Als Bioenergie bezeichnet man die aus Biomasse gewonnene Energie. In der energetischen Verwertung werden feste Biomasse wie z.B. Holz, Stroh oder Pflanzenabfälle, flüssige Pflanzenöle z.B. aus Raps oder Sonnenblumen, Biogas aus der Vergärung organischer Stoffe und biogene Abfälle eingesetzt. Da der Atmosphäre bei der Bildung von Biomasse durch Photosynthese genauso viel Kohlendioxid entzogen wie später bei der Verbrennung oder Verrottung wieder freigesetzt wird, fungiert Biomasse letztlich als klimaneutraler Speicher für Sonnenenergie.
Neben der günstigen Klimabilanz hat die Nutzung von Biomasse weitere Vorteile. Knappe fossile Ressourcen können mit ihrer Hilfe geschont werden, die Abhängigkeit von Rohstoffimporten sinkt. Lange Transportwege werden vermieden, da nachwachsende Rohstoffe häufig aus der Region stammen. Transport und Lagerung bergen insbesondere im Vergleich zu Öl und Gas viel geringere Sicherheits- und Umweltrisiken. Der Einsatz von heimischer Biomasse stärkt die regionale Wertschöpfung, Land- und Forstwirtschaft finden neue Beschäftigungs- und Absatzmodelle.
Bioenergie kann vielfach verwendet werden. Sie ist gleichermaßen für die Produktion von Strom, Wärme und Kraftstoffen geeignet und hat daher ein großes Potenzial. Wie viel Energie aus Biomasse bereitgestellt werden kann, hängt maßgeblich davon ab, wie viel Fläche für den nachhaltigen Anbau von Energiepflanzen zur Verfügung steht. Der BEE geht in seinen Potenzialberechnungen für Deutschland in Übereinstimmung mit der Leitstudie des Bundesumweltministeriums von 2008 von 3,2 Millionen Hektar für das Jahr 2020 aus.
Während der Einsatz der Bioenergie bei der Strom- und Wärmeerzeugung in den letzten Jahren zugenommen hat, ist der Anteil der Biokraftstoffe am Energieverbrauch im Verkehrssektor rückläufig. Ursache sind im wesentlichen Änderungen in der Biokraftstoffpolitik der Bundesregierung, die insbesondere zulasten der heimischen Biokraftstoffbranche gingen.