Maailma liikkuu nopeasti, mutta energian ja polttoaineiden tarve on yksi yleisimmistä säikeistä koko historian ajan, joka liittyy melkein kaikkeen mitä ihminen tekee tai haluaa tehdä. Energia monissa hyödyllisissä muodoissaan on peruselementti, joka vaikuttaa elintasoon ja tekniseen kehitykseen ja rajoittaa sitä. Energia on kyky saada aikaan jotain. Ilman energiaa elämä lakkaa olemasta.
Energia on tukijärjestelmä meille kaikille. Sitä käytetään ruoanlaittoon, ihmisten, eläinten ja kasvien saattamiseen elämään ja kasvamaan, voimarakennuksiin; itse asiassa kaikki planeetan koneet mukaan lukien ajoneuvot, televisiot, tietokoneet, koneet ja voimalaitokset käyttävät energiaa. Jopa kasvit, jotka tekevät tällaisia koneita, käyttävät energiaa.
Kestävän energian tulevaisuuden saavuttaminen riippuu uusiutuvista energialähteistä. Fossiilisten polttoaineiden, jotka toimittavat noin 80 prosenttia maailman energiasta, uskotaan kuluneen pian nykyisellä kulutusasteellaan. Biomassan ennustetaan kasvavan osan tulevaisuuden kestävistä energialähteistä. Biomassa on Yhdysvalloissa yleisimmin käytetty uusiutuva energialähde. Se on luonnossa esiintyvä, hajallaan oleva hiilivaranto ja looginen raaka-ainevalikoima laajan valikoiman fossiilisten polttoaineiden korvikkeiden tuottamiseksi.
Biopolttoaineet puolestaan ovat biologisista materiaaleista johdettuja energialähteitä, jotka erottavat ne muista kuin fossiilisista polttoaineista peräisin olevista energialähteistä, kuten tuuli- ja aaltoenergiasta. Molemmat termit ovat joskus käytettyjä vaihtokelpoisesti, mutta ne eroavat asiayhteydessä.
Biomassaksi määritellään kaikki kasvit ja kasviperäiset materiaalit, mukaan lukien raaka-aineet, kuten kasviöljyt, metsätalousjätteet, sellu- ja paperitehtaiden jätteet, yhdyskuntapuujätteet, eläinlanta, kasvit, jyvät ja eläinperäiset öljyt.
Metsät ja maatalousmaat ovat kaksi suurinta mahdollista potentiaalista biomassan lähdettä. Biomassa on kaikkia ei-fossiilisia orgaanisia materiaaleja, joilla on luontainen kemiallinen energiasisältö. Kaikkia energiaa sisältäviä hiilen muotoja sekä kaikkea maa- ja vesipohjaista kasvillisuutta kutsutaan biomassaksi. Biomassa on edullinen, laajalti saatavissa ja sillä on vähemmän ympäristöä koskevia huolenaiheita kuin fossiilisilla polttoaineilla. Hakkeen, sahanpurua, eläinlantaa, ruokajätteitä ja jätevettä käytetään myös biomassaan. Biomassasta vapautuvaa energiaa kutsutaan bioenergiaksi, jota käytetään edelleen ruoanlaittoon, lämmitykseen, valaistukseen ja sähkön tuotantoon.
Biopolttoaineet ovat biologisista materiaaleista johdettuja energialähteitä. Ne voivat olla kiinteitä, nestemäisiä tai kaasua, ja kaikki kolme energiamuotoa ovat kestäviä ja uusiutuvia, koska ne tuotetaan kasveista ja eläimistä. ORNL määrittelee biopolttoaineiksi seuraavasti: "Biomassavaroista valmistetut polttoaineet tai niiden käsittely- ja muuntamisjohdannaiset." Yli puolet fossiilisista polttoaineista poltetaan ajoneuvoissa, ja fossiilisten polttoaineiden käytön vähentämiseksi yritykset ovat aloittaneet biopolttoaineilla toimivien ajoneuvojen valmistuksen. Monia biopolttoaineita käytetään bensiinin ja dieselin sijasta nykyisen tekniikan käyttämiseen. Toisin kuin fossiiliset polttoaineet, biopolttoaineet ovat uusiutuvia energialähteitä, jotka voivat kestää loputtomiin. Biopolttoaineita on viisi päätyyppiä: metanoli, biodieseli, butanoli, etanoli ja bioöljy.
Vaikka sekä uusiutuvien energialähteiden biomassa että biopolttoaine ovat peräisin samasta lähteestä, eli luonnollisista luonnonmukaisista tuotteista, ne eroavat käytöstä. Biomassaa käytetään biopolttoaineen tuottamiseen, ja se voidaan muuntaa kaikiksi tärkeimmiksi energian kantajiksi, kuten sähkö, lämpö ja liikennepolttoaineet, samoin kuin monenlaisiin fossiilisista polttoaineista valmistettuihin kemikaaleihin ja materiaaleihin. Kiinteitä biopolttoaineita, pääasiassa biomassaa, on käytetty tuhansien vuosien ajan lämmön tuottamiseen ja ruoanlaittoon, ja nykyään niitä käytetään sähköntuotantoon sekä lämpö- ja sähköjärjestelmiin..