生物质是指通过光合作用形成的所有动植物和微生物等有机体。生物质能源是以生物质为载体的能量，是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，来源于绿色植物的光合作用，理论上取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源。

目前，制造生物质能源的原料主要有林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和畜禽粪便五大类。其中，农业生物质资源包括农作物（如能源植物）、农业生产过程中的废弃物（如玉米秸、高粱秸、麦秸、稻草、豆秸和棉秆等）、农业加工业的废弃物（如稻壳等）。能源植物是指各种用以提供能源的植物，包括草本能源作物、油料作物和水生植物等。

当前世界上开发生物质能源的国家主要为欧美发达国家、巴西、印度和中国。产量最大的生物质能源主要有两种：燃料乙醇和生物柴油。美国和巴西是生产燃料乙醇的大国，美国以玉米为原料，巴西以甘蔗为原料。生物柴油方面，美国和巴西以大豆为原料，欧盟国家（如法国、德国、英国、波兰）以油菜籽为原料。随着技术进步，有些国家开始用纤维素制造乙醇，通过发酵使秸秆、树叶、木屑中的纤维素分解产生乙醇。另一种原料是水藻，它仅依靠水、阳光和二氧化碳繁殖，繁殖能力强，能吸收温室气体和污染物，以高投入产出比生产乙醇。此外，生物质能源还可生产沼气、固体燃料、燃气等，并可用于气化发电。

生物质能源具有数量大、分布广泛、可再生、低污染和无二氧化碳净排放的特点，是仅次于煤、石油、天然气的第四大能源。地球上每年经光合作用产生的生物质约1700亿吨，所含能量相当于全球年能耗总量的10倍，但利用量不足1%，开发潜力巨大。生物质能源分布广泛，与常规一次能源呈互补状态，因此在常规能源匮乏的地区开发生物质能源具有实际意义。生物质能源与风能、太阳能等同属可再生资源，可永续利用。由于生物质中硫、氮含量较低，燃烧产生的有害物质较少；且生物质生长吸收的二氧化碳与燃烧释放的二氧化碳量相等，无净排放，有助于减少温室气体。

生物质能源的生产可改善能源消费结构，降低对石油进口的依赖；减少温室气体排放，促进生态环境友好；通过增加生物质作物需求，使农民增收。然而，生物质能源发展也带来问题：以粮食和油料作物为原料导致粮食供给减少、粮价上涨，引发粮食安全问题；农业生产资源向高价产品调整，导致其他作物减产、价格上升，影响社会稳定；生物质能源的效率问题（能量投入产出比）需考量；开发对生态环境产生影响，如能源作物大规模种植导致化肥农药施用量增加、土地和水资源压力增大、大面积单一作物种植破坏生物多样性、转基因技术潜在生态风险等。因此，生物质能源开发利用必须全面考虑生态环境影响。

循环经济思想萌芽于1962年美国经济学家鲍尔丁提出的“宇宙飞船理论”，将地球比作宇宙飞船，需循环利用资源才能持续发展。该理论要求改变粗放增长型经济为集约储备型经济，改消耗型经济为休养生息的经济，建立循环使用物资的循环经济。人类经济发展模式可分为传统经济模式、“生产过程末端治理”模式和循环经济模式。传统经济模式是“资源-产品-污染排放”的线性经济；末端治理模式是“先污染后治理”，技术难度大、成本高、生态恶化难遏制。循环经济模式遵循生态经济学规律，合理利用自然资源和环境容量，在物质不断循环利用基础上发展经济，实现经济活动的生态化。循环经济本质是生态经济，遵循“减量化、再利用、资源化”三原则，基本特征是低消耗、高利用、低排放。减量化是首要原则，资源化是输出端方法。

与循环经济相关的理论包括可持续发展理论、清洁生产理论和生态工业理论。可持续发展理论强调生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路，建设资源节约型、环境友好型社会。清洁生产理论将整体预防的环境战略持续应用于生产过程、产品和服务，增加生态效率、减少人类和环境风险。生态工业理论仿照自然界物质循环规划工业生态系统，构建企业间生态链，实现减少废物、充分利用资源、消除环境破坏、提高发展质量的目标。

从循环经济和生态经济角度看，生物质能源具有可再生性，符合“资源-产品-再生资源”的闭环反馈模式；低污染和无二氧化碳净排放吻合“低消耗、高利用、低排放”特点。生物质能源替代化石能源，可解决能源依赖，优化能源结构，实现可持续发展。其使用过程中减少废弃物，实现减量化，有利于清洁生产。开发生物质能源本质是对有机废物进行资源化，实现“变废为宝”。生物质从生态环境中来，燃烧后产物回到生态环境，形成物质和能量循环，符合生态经济学规律。

针对粮食安全问题，循环经济以可持续发展为指导，要求平衡粮食与能源问题。应避免以粮食（尤其是玉米）为原料，积极寻找其他原料，如秸秆、稻壳、玉米皮等农业废弃物，水藻等高效能源植物，以及餐桌废油、地沟油等生活废弃物。这些原料既能变废为宝，又不影响粮食安全。

关于效率问题，只有生产生物质能源所消耗的能量远低于最终释放的能量时，才具有开发价值。循环经济以科技进步为先决条件，应开发先进技术，降低原材料和能源消耗，实现低投入、高产出、低污染。应尽可能利用废弃物作为原料，使用低能耗原料，提高产出量。纤维素乙醇和水藻乙醇是低投入高产出的典型，具有发展潜力。利用基因工程技术改造木本生物质的纤维素构成，可提高能源产出量。生态经济学中的能值分析采用统一标准，将不同种类能量转化为同一标准，评价系统功能、结构和效率，可量化生物质能源开发效率，提供数学依据。

在政策支持方面，我国已明确提出发展循环经济以促进可持续发展，生物质能源开发作为必要手段需政策支持。对策包括对粮食等农产品价格实行补贴，允许一定幅度上涨；加大对农业科研、技术推广、基础设施建设的投资，提高农业生产率和产出。巴西对购买农民生物质能源作物的企业进行税收减免，使开发社会化。

以养猪业为例，加强生态农业建设，利用生态良性循环原理构建生态产业链是发展农业循环经济的趋势。针对养猪业污染，可从环境经济、生物工程技术和政策手段研究。在循环经济基础上，建立促进农牧一体化生态链产业链与产业价值链循环耦合的长效机制是关键。可评价养猪业资源利用和环境污染现状，从产权经济、福利经济、环境经济等视角解释污染，揭示污染防治与产业发展互动的经济规律。对农业自然资源利用、环境承载力、投资收益等进行实证分析，揭示生态产业链和产业价值链互动中相关利益者的博弈机理与外部性内部化的激励机制。将生物质能源开发纳入研究，利用畜禽粪便作为原料，将废弃生物质资源化。使用生命周期评价法、层次分析法、能源总量供给分析等生态经济和循环经济分析方法进行定量分析，使用环保分析评价指标、资源存量指标、效益分析评价等评价资源与环境效益。通过生物质能源开发促进“长效机制”形成。

基于循环经济理论开发生物质能源的建议：（1）以循环经济理论指导开发。（2）在农业生物质能源开发方面，以非粮原料为主。（3）以科技创新带动开发，循环经济的实现以技术进步为依托，当前转基因技术已广泛应用，科技能降低成本、节约投入，在既定投入中生产更多产品。