La utilización de los combustibles fósiles ha sido un gran motor para el desarrollo de la sociedad, a medida que este recurso se agota la importancia de hacer una transición hacia un esquema energético sustentable se hace más evidente. Este esquema sustentable estaría basado en el aprovechamiento de distintas fuentes de energía y entre ellas de forma destacada las energías renovables.
Dentro de las energías renovables, la biomasa representa una opción importante para sustituir el uso de los combustibles fósiles, sobre todo en el sector del transporte al poder ser transformada en un combustible líquido para su uso en motores de combustión interna, en electricidad para vehículos eléctricos o en hidrógeno para vehículos eléctricos con células de combustible.
Los futuros biocombustibles deben ser sostenibles en términos técnicos, económicos, ambientales y sociales para poder jugar un papel importante. Es en este escenario donde los biocombustibles de segunda generación toman importancia. Las biorefinerías, un concepto análogo a las refinerías convencionales (cuyo objetivo es la producción de combustibles, productos químicos y electricidad), están siendo objeto de investigación como sistemas que contribuyan a incrementar la participación de la biomasa dentro del mercado, no solo energético sino de productos derivados. 
La gran cantidad de biomasa que no se puede aprovechar en las instalaciones de producción de biocombustibles de primera generación, representan un insumo de bajo coste y alta disponibilidad que en las biorefinerías de segunda generación incrementan la posibilidad de instalar plantas con la escala necesaria para que sean económicamente y ambientalmente sustentables. 
Las biorefinerías termoquímicas son una de las plataformas de biorefinerías que mejor se adecua a los residuos presentes en la Comunidad Valenciana y permitirían aprovechar los residuos de cultivos agrícolas o de procedencia forestal para transformarlos en biocombustibles de segunda generación ayudando a reducir la dependencia energética que la Comunidad tiene de los combustibles fósiles.
En ese contexto, este trabajo de tesis tiene como objetivo principal el evaluar y optimizar distintos conceptos propuestos de biorefinería termoquímica con el propósito de identificar cuál de los distintos conceptos propuestos es el que mejores condiciones técnicas y económicas ofrece, considerando la biomasa residual de la que puede disponerse en la Comunidad Valenciana.
Este trabajo se divide en 5 capítulos, en el primer capítulo se hace una introducción del panorama energético así como de los distintos procesos en los que puede ser aprovechada la biomasa como fuente de energía. El segundo capítulo hace una introducción al uso de la biomasa para producir energía mediante las biorefinerías, haciendo un repaso a los distintos conceptos de biorefinerías que existen. El tercer capítulo está dedicado a la descripción de las biorefinerías termoquímicas para la producción de biocombustibles Fischer-Tropsch, hidrógeno y electricidad, que son los procesos de aprovechamiento de la biomasa propuestos en este trabajo. En el capítulo cuarto se describen los distintos conceptos de biorefinería termoquímica modelados en esta tesis, así como los modelos que componen los distintos conceptos que fueron empleados para simular la producción de los productos energéticos deseados. En el capitulo quinto se muestran los resultados obtenidos de la simulación de los distintos conceptos de biorefinería propuestos y se hace un análisis de los resultados.
Entre los resultados más destacados se encontró que empleando los recursos de biomasa existentes en la Comunidad Valenciana se puede instalar una planta de 313 MW térmicos de capacidad considerando un tiempo de operación de planta de 8000 horas al año. Del análisis del proceso de gasificación se encontró que las propiedades del gas de síntesis obtenido a partir de las distintos tipos de biomasa son relativamente similares y la eficiencia de gasificación de éstos se encuentran entre 76% y 79%. De los conceptos de biorefinerías propuestos el más eficiente es el de la producción de hidrógeno con un gasificador tipo IGT que alcanza una eficiencia energética de 53%, aunque el concepto emplea gasificación con oxígeno lo que hace que sus costes de instalación sean mucho mayores que el concepto que emplea gasificación con aire. La economía de escala de la planta juega un papel importante en el costo de producción de energía; asi se encontró que plantas inferiores a 500 MW térmicos existe una influencia significativa. A partir de plantas de 1000 MW térmicos en adelante la influencia disminuye y no se muestra una mejora significativa en el coste de producción al incrementar el tamaño de planta.