生物燃料的发展瓶颈尽管生物燃料已在世界各个领域得到应用，但目前还没有成为国际能源的主力军。主要原因是以下限制。原材料来源不稳定。由于多种原因，厨房废油和木本油料作物作为原料来源不稳定。
产品成本高。以生物航空燃料为例，其成本是石油航空煤油的数倍，在成本上没有竞争优势。虽然航空公司也会购买一定数量的生物航空燃料，但考虑到成本，购买量不会很大。此外，成品油的生产还将产生外部间接成本。
打破生物燃料现状的途径作为一种新兴的能源生物燃料，现阶段完全取代航空煤油是不现实的。归根结底，使用哪种燃料取决于成本。因此，在技术不断突破的前提下，如何建立完善的产业，大规模降低成本，是生物燃料发展的关键。
欧美国家对亚麻荠菜的种植和应用进行了探索。亚麻荠菜是一种古老的油料作物，生长周期短（4个月），产油率高（30%–45%），化肥、农药、除草剂等投入量低，从中提取油，残渣加工成饲料。在副产品附加值的帮助下，生物燃料的高成本是不够的，甚至整个产业链都扭亏为盈。
2012年航空公司的累计碳排放量不得超过基线的97%，2013年不得超过基线的95%。在排放制度实施初期，航空公司可以免费获得一定比例的免费排放配额，但免费配额逐年减少，非免费配额需要通过有偿拍卖获得。
生物燃料的佳解决方案即微藻，大小从几微米到数百微米不等。它们可以地生产脂类、蛋白质、多糖和其他有机物质。它们对环境适应性强，体积小，繁殖速度快。其中，油脂可以通过酯交换反应转化为生物柴油。
微藻作为光合的光合生物之一，能提供大量非食物可再生生物质能，积累大量脂类，并能生产生物燃料。某些产油微藻的脂肪酸总量可达干重的50%~90%。更重要的是，微藻含有丰富的生物活性物质，可在制备生物燃料的同时进行值的综合利用，相对降低微藻采油成本。
20世纪70年代，美国能源部为了发展可持续能源，对微藻进行了大规模的收集、筛选和鉴定，终获得了300多种产油微藻，即脂类占细胞干重20%以上的微藻。其中，小球藻微球菌的脂比高达68%。据估计，藻类的年产油量可达到每公顷养殖面积15000至80000升。
为什么微囊藻有如此高的脂比？答案在于其特的碳封存能力。光合作用是自然界生物固碳的基础。地球上每分钟大约有300万吨二氧化碳和110万吨水可以通过光合作用转化为200万吨有机物，同时可以释放210万吨氧气。
