Biogas ist ein brennbares Gas, das durch Vergärung von Biomasse hergestellt wird. Die Substrate, das sind entweder pflanzliche Abfallstoffe oder neuerdings überwiegend eigens dafür angebaute Energiepflanzen werden in den Anlagen von Mikroorganismen vergoren. Diese setzen die Kohlenhydrate, Eiweiße und Fette in Methan und Kohlendioxid um, ein Prozess, der nur unter Sauerstoffabschluss so ablaufen kann (im Gegensatz zur Verrottung, die kein brennbares Gas liefert). Die Bezeichnung Bio weist auch hier nicht auf Nachhaltigkeit oder eine Herkunft aus ökologischer Landwirtschaft hin, sondern lediglich auf den pflanzlichen oder tierischen Ursprung.

Biogas wird zur Stromerzeugung, zum Betrieb von Fahrzeugen oder nach Aufbereitung zu reinem Biomethan auch zur Einspeisung in das Gasversorgungsnetz verwendet. Entscheidend für den Brennwert ist der Anteil am energiereichen Methan, das zu etwa 60 Prozent im Biogas enthalten ist. Die Biogasproduktion liefert von allen Energiepflanzen die höchsten Energieerträge pro Hektar, weil die gesamte Biomasse in energiereiche Produkte umgesetzt werden kann.

Im Rahmen des Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) wird die Produktion von Biogas staatlich gefördert, da Biogas sonst nicht mit dem noch billigeren Erdgas konkurrieren könnte. Hierzu müssen sowohl die eingesetzten pflanzlichen Substrate bestimmte Eigenschaften aufweisen, als auch die Anlagen selbst. Denn meist wird die Energie vor Ort in Blockheizkraftwerken gewonnen, die neben Strom auch Wärme erzeugen. Da in vielen ländlichen Regionen kein ausreichender Wärmebedarf gegeben ist (v.a. nicht im Sommer), verpufft ein großer Teil der Wärme ungenutzt.

Die Kritik an der Biogaserzeugung macht sich aber vor allem an der Erzeugung von Energiepflanzen fest. Die energiereichste Anbaukultur ist Mais, dessen Anbaufläche inzwischen auf etwa 600.000 Hektar ausgeweitet wurde. In manchen Landschaften wächst so viel Mais, dass man von einer „Vermaisung“ der Landschaft spricht. Etas außer Acht gelassen wird dabei allerdings, dass für Futterzwecke fast drei Mal so viel Mais angebaut wird.

Problematisch ist auch der Umbruch von Dauergrünland, der in den vergangenen Jahren stark zugenommen hat (etwa 250.000 Hektar in Deutschland). Grünland weist kohlenstoffreiche Böden auf, wobei der im Humus gebundene Kohlenstoff nach dem Umpflügen verrottet, was wiederum hohe Emissionen von Kohlendioxid zur Folge hat. Im Rahmen der Novellierung des EEG wurde unter anderem allem die zu hohe Förderung des Gülleeinsatzes reduziert. Weitere Förderkriterien sind die Vermeidung von klimaschädlichen Methanemissionen und eine verbesserte Wärmenutzung.

Alternativen zum Maisanbau sind Substrate, die meist weniger ertragreich sind, aber dafür umweltfreundlicher erzeugt werden können oder ohnehin zu den Abfall- und Reststoffen zählen. Mit einer Förderung der Verwendung von Zwischenfrüchten, Grassilage, Ernteabfällen und anderen Energiepflanzen könnten die Fruchtfolgen und Pflanzenvielfalt verbessert werden, was nicht zuletzt die Akzeptanz der Biogaserzeugung verbessern könnte. Hierzu gibt es bereits Forschungsvorhaben der Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft und der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe. Im Rahmen des Projektes Plattform „Nachhaltige Biomasse“ hat das Deutsche Biomasse Forschungszentrum eine Studie erarbeitet, die in sehr kurzer Form mögliche Substratalternativen darstellen und bewerten. Zur Bewertung wurden insbesondere ökologische, pflanzenbauliche, technologische und ökonomische Aspekte herangezogen. Darüber hinaus wurden Kriterien der Ernährungssicherung ebenso wie die Relevanz für die Energiewende hin zur Vollversorgung mit erneuerbaren Energien berücksichtigt.