O Brasil, pelas condições de clima e solo, somadas à grande área disponível para a agricultura, é um dos países com maior potencial de produção de biomassa no mundo. A escolha de culturas mais apropriadas como matéria-prima para mercados tradicionais (alimentos, nutrição e fibras) e emergentes (energia, biomateriais, química verde) depende de aspectos técnicos e econômicos, uma vez que os custos com as matérias-primas perfazem grande parte do custo dos próprios produtos. Para tanto, a Embrapa Agroenergia visa melhorar biomassas vegetais, como cana-de-açúcar, pinhão-manso e algas, para fins industriais, por meio de melhoramento genético/genômico e biotecnologia. O objetivo é selecionar/desenvolver materiais genéticos com características específicas que as tornem propícias para o processo industrial.

Consiste na utilização de microrganismos ou enzimas em processos bioquímicos industriais. Tais processos visam minimizar a geração de resíduos, agregar valor aos produtos e favorecer a sustentabilidade ambiental das cadeias produtivas. O espectro de atuação da biotecnologia industrial é amplo, indo desde a utilização de leveduras em processo fermentativo para produção de biocombustíveis até a adição de determinada enzima na composição de uma ração animal para aumentar sua digestibilidade. Na Embrapa Agroenergia, a biotecnologia industrial é tratada no escopo da geração de insumos e processos industriais para produção de etanol, biogás, ácidos orgânicos, polióis, compostos bioativos, enzimas, entre outros.

Consiste na utilização da biomassa (amilácea, lignocelulósica, oleaginosa e sacarídea) como matéria-prima para a geração de produtos químicos renováveis por meio de processos químicos, termoquímicos e físico-químicos. A Embrapa Agroenergia atua no desenvolvimento de pesquisas para produção de blocos construtores químicos, biodiesel, pigmentos, agentes de biocontrole de pragas e patógenos, entre outros.

Consiste naqueles materiais fabricados a partir de matéria orgânica de origem vegetal, animal ou microbiana. A grande disponibilidade de matérias-primas de origem vegetal no Brasil oferece promissoras oportunidades para o desenvolvimento e produção de materiais renováveis inovadores. A Embrapa Agroenergia atua no desenvolvimento de pesquisas para produção de nanofibras de celuloses, borracha natural reforçada e biopolímeros.