世界石油等化石燃料供应的短缺，天然气和其他原料价格的上扬，以及对温室气体减排的要求，驱使人们转向可再生资源，关注生物炼油厂的发展前景。
在德国召开的生物可再生资源会议上，德固赛公司发言人表示，从化石原材料转向可再生的原材料是今后50年内人们面临的最大挑战和发展机遇。生物炼油厂将迎面而至。现代化、高度一体化的石油炼油厂是50多年来发展的结果。据预测，发展生物炼油厂则不需要50年。
生物炼油厂脱颖而出
生物炼油厂的概念己超越了生产单一燃料的概念，即用大豆油生产生物柴油（欧洲正在快速增长）或用谷物生产生物乙醇（美国正在快速增长）。实际的生物炼油厂像石油炼油厂一样，是一体化的联合工厂，可用各种原料生产大量产品。这意味着，可用所有生物质生产许多有用的化学品，而不只是用谷物（谷物也用于生产食品），更可利用谷物外壳和其他农业残余物来生产。
创建生物炼油厂的诸多进展，使利用生物质可生产许多现有的产品和有竞争性的新产品。其典型实例是卡吉尔-陶氏公司2003年起就采用这一过程生产可生物降解的塑料聚乳酸（PLA）。此后，陶氏化学将其所有股份转让给了卡吉尔公司。卡吉尔公司于2005年2月将PLA业务重命名为NatureWorks公司。
杜邦公司、卡吉尔-陶氏公司、Deere公司、Diversa公司、密歇根国立大学和美国可再生能源实验室组成的集团接受美国能源部资助，开发生物炼油厂，采用由农业产品衍生的糖类生产化学品。其魅力是谷物价格相对保持稳定，而烃类原材料价格在上涨，所生产的产品如卡吉尔公司的聚乳酸可与化石燃料生产的聚合物相竞争。然而，经济性的实质性改变有赖于新品种酶的成功开发。这类酶可利用低成本的生物质如谷物禾茎，而不是谷物。将使用低费用的生物质如谷物禾茎和其他食品作物非食用部分生产燃料和化学品。如果这一路径具有竞争性，美国有望很快开发具有重大意义的、以农业为基础的石化工业。
美国能源部（DOE）制订了2010年以农作物为原料的大规模一体化生物炼油厂发展计划。DOE规划，到2030年，生物质占美国发电量的5%、运输燃料的20%和化学品生产量的25%。目标实现后，将相当于现有石油消费量的30%。
生物炼油厂不能只依赖于单一的原料，因为会遭遇不可预见的价格上涨的风险。例如，巴西可利用廉价的糖类发酵生产乙醇，但在欧美，糖类价格基本随油、气价格而波动。
现己付出巨大努力，以便用农业残余物生产化学品，尤其是乙醇。一个重要进展是，2004年4月，加拿大Iogen公司大规模用纤维素生产乙醇。在该公司的验证工厂中，使用酶使小麦秸杆转化为糖类，糖类继而再通过发酵转化成乙醇。2006年1月，Iogen公司、荷兰壳牌公司和德国大众公司开始联合研究，在德国验证生产纤维素乙醇的可行性。2005年8月美国Abengoa生物能源公司开始建设第一套工业化装置，以验证其专有的生物质制乙醇工艺技术。该装置2006年底投产时，可加工70吨/天农业残余物，如小麦秸杆，可生产500万升/年以上的燃料级乙醇。该装置位于西班牙Babilafuente的BcyL Cereal乙醇装置附近，当地已用谷物生产1.98亿升/年乙醇。将生物质乙醇生产与谷物乙醇装置组合成一体化，可使该生物质装置的投资和操作成本大大节约。
比利时索尔维公司推进一体化生物炼油厂的又一步骤是将建设用甘油生产环氧氯丙烷的装置。这种途径不仅可避免常规途径所需使用的原料丙烯，而且进入新建的1万吨/年装置的甘油进料是从大豆油生产生物柴油的副产物。
意大利生物塑料生产商Novamont公司于2006年10月初在意大利Terni该公司的主要生物塑料生产基地建设了其欧洲第一座生物炼油厂。该项目为Novamont公司和Coldiretti公司的合资企业，涉及600个当地的合作伙伴。它们将裁培供应其新的中央生物炼油厂所需的作物。该生物炼油厂于2007年中期投入运转，年有效生产能力为4万吨，2008年生产6万吨。该生物炼油厂是构建工业、农业、环境和当地经济一体化系统新模式的第一批实例之一，该模式可复制到其他地区。
研究在继续深入
尽管已有许多进展，但在生物炼油厂取得重大突破之前，仍有大量的研究工作要做。美国加州酶生产商Genencor国际公司和Diversa公司努力开发新一代酶，以便使纤维素转化为糖，糖再通过发酵制成乙醇。2005年，Diversa公司开发了一组酶，应用于杜邦公司一体化、基于谷物的生物炼油厂中型装置项目。该项目有Diversa公司、美国密执安州州立大学、美国可再生能源实验室和Deere公司共同参与。该项目计划于2007年建成，旨在用谷物和谷物秸秆生产乙醇和其他化学品。
2006年2月，美国能源部承诺在3年内资助1.6亿美元在美国建设三座生物炼油厂。此项资金是布什发布的生物燃料指令的一部分。该指令在于使用非食品基生物质生产运输燃料。该指令目标之一是到2012年使生产纤维素乙醇具有可竞争性的成本。