La {ShowGlossar: 1} est formée de l'ensemble des organismes vivants sur les continents et dans les océans, qu'ils soient des micro-organismes, des plantes ou des animaux. Cependant, son exploitation énergétique concerne principalement les plantes et les arbres. Grâce à la photosynthèse, mettant en jeu les molécules de chlorophylle, les plantes utilisent l'énergie solaire pour décomposer l'eau qu'elles contiennent dans leurs cellules et le gaz carbonique de l'atmosphère pour les transformer en matières végétales, principalement des hydrates de Carbone (sucres) et de la cellulose, ce que l'on peut schématiser par : CO2 + H2O + énergie solaire X matières végétales + O2. Ces matières végétales, pour la plupart, se décomposent par oxydation soit directement en présence de l'oxygène de l'air, soit après avoir été ingérées et digérées par des animaux qui opéreront cette transformation lors de leur respiration, avec, dans les deux cas, comme sous-produits de l'énergie thermique, du gaz carbonique et de l'eau.
 
Une très petite partie de la biomasse sera décomposée par fermentation anaérobie (hors de la présence d'oxygène, par exemple dans l'eau des marais) et formera du méthane (CH4). Enfin, une infime partie sera transformée en tourbe en quelques milliers d'années, et une partie encore plus infime sera transformée en charbon et en hydrocarbures en plusieurs dizaines ou centaines de millions d'années. Le charbon, le pétrole et le gaz naturel, formés au cours des âges géologiques à partir de la biomasse, et que nous brûlons depuis la révolution industrielle, libèrent ainsi non seulement de « l'énergie solaire fossile » dont nous bénéficions, mais aussi du « carbone fossile » ; ce dernier, après son oxydation par l'oxygène de l'air lors de la combustion, va augmenter artificiellement la teneur en gaz carbonique de l'atmosphère, renforçant ainsi l'effet de serre naturel.

À l'inverse, lorsque nous utilisons de la biomasse à des fins énergétiques, soit directement sous forme de « bio-combustibles » comme le bois, soit après l'avoir transformée en « biogaz » (mélange de méthane, d'un peu de CO2 et d'autres gaz) ou en biocarburants, le CO2 émis lors de la combustion ou de l'oxydation sera refixé par les plantes lors de leur croissance, à condition que l'on prenne la précaution d'équilibrer la croissance de biomasse par plantations et les prélèvements à usages énergétiques. Par ailleurs, les plantes ne contenant pratiquement pas de soufre, leur combustion ne libère pas de dioxyde de soufre, susceptible de se transformer en acide sulfurique et de donner lieu au phénomène des pluies acides.
 
Le recours à la biomasse pour des usages énergétiques en remplacement de combustibles fossiles présente donc des avantages importants pour l'environnement local, régional et planétaire. De plus, le gisement mondial de biomasse est suffisamment important pour permettre sans problème une utilisation énergétique à grande échelle, en substitution de combustibles fossiles.       

Ainsi, le stock terrestre de biomasse est de l'ordre de 2 000 Gt (gigatonnes = milliards de tonnes), dont 1 800 sur les continents, en majorité sous forme de forêts qui représentent à elles seules 1 600 Gt. Néanmoins, une utilisation « soutenable » de la biomasse à usage énergétique ne doit pas faire appel à ce stock, mais au flux annuel de production. Sur les seuls continents, celui-ci est de l'ordre de 400 Gt/an (humidité comprise), correspondant à environ 120 Gt/an de matière sèche et représente un contenu énergétique d'environ 3 000 EJ/an (1 exajoule/an [EJ/an] = 1018 joules/an), soit plus de 71 Gtep/an (milliards de tonnes équivalent pétrole par an). Sur ce total, les prélèvements humains actuels pour l'alimentation sont de l'ordre de 2,1 Gtep (environ un quart sous forme de céréales et trois quarts sous forme de nourriture pour les animaux dont la viande ne participe qu'à environ 1/7 des apports énergétiques de la nourriture quotidienne). Les prélèvements pour les matériaux (bois, papier) sont d'environ 0,4 Gtep et pour la biomasse-énergie d'environ 1,3 Gtep (dont plus de 1,1 Gtep dans les pays en développement, principalement sous forme de bois de feu). Au total, l'homme prélève l'équivalent de 3,8 Gtep sur les 71 Gtep de production annuelle de biomasse, soit moins de 6%. Dans les scénarios les plus volontaristes d'utilisation à grande échelle de la biomasse à long terme pour les besoins énergétiques, tel le scénario de la Conférence des Nations unies pour l'environnement et le développement présenté en 1992 pour l'horizon 2050, l'objectif de la contribution énergétique de la biomasse est de 4,9 Gtep, soit moins de 7% de la production annuelle de biomasse continentale. En supposant un triplement des prélèvements pour la nourriture et un quadruplement de ceux pour les matériaux sur la même période, les prélèvements humains sur la production de biomasse continentale seraient alors de 12,8 Gtep, soit 18% de la ressource annuelle disponible.
 
