Biomass-to-Liquid-Kraftstoffe (BtL) befinden sich größtenteils noch in der Entwicklungsphase und können in Reinform oder als Beimischungen ohne Nachrüstungen in existierenden Fahrzeugen verwendet werden. Sie gelten als große Hoffnungsträger der Branche, da sich mit ihnen ein hoher Ertrag an Biokraftstoff pro Hektar realisieren lässt der ohne Anpassung am Motorkonzept in konventionellen Verbrennerfahrzeugen eingesetzt werden kann und dabei nicht in Konkurrenz mit der Nahrungsmittelproduktion steht. Damit benötigen die synthetischen Kraftstoffe auch kein neues Vertriebs- und Tankstellennetz. [MPG20] Weiterhin können über BtL verschiedene Kraftstoffarten, wie Diesel aber auch Ottokraftstoffe imitiert werden [KIT15b]. Dies ist deshalb von Bedeutung, da Emissionsvorteile nicht nur mit neuen, sondern mit allen Fahrzeugen erzielt werden können.

Weltweit bestehen mehrere Pilotprojekte zur Erfoschung des BtL-Prozesses. So wurde beispielsweise 2005 am Karlsruher Institut für Technologie das bioliq-Pilotprojekt gegründet. Im Jahr 2014 wurde dort erstmal synthetisches Benzin auf Basis von Weizenstroh hergestellt. Als Rohstoff dient jegliche Art trockener Biomasse, wobei die Nutzung vergleichsweise kostengünstiger, bisher meist ungenutzter Restbiomasse bevorzugt werden soll. Neben Benzin können auch weitere synthetische Kraftstoffe (Diesel, Kerosin) mit dem bioliq-Verfahren hergestellt werden. [KIT15b]

Die Firma Choren hingegen war weniger erfolgreich. Im Jahr 2008 hatte sie eine Prototyp-Anlage zur Herstellung von sogenanntem SunDiesel (Markenname) in Sachsen in Betrieb genommen. Ziel war die industrielle Herstellung von synthetischem Diesel auf Basis von Holzresten. Das Projekt ist aufgrund zu hoher Investitionskosten sowie technischer Probleme im Jahr 2011 gestoppt worden. [WiWo11]

Darüber hinaus hat das Fraunhofer Umsicht Institut das TCR®-Verfahren entwickelt, was ein Thermo-Katalytisches-Reforming mittels intermediärer Pyrolyse darstellt. Das Fraunhofer Institut forscht an synthetischen Kraftstoffen aus Biomasse-Reststoffen anhand des TCR®-Verfahrens. Dabei kann das entstehende Öl fossilen Kraftstoffen zu beliebigen Anteilen beigemischt werden oder diese vollständig ersetzen, wobei sowohl die Herstellung von synthetischem Diesel als auch Benzin möglich ist [Frau22]. Gemäß der Fachagentur für nachwachsende Rohstoffe kann 1 Liter BtL-Kraftstoff etwa 0,94 Liter Diesel ersetzen [FNR22b]. Im Rahmen des Projektes To-Syn-Fuel befindet sich eine großtechnische Pilotanlage im Einsatz. [Frau22]

Da die BtL den Vorteil einer guten Transportmöglichkeit bei gleichzeitig hoher Energiedichte besitzen, sind sie in vielen Verkehrsbereichen für die Zukunft von enormer Bedeutung. So wird neben der Anwendung im Straßenverkehr (insbesondere für die Nutzung im Schwerlastbereich) auch die Anwendung im Schiffsverkehr sowie in der Luftfahrt erforscht [Urba20].