Pflanzliche Energieträger können zu Emissionsminderungen beitragen, da bei ihrer Verbrennung lediglich so viel Kohlenstoffdioxid (CO₂) freigesetzt wird, wie die Pflanze während ihres Wachstums der Luft entzogen hat. Darüber hinaus ist Biodiesel weitgehend schwefelfrei, sodass Emissionen von Schwefeloxiden ausgeschlossen werden können [AvSi19, S.20]. Allerdings sind in der Gesamtbilanz Treibhausgasäquivalente Emissionen zu berücksichtigen.

Für den Anbau der verwendeten Pflanzen werden zumeist Düngemittel verwendet. Die Herstellung und Verwendung von synthetischen Stickstoffdüngern führt meist zu hohen Schadstoffemissionen in Atmosphäre, Boden und Wasser. In Europa wird gemäß [AvSi19] für den Raps-Anbau durchschnittlich zwischen 135 und 183 Kilogramm Stickstoff pro Hektar eingesetzt, wobei ein Hektar zur Produktion von etwa 1.000 Liter Biodiesel führt. Demnach werden für die Produktion von einem Liter Biodiesel etwa 0,4 bis 0,7 Kilogramm CO₂-Äquivalente verursacht. Darüber hinaus kommen auch weitere Düngemittel wie Phosphat zum Einsatz, welche ebenfalls zum Ausstoß von Emissionen führen [AvSi19, S.115ff.].

Besonders problematisch ist es, wenn für den Anbau Wälder gerodet werden. So wurde in den letzten Jahren immer mehr Regenwald vernichtet, um Palmölplantagen zu pflanzen. Neben der Zerstörung der Artenvielfalt führt dies ebenso zum Entweichen von großen Treibhausgasmengen, da Regenwald auf derselben Fläche eine wesentlich größere Menge CO₂ speichern kann als Palmölplantagen. Zudem werden bei den verbreiteten Brandrodungen teilweise auch Torf-Böden abgebrannt, welche ebenfalls große CO₂-Speicher darstellen. Dies kann zu einer schlechteren Klimabilanz als die Nutzung von konventionellem Diesel führen. [ARD20a]

Neben dem Anbau sind auch Aspekte wie die Energieversorgung (Prozesswärme auf Basis von Erdgas), der Transport sowie der technische Stand der Anlagen zu berücksichtigen [DBFZ16, ZaPe21, AvSi19]. Insgesamt ist daher der Bilanzierungsansatz sowie das betrachtete System für die Menge der Treibhausgasemissionen von großer Bedeutung.

In der Literatur finden sich somit sehr unterschiedliche Werte. So geben [ZaPe21, S.134] für die Biodieselherstellung aus Raps im Jahr 2016 einen Wert in Höhe von 104 Gramm CO₂ pro Kilowattstunde (entspricht etwa 29 Gramm CO₂ pro Megajoule Kraftstoff) an, [DBFZ16, S.117] bilanzieren einen Wert in Höhe von 32 Gramm CO₂ pro Megajoule Kraftstoff und [PiSe21, S.831] einen Wert in Höhe von 41 Gramm CO₂ pro Megajoule Kraftstoff. Standardwert in der Erneuerbaren Energien Richtlinie der EU (EU-RED I) für die Bereitstellung von Raps-Biodiesel sind 52 Gramm CO₂ pro Megajoule Kraftstoff (für Biodiesel aus Soja 58, Biodiesel aus Palmöl 68 Gramm CO₂ pro Megajoule Kraftstoff) [DBFZ16, S. 34]. Weiterhin hat [PiSe21, S.834] verschiedene Lebenszyklusstudien miteinander verglichen mit dem Ergebnis, dass die Reduktion der Treibhausgasemissionen durch die Nutzung von Raps-Biodiesel zwischen 15 und 85 Prozent liegt.

Es bleibt zu berücksichtigen, dass bei der Biodiesel-Produktion Nebenprodukte anfallen, welche ebenfalls genutzt werden können und die Treibhausgasbilanzen verbessern können. Dazu gehören beispielsweise Futtermittel und Glycerin [FNR22].