Si le développement à grande échelle des usages énergétiques de la biomasse n'est donc pas limité globalement par les ressources naturelles, des facteurs qualitatifs influeront fondamentalement sur ce développement à moyen et à long terme :       - La compétition entre les usages alimentaires et non alimentaires des ressources naturelles (sol arable, eau...) sera très forte dans des zones à haute densité démographique, notamment en Asie. Le maintien d'un équilibre alimentaire fondé sur la prépondérance des apports nutritifs directs par les céréales et des apports indirects par la viande sera un facteur clé dans ces zones afin de préserver un potentiel suffisant d'usages énergétiques de la biomasse à partir de l'exploitation des forêts ou de cultures énergétiques. 

• Les usages non rationnels de la biomasse, c'est-à-dire ceux pour lesquels les prélèvements sont supérieurs à l'accroissement naturel et où l'utilisation énergétique de la biomasse se fait avec un rendement global très faible, devront être remplacés avec une gestion de la ressource fondée sur un équilibre prélèvement/croissance naturelle par le biais de plantations ou de reboisements, et, en parallèle, le recours à des appareils à haut rendement pour l'usage final de la biomasse récoltée. Il s'agit, en priorité, de modifier l'usage traditionnel du bois de feu, utilisé par des milliards de ruraux dans les pays en développement. Cet usage conduit trop souvent à la déforestation et à un gaspillage énergétique, le recours au foyer ouvert traditionnel ne permettant d'utiliser que moins de 5% de l'énergie du bois ! Le passage à des « foyers améliorés » peut à lui seul diminuer d'un facteur supérieur à deux la consommation de bois de feu et réduire d'autant le besoin de reboisement. Mais la diffusion à grande échelle de ces foyers améliorés se heurte au faible pouvoir d'achat des populations concernées, aux réticences à changer les habitudes de cuisson et au peu d'intérêt apporté par les pays industrialisés à la résolution de ce problème, malgré la réduction considérable des émissions de gaz à effet de serre qui serait induite par une réduction de la déforestation. En effet, cette dernière, qu'elle soit due à l'usage du bois de feu sans reforestation où à la culture sur brûlis, contribue pour environ 2 Gt à l'émission annuelle de carbone (soit 85% des émissions de gaz à effet de serre des pays en développement), à comparer aux quelque 6 Gt/an d'émissions mondiales de carbone dues à l'usage des combustibles fossiles.

