Die biologische Fermentation ist ein natürlicher Prozess, bei dem organische Substanz unter Ausschluss von Sauerstoff (anaerob) abgebaut wird. Bei der Aufbereitung von organischem Material entstehen dabei zwei Produkte: erneuerbare Energie in Form von Methan und ein nährstoffreicher Gärrest als Rückstand des Abbauprozesses. Der Prozess lässt sich in speziellen, regulierten Anlagen nachbilden. Es existieren unterschiedliche Anlagengrössen, von industriellen Grossanlagen bis hin zu Klein-Biogasanlagen auf dem Bauernhof. Letztere verwertet vor allem tierische Ausscheidungen, kann aber auch Ernterückstände und andere Co-Substrate (in der Schweiz auf max. 20% beschränkt) verwerten.

Solche Kleinanlagen zeichnen sich durch eine begrenzte Energieproduktion aus und verarbeiten jährlich etwa 1000 bis 5000 Tonnen Hofdünger. Zum Vergleich: Ein Milchviehbestand mit rund 120 Kühen produziert etwa 4000 Tonnen Gülle und Mist pro Jahr. Die Dimensionierung der Anlagen ist an die Betriebsgrösse angepasst, sodass die auf dem Hof anfallende Biomasse weitgehend genutzt werden kann.

Das erzeugte Biogas besteht hauptsachlich aus Methan (50 bis 70 %) und Kohlendioxid (20 bis 30 %) und wird in einem Blockheizkraftwerk (BHKW) zur Produktion von Strom und Wärme genutzt. Der erzeugte Strom kann entweder direkt auf dem Betrieb eingesetzt oder ins Stromnetz eingespeist und verkauft werden. Auch die direkte Einspeisung vom Methan ins Erdgasnetz ist möglich. Da die enthaltenen Mineralstoffe für Pflanzen leicht verfügbar sind, kann er den Bedarf an mineralischen Düngemitteln reduzieren und die betriebliche Autonomie stärken. Gleichzeitig ermöglicht die Rückführung der organischen Substanz auf die landwirtschaftlichen Flächen einen geschlossenen Nährstoffkreislauf. Voraussetzung dafür sind angepasste Ausbringungstechnologien und -zeitpunkte, um Nährstoffverluste durch Verflüchtigung und Auswaschung zu minimieren.

Die biologische Vergärung kann somit eine Form der Modernisierung landwirtschaftlicher Betriebe darstellen. Sie eröffnet zusätzliche Einkommensmöglichkeiten und ermöglicht eine Diversifizierung der Betriebszweige. Gleichzeitig trägt sie zur Verwertung von Biomasse und zur Reduktion von Treibhausgasemissionen bei. Da nur geringe Mengen externer Substrate transportiert werden müssen, bleibt auch der CO₂-Fussabdruck vergleichsweise niedrig.

Als Bestandteil einer ökologischen und energetischen Transformation tragen Klein-Biogasanlagen dazu bei, erneuerbare Energie bereitzustellen, Ressourcen effizienter zu nutzen und die Abhängigkeit von fossilen Energieträgern zu verringern.