生物油可用作燃料，但不适合直接用于标准内燃机。它可以直接使用或与化石燃料一起用于锅炉。它还可以通过加氢脱氧转化为汽车发动机的燃料，或用作生产 H2 的原料。
另外，生物油还可以升级为一种特殊的发动机燃料，或通过气化工艺转化为合成气，然后再转化为生物柴油。生物油对联合燃烧特别有吸引力，因为它比固体燃料更容易处理和燃烧，运输和储存成本也更低。与固体生物质和气化相比，生物油在现有发电站的处理、储存和燃烧方面具有很大优势。此外，生物油还是多种有机化合物和特种化学品的重要来源。
生物油的密度比木质材料高，可降低储存和运输成本。其燃料价值一般为石油燃料的 50-70%。然而，生物油的成分使其热不稳定，难以蒸馏或进一步提炼，因此需要进行更多的研究来生产更高质量的生物油。尽管如此，生物油的密度较高，使其运输成本效益高于生物质燃料。这就为分布式加工模式提供了可能性，在这种模式下，小型热解器可将生物质转化为生物油，然后运往集中地点进行提炼。
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