2.1原料供应
任何资源都是有限的，虽然现在有大量的生物质资源亟待开发，但随着技术的进步，这些资源也会变成有限的和宝贵的。生物质产业化所需原料消耗非常大，所以，生物质资源的发展是实现大规模商业化应用生物质的根本前题。应在不同地域实现甘蔗和甜高粱等能源作物、麻风树和小桐子等能源植物，以及微藻等藻类资源规模化的优良品种培育和品质优化，进行能源作物和能源植物的基因工程改良，提高单位面积产量，提高耐盐、抗旱的抗逆特性，使之能够在荒山荒坡、盐碱地、戈壁滩甚至沙漠上得到高产量，以提供丰富的原料。此外，各种速生的薪炭林、灌木林是秸秆之外原材料的有效补给。中国幅员辽阔，自然条件复杂，生物质原料种类繁多和分散，适宜形成以地域和原料为导向的生物质产业的原料多元化发展战略[6]。合理布局我国广袤非农牧边际土地的生物质资源发展，保障国家经济和社会发展所需的生物质资源安全和可持续利用是生物质产业的关键。
2.2技术瓶颈
技术进步是促进产业化的关键。生物质产业发展的技术瓶颈尚未被完全突破。如何将生物质原材料经济高效地转化为低成本、高品质的五碳糖、六碳糖和木质素及其衍生物，进而生产更有价值的生物基化学品、生物基材料和生物乙醇等生物能源[7]，依然是降低成本的技术关键难题。显然生物质转化技术不仅仅是一个生物学问题，更是一个工程学问题，因为技术经济问题属于工程科学家的研究范围，是生物化学工程学科中最具挑战性的课题。正如青霉素的大工业生产开发过程，只是在工程技术上开创了液体深层纯种培养技术，使在技术经济上获得决定性突破，并开创了生物化学工程这一新学科[8]。我们认为，生物质的产业化也正面临着类似的局面，必须有新的重大技术突破，才能扭转产业化困难的局面。
2.3产业的国家支持
生物质产业链不完整，也缺乏规模化、市场化的基础设施和相关产业配套。生物质新能源目前只能作为主流能源的补充，同传统化石能源相比，其研发和利用成本比较高，大部分生产企业需要额外的补贴、税收优惠才能赢利或生存。但目前国家扶持政策在研发、财政、金融、市场等政策间缺少衔接、配套和细化。这方面需要完善生物质产品的价格补贴政策，逐步从建设投资补贴转向原料补贴、产品补贴、消费补贴、投资补贴，创新有利于生物质产业发展的商业模式。
3生物质产业关键技术突破点
尽管产业发展空间广阔，生物质产业化和商业化的进程中，成本居高不下是最大阻力。迫切需要从其关键过程入手，寻找降低成本的途径，通过基础应用研究和关键核心技术(如原料预处理、酶制剂)的研究，在基础研究、关键技术耦合和设备研发等技术方面获得新的突破，才能实现生物质资源的高效、高值的利用。
3.1原料多元化
地球上不同地区的多样化气候和土壤条件，形成了多样化的植物种类，因为可以使用多种不同的原料，采用多种不同的形式，生物质能源的地域适应性才更好，是唯一能全面替代化石能源的资源。由于生物质原料的多样性，因此在产品设计时，不仅要考虑产品本身的用途，还必须选择相应的植物原料及转化途径，要把产品、原料和生产过程有机地联系在一起[9]。
生物质原料是生物质产业之本，包括废弃生物资源(农林废弃物、禽畜粪便、有机垃圾、有机废水等)、专用能源作物(木薯、甘薯、甜高粱、菊芋等)、专用能源植物(黄连木、麻风树、油桐、文冠果、光皮树、乌桕等)。农作物秸秆是最具有代表性的木质纤维素资源。秸秆和木材同属于木质纤维素，都由纤维素、半纤维素和木质素组成，然而两者在结构和化学组成上却有较大的差异，其转化特性也不同(表1)。
传统的生物转化过程把秸秆作为性质单一的原料，主要利用秸秆中的纤维素，使得秸秆的高值转化难以适应工业化的要求。为解决在秸秆转化过程中采用单一的生物转化方式所存在的问题，充分认识秸秆性质的不均一性是非常重要的。这种思想可将生物转化技术与秸秆组分分离技术有机结合起来，避免在秸秆原料转化为液体燃料的研究上，套用或沿用木材的技术，从而有利于实现秸秆生物量全利用，并可大大降低秸秆的转化成本。笔者所在的课题组经过长期探索发现，麻类作物的纤维细胞长，适于生产纺织纤维;玉米秸秆的纤维细胞短，半纤维素含量高，适于生产纤维素酶、聚醚多元醇、酚醛树脂或者酶解发酵乙醇;稻草、麦草等的纤维细胞较长，适于造纸及生产丁醇和酚醛树脂;阔叶木片的木质素含量高、半纤维素含量低，适于开展木质素与纤维素的综合利用。
3.2产品多元化
生物质可以与化石资源一样被用来生产化工原料等物质性产品(图3)。生物质原料组成丰富，不同原料组分差别很大，如农作物秸秆的主要组分为纤维素、半纤维素和木质素，薯类的主要组分为淀粉，而油料作物种子则以油脂为主要组分。但归纳起来植物原料主要有4种基本化学物质：碳水化合物(糖、淀粉、纤维素和半纤维素)、木质素、脂类和蛋白质，包括多种物质，并含有羟基、羰基、苯环等含氧基团，与石油原料只含—(CH2)n—线性聚合结构相比较，能提供生物燃料等生物质能源以外更多的开发新产品的机会，更有利于进行化学改造、生产各类化工产品。
通过不同的技术，生物质可以转化成不同的产品。生物质可以直接燃烧或发电，可以气化发电或供气，可以转化为生物燃气(沼气、生物氢气)、生物燃料(生物乙醇、生物柴油、生物丁醇、生物油、固体成型燃料)，还可以转化为生物材料与化学品(乳酸、聚乳酸)等。具体哪种利用途径好，需要具体问题具体分析。石油也是根据不同的市场需要，经加热蒸馏、催化裂化、加氢裂化等工艺生产出汽油、柴油等燃料和乙烯、丙烯等化学品[12]。因此，随着生物质资源开发利用技术的不断进步，生物质能源必将在人类的生活中发挥重要的作用。
3.3生物技术转化路线
生物质转化的途径中，生物技术路线转化法因性质温和、对环境后续影响低、温室气体排放少，成为生物质产业研究开发的重点之一(图4)。以生物质能源的生产为例，生物质资源预处理后水解为单糖，利用微生物复杂的酶系和一系列的生物化学代谢途径，将单糖转化为生物能源，如生物乙醇、生物丁醇、生物氢气、生物天然气等，以及生物基化学品如乳酸、柠檬酸[13]。