纖維素原料熱裂解等更有潛力的第二代生物燃料生產技術正取代玉米基乙醇汽油等燃料生產技術。
快速熱裂解技術。德國魯奇公司與卡爾斯魯厄研究中心合作建設以纖維素為原料制取生物燃料的中試裝置。技術路線是：先將稭稈、木屑等薄壁植物研磨後送反應器，快速加熱到500℃，使其裂解冷凝成漿液；再將漿液送煉油廠轉化為合成氣；合成氣通過費托工藝轉化為所需燃料。此燃料能以任何比例與化石燃料調和使用。該裝置每年可轉化約20萬噸幹燥木質纖維素原料，產能約13.4萬噸/年。此路線比合成甲醇更有效率。2011年兩家將***建氣化裝置。
酶發酵技術。瑞士Syngenta公司等企業合作開發利用酶發酵的第二代生物燃料技術，包括開發壹系列與纖維素乙醇有關的新型酶制劑。這些酶可將經過預處理的纖維素轉化為混合糖，這是關鍵步驟。將纖維素轉化成生物燃料要有三個突破：預處理（纖維素的化學制備）、糖化（通過酶將預處理後的纖維素轉化為可發酵的糖）和發酵（開發新的微生物將糖發酵成乙醇或其他燃料）。
水生物技術。水生藻類物質可轉化為生物柴油，通過產生糖類物質發酵後變為乙醇。法國Eco-Solution公司擁有的專利技術，可使反應器中海藻生長速度快於自然生長。該公司認為開放式池塘和光反應器結合的方法經濟性最好。