的微藻。其中，小球藻微球菌的脂比高達68%。據估計，藻類的年產油量可達到每公頃養殖面積15000至80000升。
然而，目前微藻生物柴油的生產成本仍然很高，這是制約其商業化生產的瓶頸。除了繼續開發具有優良產油性能的藻類外，還實現微藻生產的綜合利用。例如，從微藻中獲得高附加值產品，如DHA、類胡蘿卜素和活性多糖，并將廢棄海藻殘渣用作水產養殖的誘餌。
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