畜牧養殖業是產生大量溫室氣體的主要產業之一。據研究統計，畜牧業產生的排泄物約占10-15%的農業溫室氣體排放，相當於排放約630萬公噸的二氧化碳(二氧化碳當量，CO2-eq)到大氣中。養豬所產生的排泄廢水是主要的源頭之一，若能妥善地處理畜牧廢水，必將能有效地減少溫室氣體的排放。日本農研機構(原文：国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構；英文：National Agriculture and Food Research Organization，單位縮寫：NARO)所開發的新一代廢污水處理系統，可望較原本減少約80%的廢水排放。 　　研究團隊在新一代的污水處理系統中，加入新開發的碳纖維反應器(原文：炭素繊維リアクター，英文：carbon fiber reactor)，有別於傳統的活性污泥法，研究團隊在待處理的污水中加入碳纖維做為微生物附著的材料以形成生物膜，藉由生物膜上的硝化菌將含氮(NH4+、NO3-等)污水以生物反應的過程，將含氮物質自水中去除，最終得到氮氣排放至大氣中。研究團隊自2015年開始發展這套廢水處理設施，同時以約6,000頭豬隻的小規模養殖場中做為示範豬場進行試驗。該試驗證實可減少溫室氣體之一的一氧化二氮約80%的排放量。研究團隊推論，若這項設施推廣至日本全國，預估可減少相當於60萬公噸的二氧化碳(CO2-eq)排放。【延伸閱讀】德國BioEcoSIM處理動物糞肥之商業化技術 　　日本農研機構預計增加示範豬場的數量，希望能藉此改善污水處理設施並降低製造成本，普及到日本全國，最終推廣至周邊從事養豬產業的國家中。 　　該研究受日本農林水產省(Ministry of Agriculture, Forestry and Fisheries，簡稱MAFF)所資助，處理設施的詳細結構已發表在<Energies>。

若按農委會相關法規定義，傳統之農業廢棄物(或稱農業副產物)係指從事農作、森林、水產、畜牧等動植物產銷所產出之廢棄物。以臺灣為例，保守估計臺灣地區一年農業廢棄物總量約高達400多萬公噸，若全部做為廢棄物處置，將對環境造成巨大的衝擊，為此發展農業廢棄物的循環再利用技術，減輕對環境的衝擊，使之成為循環農業的一環，提高整體農業產值，將是未來的主流。 　　椰棗(date palm)原產於中東地區，由於其耐旱、耐熱的特性，因此特別適應中東地區特殊的沙漠乾燥氣候。在中東及北非地區做為人們主要的農糧作物之一，多食用椰棗的果實，其他部位較少被利用。一項由英國普茲茅斯大學(University of Portsmouth)領導的研究團隊，開發出以椰棗葉鞘纖維與聚己內酯(polycaprolactone, PCL)組成的生物複合材料。該生物複合材料不但具可生物分解，減低環境衝擊的特點外，其更具有高材料強度的特性。研究顯示，加混入椰棗纖維材料後，聚己內酯的材料極限抗拉強度(簡稱強度，tensile)皆有顯著提升，研究發現在複合材料中混入28%重的椰棗纖維，其強度將由原本的19百萬帕(MPa)提升至25百萬帕。由於「聚己內酯-椰棗纖維」組成的生物複合材料具有可生物分解、高強度及高經濟效益等特點，因此可用來取代難分解且高價的傳統玻璃纖維及碳纖維，成為船隻與汽機車輕量化的首選材料。【延伸閱讀】開發綠色廢棄物再利用成為生產人造土壤的永續原料 　　研究團隊在成功研製出混入椰棗纖維的生物複合材料後，可望在不久的將來取代傳統輕量化的碳纖維與玻璃纖維。以輕量化材料打造的車輛及船隻，由於重量大幅減輕，在減少燃油用量之餘，也減少二氧化碳的排放，有效降低對環境的衝擊，成為環保產業的推手。相關研究成果已發表在<Industrial Crops and Products>。

