Zellulose-Ethanol, Biokraftstoff der zweiten Generation, der durch Umwandlung von für den menschlichen Verzehr ungeeigneter Vegetation in Ethylalkohol (Ethanol) hergestellt wird. Während Biokraftstoffe der ersten Generation essbare Rohstoffe wie Mais verwenden, kann Zellulose-Ethanol unter Verwendung von Rohstoffen wie Holz, Gras oder nicht essbaren Pflanzenteilen hergestellt werden. Alle Biokraftstoffe sind erneuerbar, aber Zellulose-Ethanol hat einen geringeren Einfluss auf die Nahrungskette als Biokraftstoffe der ersten Generation, da es aus landwirtschaftlichen Abfallprodukten oder aus Energiepflanzen hergestellt werden kann, die auf Flächen angebaut werden, die für die Lebensmittelproduktion nur geringfügig nützlich sind. Jedoch ist die Umwandlungsrate von Rohstoffen zum Endprodukt für Zellulose-Ethanol niedriger als für Biokraftstoffe der ersten Generation, und ohne Verbesserungen in der Herstellungstechnologie könnte die Zukunft von Zellulose-Ethanol eher als Kraftstoffadditiv als als Erdölersatz sein.

Die Verwendung von regulären Rohstoffen als Hauptbestandteil von Biokraftstoffen der ersten Generation löste die Debatte „Food versus fuel“ aus, in der der Wert von Biokraftstoffen der ersten Generation als umweltfreundliche Alternative zu Erdöl in Frage gestellt wurde. Durch die Umleitung von Ackerland und Rohstoffen aus der menschlichen Nahrungskette hätte die Produktion von Biokraftstoffen direkte Auswirkungen auf die Lebensmittelpreise der Verbraucher. Biokraftstoffkritiker behaupteten, dass die Landwirte mit steigender Nachfrage nach Rohstoffen ihre Ernte an höher bezahlte Biokraftstoffhersteller anstelle an ihre traditionellen Abnehmer verkaufen und so zu Nahrungsmittelknappheit und raschen Preiserhöhungen führen würden. Obwohl es seit der Einführung von Biokraftstoffen der ersten Generation, insbesondere in den Jahren 2007 und 2008, tatsächlich zu einem weltweiten Anstieg der Lebensmittelpreise und Nahrungsmittelknappheit gekommen ist, behaupten Befürworter, dass diese auf steigende Erdölkosten und nicht auf die Produktion von Biokraftstoffen zurückzuführen sind. Während dieser Debatte entstand 2006 Zellulose-Ethanol als Alternative zu Ethanol der ersten Generation, da es Abfälle und Non-Food-Pflanzen verwenden könnte, die auf minderwertigem Land angebaut werden. Viele der Energiepflanzen benötigten auch weniger Dünger als die Nahrungspflanzen, die in Ethanol der ersten Generation verwendet wurden.

Da nur sehr wenige Länder wie Brasilien über die Geografie und das Klima verfügen, um genügend Zellulose-Ethanol zu produzieren, um einen vollständigen Übergang von Erdöl zu Biokraftstoff zu erreichen, bevorzugen viele Länder die Mischung von Erdöl und Zellulose-Ethanol. Die meisten Mischungen liegen im Bereich von 5-10 Prozent Zellulose-Ethanol, so dass sie in aktuellen Fahrzeugen verwendet werden können, ohne den Motor zu modifizieren.

Zellulose-Ethanol wird aus Lignocellulose-Biomasse hergestellt, die hauptsächlich aus Cellulose und Lignin besteht, die in trockenen Pflanzenstoffen vorkommen. Lignocellulose-Biomasse kann im Allgemeinen als reine Biomasse aus natürlich vorkommenden Pflanzen, Abfallbiomasse aus industriellen und landwirtschaftlichen Nebenprodukten und Energiepflanzen, die speziell für die Zellulose-Ethanol-Produktion angebaut werden, kategorisiert werden. Der Großteil des Zellulose-Ethanols wird aus Abfallbiomasse, insbesondere Zuckerrohrbagasse, und aus Energiepflanzen wie Weidengras (Panicum virgatum) hergestellt. Um in Biokraftstoff umgewandelt zu werden, muss lignozellulosehaltige Biomasse vorbehandelt und dann mit Säure oder Enzymen hydrolysiert werden, um die Cellulose in einfache Zucker aufzuspalten. Diese Zucker werden dann einer mikrobiellen Fermentation unterzogen, um Ethanol herzustellen, das zu einer Reinheit von etwa 95 Prozent destilliert wird. Zellulose-Ethanol kann auch durch Vergasung hergestellt werden, was zu einem Gasgemisch aus Wasserstoff, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid führt, das dann zu Ethanol fermentiert oder chemisch katalysiert wird.