Η παραγωγή βιοαερίου είναι η δημιουργία βιοκαυσίμου χρησιμοποιώντας την αναερόβια αποσύνθεση οργανικών υλικών. Η αναερόβια αποσύνθεση οργανικών υλικών συμβαίνει όταν η βιοαποικοδομήσιμη ύλη από έναν ζωντανό ή άλλοτε ζωντανό οργανισμό διασπάται με τη βοήθεια μικροοργανισμών σε περιβάλλον χωρίς οξυγόνο. Το βιοαέριο συχνά φημίζεται από τους περιβαλλοντολόγους για τη σχετικά χαμηλή παραγωγή άνθρακα. Μπορεί να λειτουργήσει ως υποκατάστατο των ορυκτών καυσίμων ως πηγή ενέργειας για θέρμανση και μεταφορά οχημάτων. Η παραγωγή βιοαερίου λαμβάνει χώρα συνήθως σε μια μονάδα βιοαερίου σε μεγάλη ή μικρή κλίμακα, ανάλογα με τα διαθέσιμα υλικά.
Μια μονάδα βιοαερίου έχει δύο βασικά συστατικά, έναν χωνευτήρα και έναν υποδοχέα αερίου. Ο χωνευτήρας είναι ένα αεροστεγές δοχείο στο οποίο τα οργανικά απόβλητα απορρίπτονται και αποσυντίθενται, και η υποδοχή αερίου είναι μια δεξαμενή που αξιοποιεί τα αέρια που εκπέμπονται από τον πολτό. Τα βακτήρια μέσα στη δεξαμενή του χωνευτηρίου διασπούν τα απόβλητα και, καθώς αποσυντίθενται, απελευθερώνονται αέρια όπως μονοξείδιο του άνθρακα, μεθάνιο, υδρογόνο και άζωτο.
Μέσω ενός συστήματος υπό πίεση, η θήκη αερίου οδηγεί τη ροή αυτών των αερίων προς τα πάνω σε μια οπή στο τύμπανο της θήκης. Η οπή είναι ειδικά σχεδιασμένη για να επιτρέπει στα αέρια να περνούν ελεύθερα μέσα στη θήκη, αποτρέποντας ταυτόχρονα τη διαφυγή τυχόν αερίων πίσω στον χωνευτήρα. Όταν το αέριο είναι έτοιμο για χρήση, τα αέρια έρχονται σε επαφή με το οξυγόνο σε ελεγχόμενο περιβάλλον για να δημιουργήσουν μια αντίδραση καύσης. Αυτή η καύση παράγει μια πηγή ενέργειας για διαδικασίες όπως η θέρμανση και η πρόωση του οχήματος.
Η παραγωγή βιοαερίου μπορεί να συμβεί σε διαφορετικούς τύπους εγκαταστάσεων, ανάλογα με την ποσότητα αερίου που απαιτείται, την ποσότητα των απορριμμάτων που υπάρχουν και εάν ο χωνευτήρας έχει σχεδιαστεί για τροφοδοσία κατά παρτίδες ή για συνεχή τροφοδοσία. Τα συστήματα τροφοδοσίας κατά παρτίδες αποσυνθέτουν κυρίως στερεά απόβλητα που προστίθενται στη δεξαμενή σε δόσεις, ενώ τα μοντέλα συνεχούς τροφοδοσίας τροφοδοτούν κυρίως υγρά στον χωνευτήρα. Η παραγωγή βιοαερίου μπορεί να επιτευχθεί σε εγκαταστάσεις πάνω ή κάτω από το έδαφος, αν και και τα δύο μοντέλα έχουν πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Μια επίγεια μονάδα βιοαερίου είναι ευκολότερη στη συντήρηση και μπορεί να επωφεληθεί από την ηλιακή θέρμανση, αλλά χρειάζεται περισσότερη προσοχή στην κατασκευή. Μια υπόγεια μονάδα βιοαερίου είναι φθηνότερη στην κατασκευή και ευκολότερη τροφοδοσία, αλλά πιο δύσκολη στη συντήρηση.
Η παραγωγή βιοαερίου συχνά προτιμάται από τις πηγές ενέργειας από ορυκτά καύσιμα, όπως το πετρέλαιο ή ο άνθρακας, για περιβαλλοντικούς και οικονομικούς λόγους. Η αυξανόμενη συγκέντρωση άνθρακα, ενός αερίου του θερμοκηπίου, στην ατμόσφαιρα έχει γίνει κεντρικό ζήτημα στο πρόβλημα της υπερθέρμανσης του πλανήτη. Αν και τόσο το βιοαέριο όσο και τα ορυκτά καύσιμα εκπέμπουν άνθρακα, τα ορυκτά καύσιμα απελευθερώνουν άνθρακα που ήταν θαμμένος για πολλά χρόνια στην αρχαία βιομάζα και ουσιαστικά απομακρύνθηκε από τον κύκλο του άνθρακα. Ο άνθρακας που απελευθερώνεται κατά την παραγωγή και χρήση βιοαερίου έχει αποθηκευτεί με τη μορφή οργανικής ύλης μόλις πρόσφατα και εξακολουθεί να αποτελεί μέρος του κύκλου. Επομένως, δεν προκαλεί τόσο μεγάλη αναστάτωση στη συγκέντρωση άνθρακα στην ατμόσφαιρα.
Οι υποστηρικτές της παραγωγής βιοαερίου προτιμούν επίσης το βιοαέριο από τα ορυκτά καύσιμα επειδή είναι μια χαμηλού κόστους, ανανεώσιμη πηγή ενέργειας και χρησιμοποιεί κατά τα άλλα σπατάλη υλικών. Η παραγωγή βιοαερίου μπορεί επίσης να συμβεί σε τοποθεσίες μικρής κλίμακας, γεγονός που την καθιστά βιώσιμη επιλογή για τις περιοχές των αναπτυσσόμενων χωρών. Οι επικριτές του βιοαερίου υποστηρίζουν ότι οι καλλιέργειες τροφίμων που καλλιεργούνται για τους σκοπούς της παραγωγής βιοαερίου θα δημιουργήσουν παγκόσμια έλλειψη τροφίμων. Τα βιοκαύσιμα μπορεί επίσης να προκαλέσουν αποψίλωση των δασών, ρύπανση των υδάτων, διάβρωση του εδάφους και αρνητικό αντίκτυπο στις χώρες που παράγουν πετρέλαιο.