發動機燃油為原油精煉後的產物，也是現今大多數汽機車使用的燃料之一。原油屬於非再生能源，終將有開採完的一天，因此其他能源的開發或再生能源的研究是刻不容緩的議題。美國伊利諾大學(University of Illinois)與美國麻州大學(University of University of Massachusetts)的研發團隊將濕生物性廢棄物(wet biological waste)變成可添加在柴油中的再生性資源，使能源研究邁進一步。 　　部分生物性廢棄物來自食品加工處理及動物飼養生產過程，由於未經處理的生物性廢棄物含水量高，因此在脫水乾燥的過程中會耗費大量的能源，不符合經濟效益。研究團隊利用現有的水熱液化(hydrothermal liquefaction, HTL)技術，以生物性廢棄物中的水作為反應媒介，將非脂質生物廢棄物轉化為可用之生質原油。此外，研究人員在生質原油分餾的過程中加入酯化反應，將生質原油提煉，提煉後的生質燃料可以10-20%的比例混入柴油，作為燃油使用。【延伸閱讀】科學家找出微藻生合成生質燃料前驅物的關鍵蛋白 　　添加生質燃料的柴油，在能源使用效率與排放組成上均與純柴油的性質相仿，可望在不久的將來應用在消費市場上。生質柴油的開發將有助於解決如豬隻排泄物、等農業廢棄物，及處理食品製造過程中產生的廢棄物，並減少燃燒化石燃料造成的碳排問題。 　　該研究成果已發表在<Nature Sustainability>。

根據新加坡國家環境局(National Environment Agency，NEA)的資料顯示，食物殘渣約佔新加坡廢棄物總量的10％，估計只有14％的食物殘渣有效被回收。為了有效利用這些食品廢棄物，新加坡國立大學(National University of Singapore，NUS)與上海交通大學合作，開發了一種厭氧發酵系統，能夠回收食物殘渣並將其轉化為肥料，發酵時所產生的沼氣也能用來發電與維持系統運作。 　　藉由微生物的幫助，一公噸的廢棄物約可產生兩百至四百瓩(kWh)的電，隨著廢棄物中所含的碳水化合物、蛋白質與脂質越高，所產生之沼氣與發電量也就越多。透過沼氣發電後部分能量可供應系統熱水與電腦、幫浦、換氣扇等需電裝置，以維持發酵時的最適溫度50℃，多餘的電力則可儲存於電池當中。此外，發酵系統中的每一個過程都能透過電腦進行控制，而各裝置上的感測器也能將排程開始、結束及異常訊號傳送至管理者手機中，以確保系統運作時的效率和安全性。【延伸閱讀】研究指出農電共生的經營模式可最大化太陽能光電轉換效率 　　此厭氧發酵系統裝設於可移動裝置上，每天可處理約200公斤的廢棄物，將80%廢棄物轉化成富含營養的肥料，加工後可供給於農藝或園藝所需。另外，此系統於發酵過程中能除去水份與硫化氫，因此可避免發出難聞氣味，適合用於人口密集的城市處理廚餘之用。現在研究人員正於校內持續測試，電池中儲存的電力則作為學生手機與平板充電站之用；而另一個更大的400公斤系統也正在開發中，希望未來能實際使用於當地居民生活當中。

