本发明涉及一种利用生物质生产绿色化学品的方法和系统，属于生物质废弃物综合利用技术领域。方法包括以下步骤：生物质原料进行厌氧发酵，发酵产物分离为沼气和沼渣；将获得的沼气进行膜分离，获得CH4和CO2，将S1中获得的沼渣烘干，获得干燥沼渣；以获得的干燥沼渣为燃料，以外源O2和循环烟气的混合气为氧化剂，进行富氧燃烧产生烟气；一部分烟气膜分离出H2O和CO2，冷凝产生冷凝水，冷凝产热用于维持厌氧发酵温度；剩余烟气作为循环烟气；将获得的CO2和外源H2合成甲醇；其中，外源O2和外源H2来自电解水工艺；电解水的原料为烟气冷凝获得的冷凝水。将沼渣以富氧燃烧的方式处理，减少污染气体排放，特别是焦油、粉尘含量；且内部能量传递效率高，易于实现大规模的工业生产。