Premena biomasy na tepelnú energiu môže prebiehať niekoľkými spôsobmi, ktoré je možné rozdeliť na dve základné cesty:
- Termochemickou premenou,
- Biochemickou premenou.
Termochemické procesy
- Priame spaľovanie
Základným a najčastejším procesom energetického využitia biomasy je spaľovanie. Tento proces bol prvý a dlho jediný spôsob využitia biomasy, ktorý človek využíval. Dlho však prebiehal na veľmi primitívnej úrovni s veľmi malým energetickým zhodnotením paliva. Až moderné technológie priniesli progresívne spôsoby spaľovania s vysokým využitím energetickej hodnoty biomasy. Tieto technológie sú veľmi podobné tým, ktoré sa využívajú na spaľovanie uhlia s vysokou účinnosťou spaľovania.
Najčastejšie je takto spracovávané drevo vo forme polien, štiepky a v poslednej dobe veľmi populárnych brikiet a peliet. Okrem dreva v jeho rôznych podobách je možné využiť aj ďalšie druhy biomasy – predovšetkým slamu obilovín a olejnín, energetické rastliny (štiav) a pod. Medzi rozhodujúce kritériá pri výbere paliva pri priamom spaľovaní biomasy sa zaraďuje predovšetkým energetické hodnota vyjadrená výhrevnosťou a dostupnosť v danom regióne.
- Pyrolýza
Pyrolýza je proces, počas ktorého sa zahrieva biomasa bez prístupu vzduchu a uvoľňuje na zmes horľavých plynov alebo kvapalín. Pri pyrolýze tak vzniká drevné uhlie, ktoré má vyššiu výhrevnosť než vstupné palivo čím sa dosahuje vyššie energetické využitie. Energetická hodnota procesu sa zvyšuje využitím uvoľnených plynov a kvapalín.
- Splyňovanie
Splyňovanie biomasy prebieha pri obmedzenom prístupe vzduchu v procese nedokonalého horenia. Počas neho vznikajú horľavé plynu zložené predovšetkým z metánu, oxidu uhoľnatého a vodíka s vysokou energetickou hodnotou. Tento „drevoplyn“ je možné ďalej spaľovať alebo využiť ako palivo pre pohon motorov v kogeneračných jednotkách a tak vyrábať v kombinovanom procese teplo a elektrinu.
Biochemické procesy
- Fermentácia (alkoholové kvasenie)
Výsledným produktom fermentácie (alkoholové kvasenie) je etanol, resp. metanol. Ide o vysokokvalitné palivo, ktoré sa využíva ako náhrada za benzín v spaľovacích motoroch. Ako vstupná surovina sa využívajú rastliny s obsahom cukrov a škrobu – obiloviny, cukrová repa, cukrová trstina, zemiaky, kukurica, ovocie.
- Anaeróbne vyhnívanie (metánové kvasenie)
Produktom anaeróbneho vyhnívania je bioplyn – zmes metánu, oxidu uhličitého a stopových množstiev ďalších plynov. Celý proces vyhnívania prebieha bez prístupu vzduchu prostredníctvom baktérií vo fermentačných reaktoroch. Bioplyn nachádza široké uplatnenie v energetike. Okrem bežného spaľovania a produkcie tepla je mimoriadne výhodné jeho využitie pre pohon kogeneračných jednotiek na výrobu elektriny a tepla.
Bioplyn je možné produkovať z exkrementov zvierat v poľnohospodárstve, z fytomasy (tráva, siláž a pod.), z kalu na čističkách odpadových vôd.
K procesu vyhnívania dochádza aj na skládkach komunálneho odpadu, kde sa postupne tiež uvoľňuje bioplyn – tzv. skládkový plyn. Vzhľadom na podmienky jeho tvorby má horšie parametre ako bioplyn vznikajúci pri riadenom vyhnívaní vo fermentoroch, ale aj tak je ho možné využiť na energetické účely.