Biomasa jest jedynym źródłem energii odnawialnej, która może być dostarczana w postaci paliwa stałego, ciekłego lub gazowego. Ponadto, może ona być stosowana do wytwarzania energii elektrycznej i paliw transportowych, jak również ciepła do użytku w sektorze budowlanym, przemyśle i transporcie. Ponieważ biomasa może być przechowywana w okresach niskiego zapotrzebowania na energię, pozwala ona na wytwarzanie energii elektrycznej i ciepła w celu zaspokojenia potrzeb sezonowych. W raporcie „Heating Without Global Warming” przygotowanym przez agencję IEA (International Energy Agency) przedstawiono między innymi możliwości i potencjał biomasy do wytwarzania ciepła w systemach grzewczych.
Biomasa jest definiowana jako organiczna materia pochodząca z roślin lub zwierząt i która jest dostępna na zasadzie odnawialności. Biomasa jest surowcem energetycznym, który obejmuje drewno i płody rolne, zielne i drzewiaste rośliny energetyczne, komunalne odpady organiczne, jak również odchody zwierzęce. Biomasa jest najstarszym źródłem energii znanym ludzkości i dzięki jej obfitości w wielu częściach świata jest nadal największym źródłem energii odnawialnej. Obecnie stanowi ona około 10 proc. światowych zasobów energetycznych i jest kluczowa w zapewnieniu podstawowej energii w wielu krajach rozwijających się.
Systemy grzewcze opierające się na biomasie istnieją w różnych skalach. Małe kotły o mocy w zakresie od 5 do 100 kW są często opalane balami drewnianymi lub sprasowanymi odpadami drzewnymi. Dobrze funkcjonujące łańcuchy dostaw paliwa i zautomatyzowane kotły z automatycznym podawaniem paliwa zyskały popularność w Europie i Ameryce Północnej. Kotły na większą skalę stosowane w gospodarstwach rolnych, budynkach komercyjnych lub w przemyśle, z mocami od 100 kW do 500 kW, mogą być opalane różnymi surowcami, takimi jak wióry drzewne lub miskant. Kotły są wyposażone w piece do dwufazowego spalania, którego pierwszym etapem jest gazyfikacja a następnie spalanie gazów. Ciepło jest odbierane za pomocą wymienników ciepła a ogólna sprawność może osiągać nawet 90 proc.
Duże instalacje grzewcze do zastosowań przemysłowych posiadają moce w zakresie od 1 do 50 MW i są przystosowane do spalania różnych surowców biomasy, w tym zrębków lub słomy. Systemy piecowe są wprawdzie powszechne, ale większe ciepłownie są często oparte na spalaniu paliwa ciekłego. Biomasa w stanie stałym jest wprowadzana za pomocą strumieni powietrza do ogrzewanej komory pokrytej na dnie warstwą piasku, tworząc mieszankę gazu i cząstek stałych, zapewniając skuteczne spalanie i przenoszenie ciepła. Główną zaletą kotłów opartych na paliwie ciekłym jest ich elastyczność ze względu na surowiec oraz wysoką wydajność. Technologia ta jest jednak bardziej kosztowna w porównaniu do instalacji z kotłami małych mocy.
Mimo, że bioenergia jest najważniejszym źródłem energii odnawialnej wykorzystywanym do ogrzewania zarówno w budynkach jak i przemyśle, technologia ta wymaga dalszych badań i rozwoju celem zapewnienia roli bioenergii jako globalnego źródła ciepła. W przypadku krajów rozwijających się, opierających się na tradycyjnym wykorzystaniu biomasy, najważniejszym aspektem jest opracowanie taniej, wydajnej i czystej metody generowania ciepła z biomasy. Dodatkowo komercjalizacja technologii toryfikacji do produkcji wysokiej jakości surowców o cechach podobnych do koksu będzie kluczem do zwiększonego wykorzystania biomasy do zastosowań w wysokotemperaturowych procesach przemysłowych. Dalsze prace nad technologiami gazyfikacji biomasy pomogłyby w wykorzystaniu jej w zastosowaniach wysokotemperaturowych. Ogólne priorytety badawcze wykorzystania bioenergii na dużą skalę obejmują bezpieczeństwo i stabilność dostaw biomasy.