過去數百年來，工業革命帶動人類生活與科技的快速發展，開採與使用的石化能源也導致溫室氣體大量排放，使得全球氣候變遷逐漸加速，而再生性極低的石化能源也正逐漸枯竭中。為解決此一困境，各國政府與科學家正努力尋找減少溫室氣體排放與氣候變化的方法，其中一種令人矚目的方向是生物燃料的開發。 　　近年來，利用玉米或大豆所生產的生物燃料已成為機器動力或燃料的來源之一，這種以糧食作物為原料轉化的「第一代生物燃料」在種植此類作物時會壓縮其糧食用途，因此部分地區則利用非糧食作物或廢棄物的纖維素為原料進行轉化，是為「第二代生物燃料」。其中美國科羅拉多州立大學(Colorado State University，CSU)則開發柳枝稷(switchgrass)作為新的原料。柳枝稷是北美洲原生的多年生草本植物，具有容易繁殖、草梗粗壯、根系深、環境適應性強等特點；相較於種植玉米，柳枝稷所花費肥料與灌溉成本更少，故具有做為生物燃料的絕佳潛力。 　　研究團隊利用一種稱為「DayCent」的生態系統建模工具進行模擬，此系統可通過追蹤農業系統中的氣候狀況、土壤因子、植披覆蓋等因素推測碳循環與氮循環之狀況，幫助科學家評估某地區生產某植物的可行性。透過DayCent模擬堪薩斯州西南部商業化種植柳枝稷的狀況，並量化相關燃料生產成本和溫室氣體排放量，顯示種植柳枝稷進行生產會比美國再生燃料之標準少22 g CO2 e MJ−1。【延伸閱讀】新型技術以3D虛擬模型建構禾本科花朵結構 　　綜上所述，柳枝稷非常適合做為第二代生物燃料來源，且生產所製造的碳足跡更低。此外，以前對纖維素生物燃料的碳足跡研究集中在生產農場和製造工廠之間的距離；然而經CSU分析發現，生產植物的地點和生產方式對於碳足跡計算也是極為重要的部分。相關研究發表於<Nature Energy>

麥稈是歐洲農業最主要的農業殘餘物，每年約累積1.44億噸的量，同時這些歐洲各農場所產生的大量麥稈一直仍未被善加利用，因此在歐盟的聯合生物工業企業計畫(BBI Undertaking Programme)資助下，成立了一項OPTISOCHEM的專案，希望能加以利用這些廢棄物，將這些多餘的素材轉化為更有用的東西—生物性異丁烯氣體，作為發展更環保生物性化學物的原料。 　　首先，麥稈中的糖分會先經過發酵，並在生物精煉中被轉化為氣體，再從中萃取出生物性異丁烯，進而被用來製成各式生物性化學物，這些生物性化學物可減少我們對化石燃料化學物之依賴性，因此麥稈也提供了作為新的碳中和生質能源之潛力素材之一，不但能透過植物吸收大氣中的碳，燃燒時亦不會像碳、石油、或天然氣排放額外氣體。 　　且利用麥稈作為生質能源之原料，不僅能夠顧及環境並降低對化石燃料的依賴也不會有與糧食作物競爭土地問題，若以每年產出1.44億萬噸之麥稈計算，當其中4,800萬噸被製成2,100萬噸的糖，將足以供應100間商業生物精煉廠穩定生產生物性化學物，等同於每年3,500萬桶化石燃料之生產量，而這些生物性化學物可用於多種產業上，同時這些生物精煉場可建在歐洲小麥農場密集地區，並在建造和營運過程中為農村帶來就業機會，而其餘麥稈殘餘物則繼續保留在農田土地以避免其遭受侵蝕，同時保護土壤中的有機碳與養分，以符合永續農業原則。【延伸閱讀】將寶特瓶轉換成多孔性氣凝膠材料 　　此外麥稈還有助於營造業轉型為更環保的產業，在另一個REHAP專案中其計畫正試著將麥稈廢棄物轉變成環保的建築材料，如:木頭樹酯或製成水泥的生物性化學物，目前在木條、木板的製造過程中，經常需要用到化石燃料製成的人造化學物，故研究團隊一方面之目標是以麥稈製成生物性樹酯，以減少我們對化石燃料製品的需求量，且這些生物性化學物亦可當作水泥中的黏著劑，有助於減少工程中使用的水量，另一方面則是從林地廢棄物萃取糖份與單寧，並製成木板及永續性聚氨酯—一種用於傢俱、墊料等家用聚合物，期望藉由麥稈和木頭廢棄物所提取之生物性化學物應用於建築中，以提升碳捕捉能力，同時減少營造產業化石燃料的氣體排放量。