石灰在生物质能源系统中发挥着多重协同作用，其应用贯穿原料预处理、能源转化和产物利用全过程。在生物质转化方面，石灰预处理技术显著提高了生物质的能源转化效率。研究表明，采用石灰预处理可使木质纤维素的酶解效率提高40-60%，沼气产气量增加25-35%。这种提升主要源于石灰对木质素的溶解作用和纤维结构的疏松效应，增强了微生物和酶的可及性。同时，石灰预处理还能有效去除生物质中的重金属等有害物质，减少后续转化过程的环境风险。
在沼气净化领域，石灰基脱硫技术实现了沼气品质的显著提升。通过优化石灰填料层的设计和操作参数，开发了高效的沼气脱硫系统。这种系统对硫化氢的去除率超过99%，可使沼气中H₂S浓度降至10ppm以下，满足发电和车用燃料标准。与传统的化学脱硫相比，石灰基技术具有成本低、操作简单、环境友好等优势，特别适合中小型沼气工程应用。
在系统能量优化方面，石灰参与的热化学转化过程展现出良好效果。在生物质气化过程中，石灰作为催化剂和吸附剂，既促进了焦油裂解，又实现了CO₂的原位脱除，提高了合成气品质。研究显示，石灰添加可使合成气中H₂/CO比优化至2.0-2.5，焦油含量降低60-80%，显著提升了气化系统的能源效率和经济性。
在副产物利用方面，石灰促进了生物质转化过程中副产物的资源化。例如，在生物柴油生产中，石灰催化剂可使转化率达到98%以上，且催化剂可重复使用5次以上，大幅降低了生产成本。同时，转化过程中产生的甘油等副产物可通过石灰处理转化为高附加值产品，实现了生物质的全组分利用。
在系统集成方面，基于石灰的生物质能源系统需要综合考虑原料特性、转化工艺和产品需求。通过优化石灰投加点和操作参数，可实现系统能效的最大化和环境影响的
