Die Nachfrage nach Treibstoff (oder Kunststoff) aus Biomasse konkurriert mit Nahrungsmitteln. Experten der Cornell University haben berechnet, dass der Betrieb eines amerikanischen Durchschnittsautos über ein Jahr mit Biodiesel oder Ethanol 11 Acres Anbaufläche benötigt, die sonst sieben Menschen ernähren könnten. Doch dies ist nur ein Teil des Problems: Für die Produktion von Ethanol aus angebauten Pflanzen wird mehr Energie benötigt, als die Verbrennung des Ethanols wiederum freisetzt. Hauptproblem ist, dass 8 Prozent Ethanol mit einem Reinheitsgrad von 99,8% von 92 Prozent Wasser getrennt werden müssen. Wenn hinzugerechnet wird, dass Mais die Erde zwölfmal schneller auslaugt, als sie sich regenerieren kann und die Bewässerung von Mais das Grundwasser 25 Mal schneller verbraucht als der natürliche Rückfluss, dann kann dies nicht mehr nachhaltig genannt werden. Wenn alle Autos der Vereinigten Staaten mit 100-prozentigem Ethanol führen, bräuchte man 97 Prozent der gesamten Landfläche der USA zum Maisanbau. So ist schwer erklärbar, warum Treibstoff und Plastik aus Mais als nachhaltige Alternative zu fossilen Brennstoffen gelten.

Prof. Dr. Carl-Göran Hedén, kürzlich verstorbenes Mitglied der königlich-schwedischen Akademie der Wissenschaften und jahrelanger Direktor der Abteilung für Mikrobiologie am Karolinska Institute, hat das Konzept der Bioraffinerie in den frühen 1960er-Jahren eingeführt, um einen Ausweg aus der Zwickmühle zwischen Nahrungsmitteln und Treibstoff aufzuzeigen. Er stellte das Konzept der Verarbeitung der Biomasse mit den selben logischen Prinzipien der Aufspaltung von Rohöl in 100 000 verschiedene Moleküle vor, bei der Energie freigesetzt wird. Während zahlreiche Forschungsinstitute wie das Staatliche Labor für Erneuerbare Energie und die Universität von Wageningen das Konzept weiterführten, war es Prof. Dr. Alberto Vieira Costa von der Landesuniversität Rio Grande (FURG) in Brasilien, der das Konzept praktisch umsetzte, jedoch nicht mit Pflanzen, sondern mit Algen.

Prof. Jorge Costa begann in den 1990er-Jahren seine Forschungen an Süßwasseralgen, die in der basischen Lagoa Mangueira im Süden Brasiliens leben, im Rahmen einer Arbeit zur Bekämpfung der Mangelernährung in dieser Region. Seine Einsichten zur Produktionsvermehrung trugen zur Erweiterung des Programms von der Nahrungssicherung zur Abschwächung des Klimawandels bei. Die Algenproduktion hatte Erfolg und das bessere Verständnis des Bedarfs an CO2 als Nährstoff für Algen wurde zu einer neuen Möglichkeit, indem die überschüssigen Emissionen aus dem örtlichen Kohlekraftwerk genutzt wurden, um ein Rückhaltebecken zu einer Algenproduktionseinheit umzufunktionieren. Eine detaillierte Studie der Produktionskapazität ergab, dass eine Überproduktion an Algen über den menschlichen Konsum hinaus den Weg ebnete zur Extraktion der Lipide aus der Alge für die Gewinnung von Biotreibstoff. Dr. Michele Greque, ein Kollege Costas, integrierte die Bioraffinerie auf der nächsten Ebene und fand heraus, dass Ester (und Polyester) aus den Resten gewonnen werden konnten, ein solides Beispiel für eine Bioraffinerie, die Nahrungsmittel, Treibstoff und Kunststoffe aus CO2 gewinnt.