21世纪能源危机和环境问题已成为全球所面临的巨大挑战之一。虽然石油、煤和天然气至今仍然是燃料和有机化学原料的主要来源，但是随着化石能源的日益枯竭和全球环境问题的日趋严重，开发洁净可再生能源已成了紧迫的课题。在此背景下，生物质能作为唯一可以储存和运输的可再生能源，其高效转换率和清洁性日益受到全世界的重视。地球上每年光合作用的产物（生物质）高达1500亿～2000亿吨，是地球上的一种超大规模的实物性资源。全球每年产生的生物量的5%所含的能量即可与人类对化石资源的需求量相当，而目前对生物质能源的开发还不到其总量的1%。生物燃料主要包括生物乙醇、生物柴油和氢气。
巴西和美国在20世纪70年代的两次石油危机的大背景下，率先推行了生物乙醇的发展计划。从20世纪90年代中期以后，伴随着原油的紧缺导致石油价格的攀升，更多的国家开始重视生物乙醇的开发和应用。发展至今，巴西以甘蔗糖蜜为原料生产的生物乙醇产量位居世界第一，最高年产达160亿升，成为世界上唯一不供应纯汽油的国家。美国的生物乙醇项目启动于1978年，主要以玉米为加工原料，在政府扶持下目前美国已成为世界第二大乙醇生产国。目前还有许多农业资源国家如英国、荷兰、南非、德国、奥地利等国政府也已制定规划，积极发展生物乙醇工业。
但是，随着生物能源的发展也产生了相关的问题：粮价的上涨以及用于种植粮食作物的土地的减少。生物乙醇的转化原料可以是糖、淀粉质及纤维素质原料，同其他两类原料相比，纤维素质原料对于粮食安全和土地安全都不具有威胁性，是生物乙醇发展潜在的重要原料来源，也是当前研究的热点。另外，来自于海洋的藻类已经逐渐地被人们意识到是一种潜在的巨大的替代资源，如果能够将海藻原料转化为生物乙醇，无疑会为生物质能的发展增添新的力量。海洋生物质能的开发可能会为生物能源产业提供充足和廉价的原料，拓宽生物能源的原料供应范围。
海洋生物质能是海洋植物利用光合作用将太阳能以化学能的形式储存起来，海洋生物质的主要来源为海洋藻类。海洋藻类包括海洋微藻和大型藻类。大型海藻生物质能含有丰富的碳水化合物：海藻胶、纤维素、海藻淀粉等，可以作为生物乙醇的转化原料。例如，缘管浒苔和海带中的粗纤维的含量分别为10.2%和11.8%；浒苔、孔石莼中的多糖和粗纤维含量占藻体干重的63.9%。某些海藻细胞壁的典型成分是淀粉类型多糖，如孔石莼，具有更高的转化为乙醇的潜力。与食品类作物或陆生纤维素材料相比，某些海藻可自然地产生和集聚，并可在生长过程中通过吸收利用氮氧化物和二氧化碳而净化废物，有助于碳封存和减缓气候变化。
海藻纤维素转化为乙醇通常需要经过纤维素预处理、酶解糖化和乙醇转化几个步骤。而海藻中的特征多糖因为含有大量的特征性基因，如羧基、硫酸基，对于乙醇的发酵转化而言，通常难以代谢；因此，海藻特征性多糖的乙醇转化，需要对这些基团加以脱除或结合海洋微生物的作用，将其转变为中性单糖后，再由细菌或酵母菌发酵生产乙醇。
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