바이오디젤(biodiesel)은 석유 기반 경유(디젤)의 대안으로 개발된 재생 가능한 친환경 연료이다. 식물성 기름(유채유, 콩기름, 팜유 등)이나 동물성 지방(소기름, 돼지기름 등), 폐식용유와 같은 바이오매스를 원료로 하여 화학적 변환 과정을 거쳐 생산된다.
화학적으로 바이오디젤은 긴 지방산 고리를 가진 단일알킬에스터(지방산 메틸 에스터, FAME)의 혼합물이다. 제조 과정에서는 원료가 되는 유지(油脂)를 메탄올이나 에탄올과 같은 알코올과 반응시키는 전이에스테르화(transesterification) 반응이 이용되며, 이 과정에서 부산물로 글리세롤이 생성된다. 이러한 과정을 통해 만들어진 바이오디젤은 기존 경유와 매우 유사한 연소 특성을 가지므로, 대부분의 디젤 엔진에서 별도의 개조 없이 사용할 수 있다.
바이오디젤은 순수한 형태(B100)로 사용되기도 하지만, 일반적으로는 기존 경유와 일정 비율로 혼합하여 사용된다. 혼합 비율은 'B' 인자로 표시하는데, B20은 바이오디젤 20%와 석유계 디젤 80%의 혼합을 의미한다. 대한민국에서는 2006년 7월 1일부터 일반 경유에 바이오디젤을 혼합하여 판매하기 시작하였으며, 2018년부터는 혼합 의무 비율이 3.0%로 상향되었다. 독일과 이탈리아 등 일부 유럽 국가에서는 도심 버스와 대형 트럭에 100% 바이오디젤 사용을 의무화하기도 하였다.
바이오디젤의 주요 장점으로는 재생 가능한 자원을 기반으로 한다는 점, 생분해성이 있으며 독성이 낮다는 점, 석유계 디젤에 비해 연소 시 온실가스와 대기 오염물질 배출이 적다는 점이 꼽힌다. 또한 인화점이 약 150°C로 경유(약 64°C)보다 높아 화재 위험이 상대적으로 낮으며, 미국 산업안전보건청(OSHA)은 바이오디젤을 비가연성 액체로 분류하고 있다.
단점으로는 경유보다 생산 단가가 높아 경제성이 낮다는 점, 동결점이 약 -5°C로 경유보다 높아 추운 기후에서 유동성 문제가 발생할 수 있다는 점이 지적된다. 또한 원료 작물의 대규모 재배로 인한 농지 전용, 비료와 농약 사용 증가 등 환경적 우려도 제기되고 있다. 전 세계 식물성 기름과 동물성 지방의 생산량만으로는 현재의 액체 화석 연료 사용량을 완전히 대체하기에는 부족한 실정이다.
바이오디젤의 생산과 사용은 유럽, 미국, 아시아를 중심으로 꾸준히 증가하고 있으나, 전체 연료 시장에서 차지하는 비율은 아직 미미한 수준이다.
