Przez bioenergetykę rozumiemy energetykę opartą na biomasie, zarówno odpadowej jak i celowo uprawianej w sektorze rolnym. Główną zaletą biomasy w stosunku do paliw kopalnych (które także pochodzą z biomasy rosnacej wiele milionów lat temu) jest "zerowa" emisja dwutlenku węgla - gazu cieplarnianego uważanego za główną przyczyne zmian klimatu. Emisję CO2 z biomasy uważamy za zerową bo wynika to z krótkotrwałego obiegu pierwiastka węgla w przyrodzie - dwutlenek węgla pochłonięty przez rośliny w procesie fotosyntezy w czasie ich wzrostu zostaje uwolniony do atmosfery w czasie jej spalenia.
Spalanie biomasy to najstarszy i najbardziej typowy sposób jej wykorzystania. Niestety, jak w każdym procesie spalania, towarzyszy mu emisja zanieczyszczeń pyłowo-gazowych. Dlatego konieczne jest stosowanie odpowiednio przystosowanych urządzeń aby dzięki zapewnienie odpowiednich warunków spalania zmniejszać uciążliwość na środowisko tego procesu.
Warto zauważyć, że spalanie i współspalanie biomasy w instalacjach dużej skali jest związane z jej pozyskiwaniem z dużego obszaru. Emisje (także CO2) towarzyszące zbiorowi, przygotowaniu i transportowi biomasy na duże odległości mogą zupełnie zniwelować efekt redukcji gazów cieplarnianych, zwłaszcza gdy uwzględni się dodatkowo obniżenie sprawnosci bloków zaprojektowanych pierwotnie do spalania bardziej kalorycznych i mniej zanieczyszczonych paliw.
Zgazowanie czyli niezupełne spalanie biomasy to jej obróbka trermiczna prowadzona przy niedoborze tlenu celem otrzymania paliwa gazowego tzw. gazu syntezowego, którego główne składniki palne to tlenek węgla i wodór. Niskoemisyjne spalanie paliwa gazowego jest znacznie łatwiejsze niż spalanie biomasy stałej.
Technologie zgazowania biomasy i kopalnych paliw stałych znajdują się w fazie dynamicznego rozwoju. Najważniejszym ogniwem wydaje się oczyszczanie i schłodzenie otrzymanego gazu. Istotne są także technologie konwersji energii chemicznej niskokalorycznego gazu na energię elektryczną i ciepło.
Piroliza to, podobnie jak zgazowanie, termiczna konwersja biomasy prowadzona w takich parametrach aby efektem było otrzymanie paliwa ciekłego i tzw. koksiku. Technologia ta znajduje sie w fazie wczesnego rozwoju i mamy do czynienia zazwyczaj z pilotażowymi i demonstracyjnymi obiektami.
Oprócz konwersji termicznej biomasa może być poddawana konwersji biologicznej i fizyko-chemicznej, która także może prowadzić do otrzymania paliw płynnych. W ten sposób otrzymuje się np. oleje roślinne, tłuszcze zwierzęce, estry metylowe kwasów tłuszczowych (biodiesel), etanol i biogaz.