能源问题关系到经济发展、人民生活乃至国家安全，已上升至战略高度。随着全球经济发展，能源问题日益突出：一方面，能源结构对石油特别是进口石油的过度依赖，使局部地区动荡即可引发油价剧烈波动，直接影响经济兴衰与社会稳定；另一方面，传统化石能源利用排放大量温室气体，造成严重环境污染和全球气候变化，危害不可估量。能源与环境问题已成为国际高峰会谈的核心议题。为保障能源安全、保护环境并走可持续发展道路，替代能源和可再生能源获得越来越多的重视。
可再生能源一般包括水电、生物质能、地热、太阳能、风能等，具有来源广泛、储量丰富、可再生、污染小或无污染等优势，油价高涨更激发了对其关注。但目前制造成本高、基础设施薄弱，在能源总量中占比低，中国约为3%，美国也不到5%（不计水电）。因此，可再生能源发展仍处于起步阶段，需解决诸多关键问题。
1. 美国生物质能概况
（1）生物质能种类
生物质（Biomass）主要指自然界中的各类植物，通过光合作用将太阳能转化为化学能储存于有机体内。生物质能（Biomass Energy或Bioenergy）指以生物质为原料，通过生物提炼技术（Biorefinery）获得的能源形式，主要包括乙醇、生物柴油、生物发电等。据美国能源信息署（EIA）统计，自2000年起，生物质能已超过或接近传统水力发电，成为另一大可再生能源，也是液体交通燃料的唯一可再生替代能源。2004年，生物质能产量占美国总能源产出的4%，占所有可再生能源（含水电）的46.5%。生物质利用还可促进农村经济发展、降低对进口能源的依赖、避免使用MTBE（甲基叔丁基醚）等有毒燃料添加剂，并减少空气和水污染及温室气体排放。
（2）生物质给料来源
了解生物质给料特性对生物质能和生物产品生产至关重要。当前关注重点主要是富含纤维素的生物质，如玉米秸秆、麦秆、稻草、木材等，来源包括农业、林业和木材加工厂的剩余物、城市木质垃圾以及能源作物（如大豆）等。工业造纸黑浆、牲畜厩肥也是来源之一。评价标准主要考虑性能特点、收集清除便利性、运输及环境影响等。美国生物质来源在不同发展阶段重点不同：近期以易加工的农作物及低成本工业剩余物为主，技术较成熟；中期以农业和林业剩余物为主，供应量大，但技术尚不成熟；长期需专门栽培能源作物，如快速生长的树木和草类。未来生物提炼厂将采用先进技术，如生物质纤维水解制糖和木质素、热化学转换合成煤气并通过发酵和催化制成生物高聚合板及燃料等。
2. 美国的生物质计划
2000年6月，美国通过《生物质研发法》，设立生物质计划和生物质研发技术顾问委员会，这是一个多部门协作计划，负责联邦生物质研究项目的协调与促进。2001年12月，技术顾问委员会向能源部长和农业部长提交了生物质研发建议及2002年工作计划。2002年10月，委员会提交《美国生物质能和生物产品远景规划》，提出至2020年研发路线和远景目标：10%交通燃料、5%工业和设施所需热电、18%化学品和材料来自国产生物质。2003年1月，出台生物质技术路线图，作为具体实施方案，不仅给出研发计划，还提出促进生物质利用的政策措施，标志着生物质计划正式实施，显示出清晰的立法—规划—技术路线—实施模式。2000年，能源部成立国家生物质能中心，设在国家可再生能源实验室（NREL），统筹能源部所属实验室的生物质研发项目，协调资源并提供技术支持，橡树岭国家实验室（ORNL）、阿尔贡国家实验室（ANL）、爱达荷国家工程与环境实验室（INEEL）和西北太平洋国家实验室（PNNL）等参与研究。
3. 美国生物质能研究重点领域
重点研发领域包括五大块：
（1）生物质给料研发；
（2）糖转化平台核心技术研发；
（3）热化学转化平台技术研发；
（4）生物质产品研发；
（5）集成化生物质提炼厂。
4. 2005年美国生物质能研发项目
2000年《生物质能研发法》和2002年《农场法》鼓励跨部门合作和联合项目申请，评审和资助由美国农业部自然资源保护局和能源部能效与可再生能源办公室联合负责。2005年10月6日，美国农业部和能源部联合宣布11个生物质能研发与示范项目获得政府1260万美元资助，加上私营伙伴投入，总经费1900万美元。这些项目从670多个申请中优选，集中体现了重点领域：
项目1：加强秸秆纤维素用于生物燃料和生物制品的开发利用；
项目2：开发低木质素柳枝稷以增加乙醇产量；
项目3：佛罗里达乙酸生产用生物质给料商业化试验工厂设施建设；
项目4：生物电力示范及教育推广；
项目5：生物柴油副产甘油转化为环氧甘油、碳酸甘油和氧化3碳的催化与非催化反应路径；
项目6：利用玉米茎叶改善环境；
项目7：由生物质木质素提取碳纤维；
项目8：集成高附加值处理系统的环境与经济效能；
项目9：生物质气化——社区规模综合示范系统；
项目10：美国南部非工业化私有森林的最佳激励与可持续性措施；
项目11：利用可再生能源证书、减排优惠及对氨、PM10和PM2.5减排项目的激励来开发生物质市场。