• Dans les pays industrialisés, le développement de l'utilisation de la biomasse sera lié, d'une part, à une bonne synergie entre les politiques agricoles et énergétiques, par exemple en favorisant les cultures énergétiques sur les terres mises en jachères, et, d'autre part, au potentiel de pénétration des produits énergétiques issus de la biomasse dans les « réseaux énergétiques », pris soit au sens propre dans le cas des réseaux d'électricité, de chaleur et de gaz, soit au sens figuré dans le cas des réseaux de commercialisation des carburants et des combustibles. En effet, dans ce dernier cas, les applications décentralisées, comme le chauffage domestique au bois, risquent de diminuer pour les applications traditionnelles (poêles à bois dans l'habitat rural, avec collecte directe sur la propriété ou dans le voisinage), et leur remplacement par des chaudières à bois individuelles ou collectives à haut rendement suppose une disponibilité commerciale de ressources en biocombustibles garanties en quantité, en prix et en facilité d'usage (plaquettes, granulés...). Ce remplacement ne peut se faire sans aides publiques, au moins dans un premier temps, comme en Autriche, où ces subventions ont mené à l'installation de plus de 1 GW de chaufferies collectives au bois, ou comme l'a montré la décision des pouvoirs publics français de lancer en 1994 un « plan bois énergie », visant pour 1998 à une contribution de 50 000 tep/an par des chaufferies collectives alimentant de petits réseaux de chaleur.

• Les modifications des politiques fiscales sont aussi indispensables pour permettre aux biocarburants l'accès au marché des transports. Ainsi, en France, les biocarburants ont-ils été exonérés de la T.I.P.P. (taxe intérieure sur les produits pétroliers) compte tenu du caractère national de leur production (pas d'importations) et des avantages qu'ils présentent pour la politique agricole et l'environnement. Cette exonération compense ainsi la différence de coût entre les produits pétroliers importés (de 1 à 1,3 F/l) et les biocarburants (de 3 à 3,5 F/l, avec l'objectif de réduire ces coûts d'environ 1 F/l grâce à la recherche-développement et à l'industrialisation). 

Le développement de la biomasse peut bénéficier des progrès déjà réalisés ou en cours dans les différentes filières et procédés d'utilisation de la biomasse.       

C'est le cas de la mobilisation de la ressource de biomasse. Celle-ci provient tout d'abord de sous-produits des exploitations forestières, agricoles et d'élevage. Sa quantité peut être augmentée en collectant systématiquement ces sous-produits, en évitant de les brûler ou de les transformer en déchets - évitant ainsi deux problèmes d'environnement. La qualité de cette ressource peut être améliorée au niveau de la collecte (débroussaillage mécanisé), du conditionnement (séchage, transformation en plaquettes ou en granulés) et du stockage (silos).
 
La ressource peut aussi provenir de cultures énergétiques spécifiques. Dans le cas du bois, on peut ainsi créer des taillis à courte rotation dont la plantation, la récolte (tous les trois à cinq ans) et le conditionnement seront complètement mécanisés. Les rendements dépendent du climat, de la qualité des sols, des espèces (peupliers, saule...), des apports en eau et en engrais. Pour les pays tempérés, le rendement moyen annuel est de dix tonnes de matière sèche par hectare, avec des maximums de 20 t/ha, soit une ressource brute d'environ 3,6 à 7,2 tep/ha. En comparaison, une forêt tropicale produit en moyenne 20 t/ha/an de matière sèche, avec des maximums de 35 t/ha/an. Les plantes peuvent aussi faire l'objet de cultures énergétiques : plantes amylacées riches en amidon (blé, topinambour...), plantes saccharifères riches en sucres (canne à sucre, betterave...), plantes oléagineuses et protéo-oléagineuses (tournesol, colza, soja...). Ces cultures à usage énergétique contribuent à la réduction du déficit financier des exploitations agricoles européennes sur les 15% des terres arables qui ont dû être mises en jachères depuis 1992. Mais elles doivent s'accompagner de pratiques culturales soutenables en optimisant les apports en eau, en engrais et en produits phytosanitaires, de façon à ne pas réduire à néant les avantages environnementaux par des impacts négatifs sur les ressources naturelles (sols, nappes phréatiques, diversité biologique).       Les différentes ressources de biomasse à usage énergétique peuvent être transformées en produits énergétiques : chaleur (pouvant elle-même être transformée en électricité), combustibles solides (plaquettes et granulés de bois, charbon de bois), combustibles liquides (biocarburants), combustibles gazeux (biogaz), par différents procédés qui sont décrits ci-après ainsi que leurs principales applications.