Energiepflanzen sind Pflanzen, die mit der spezifischen Absicht angebaut und geerntet werden, sie als Brennstoff zu verwenden. Diese Pflanzen werden normalerweise in zwei Kategorien unterteilt: krautige Pflanzen wie Gräser und holzige Pflanzen wie Bäume und Sträucher. Die in den Anlagen gespeicherte Energie kann durch direkte Verbrennung, Vergasung und Umwandlung in flüssige Brennstoffe abgerufen werden. Energiepflanzen werden im Allgemeinen aufgrund ihres Energiegehalts, der Einfachheit ihres Anbaus und ihrer Ernte sowie der damit verbundenen Kosten für die Verarbeitung des Endprodukts ausgewählt. Die nicht essbaren Teile von Nahrungspflanzen, die für denselben Zweck verwendet werden, gelten als landwirtschaftliche Nebenprodukte, nicht als Energiepflanzen.
Mehrere Arten von Gräsern zeigen Potenzial als Energiequelle, wobei Switchgrass das größte Interesse weckt; Die Erträge sind in der Regel höher und die Produktionskosten niedriger als bei anderen krautigen Pflanzen. Switchgrass kann innerhalb von drei Jahren die volle Ertragskapazität erreichen und wächst aus einem dauerhaften Wurzelsystem, das bis zu 15 Jahre lang nicht umgepflanzt werden muss. Es wird nur ein Viertel der Menge an Wasser und Dünger benötigt, die für die meisten Nahrungspflanzen benötigt wird, und das Gras ist bemerkenswert resistent gegen Schädlinge und Trockenheit. Für die Ernte von Rutengras, das wie Heu zu Ballen gepresst wird, können handelsübliche landwirtschaftliche Geräte verwendet werden.
Bäume und Sträucher, die für Energiepflanzen verwendet werden, werden in der Regel nicht bis zur Reife angebaut, da Schnittholz nicht das Endprodukt ist. Kurzumtriebsholzpflanzen (SRWC) werden mit einer erwarteten Ernte innerhalb von vier bis zehn Jahren angebaut, während schnell wachsende Harthölzer wie Pappel und Weide unter idealen Bedingungen bis zu drei Meter pro Jahr wachsen können. Auch kultivierte Baumbestände produzieren bis zu zehnmal mehr Holz pro Hektar als Naturwälder.
Energiepflanzen werden hauptsächlich zur Stromerzeugung und als Rohstoff für die Biokraftstoffproduktion verwendet. Ein Kraftwerk könnte die Ernte in einem Dampfkessel verwenden und sie direkt oder zusammen mit Kohle verbrennen, eine Praxis, die Cofiring genannt wird. Durch den Vergasungsprozess kann Biomasse zu Synthesegas, einem Gemisch aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff oder Methan, verarbeitet werden. Entweder zum Befeuern von Dampfturbinen oder als Energiequelle für die Fertigung.
Butanol, ein benzinähnlicher langkettiger Kohlenwasserstoff, kann aus krautigen Pflanzen wie Switchgrass, Miscanthus und Elefantengras hergestellt werden. Ethanol, ein alkoholischer Kraftstoff, wird aus Weizen, Mais, Zuckerrohr oder anderen Pflanzen hergestellt, die zur Herstellung eines alkoholischen Getränks verwendet werden können, während Biodieselkraftstoff aus Pflanzenölen hergestellt werden kann, die aus Energiepflanzen wie Soja, Raps und Hanf gewonnen werden. Lipide oder Fette im Öl werden mit Alkohol umgesetzt, um den Biodiesel herzustellen. Obwohl einige Biokraftstoffe Fahrzeuge direkt antreiben können, werden die meisten in Mischung mit herkömmlichen Kraftstoffen verwendet.