Tweede generatie biobrandstoffen zijn afkomstig uit de niet-eetbare delen van planten, zoals de stengels en houtige delen van planten. Ook biologisch afval uit de voedselproductie kan hiervoor worden gebruikt, zoals de stengels van maïsplanten. Of denk aan de sinaasappelschillen die overblijven bij de productie van sinaasappelsap. Deze groep biobrandstoffen concurreert dus niet met de voedselvoorziening. Hier staat wel tegenover dat het vaak lastig is om biobrandstoffen uit deze grondstoffen te halen. Hier zijn vaak complexe chemische reacties voor nodig. Deze zijn niet altijd milieuvriendelijk en efficiënt en elke tussenstap betekent een verlies van efficiëntie en toename van de kosten.