Biokaasu, luonnossa esiintyvä kaasu, joka syntyy anaerobisten bakteerien hajottaessa orgaanista ainesta ja jota käytetään energiantuotannossa. Biokaasu eroaa maakaasusta siinä, että se on uusiutuva energialähde, joka tuotetaan biologisesti anaerobisen mädätyksen avulla eikä ole geologisten prosessien tuottama fossiilinen polttoaine. Biokaasu koostuu pääasiassa metaanikaasusta, hiilidioksidista ja pienistä määristä typpeä, vetyä ja hiilimonoksidia. Sitä esiintyy luonnostaan kompostikasoissa, suokaasuna sekä nautojen ja muiden märehtijöiden suolistokäymisen tuloksena. Biokaasua voidaan tuottaa myös anaerobisissa mädättämöissä kasvi- tai eläinjätteestä tai kerätä kaatopaikoilta. Sitä poltetaan lämmön tuottamiseksi tai käytetään polttomoottoreissa sähkön tuottamiseksi.
Biokaasun käyttö on ympäristöystävällistä teknologiaa, jolla on ympäristöhyötyjä. Biokaasuteknologia mahdollistaa elintarviketuotannosta kertyvän eläinjätteen ja kaupungistumisesta syntyvän kiinteän yhdyskuntajätteen tehokkaan hyödyntämisen. Orgaanisen jätteen muuntaminen biokaasuksi vähentää kasvihuonekaasun metaanin tuotantoa, sillä tehokas poltto korvaa metaanin hiilidioksidilla. Koska metaani sitoo lämpöä ilmakehään lähes 21 kertaa tehokkaammin kuin hiilidioksidi, biokaasun poltto vähentää kasvihuonekaasupäästöjä. Lisäksi maatiloilla tapahtuva biokaasun tuotanto voi vähentää perinteisiin lantavarastoihin liittyviä hajuja, hyönteisiä ja taudinaiheuttajia.
Eläin- ja kasvijätteitä voidaan käyttää biokaasun tuottamiseen. Ne käsitellään anaerobisissa mädättämöissä nesteenä tai veteen sekoitettuna lietteenä. Anaerobiset mädättämöt koostuvat yleensä raaka-ainelähteen pidättimestä, mädätyssäiliöstä, biokaasun talteenottoyksiköstä ja lämmönvaihtimista, joilla ylläpidetään bakteerien mädätykseen tarvittava lämpötila. Pienimuotoisia kotitalouksien mädättämöitä, jotka sisältävät vain 757 litraa (200 gallonaa), voidaan käyttää ruoanlaittopolttoaineen tai sähkövalaistuksen tuottamiseen maaseutukodeissa. Arvioiden mukaan miljoonat kodit vähemmän kehittyneillä alueilla, kuten Kiinassa ja osassa Afrikkaa, käyttävät kotitalouksien mädättämöitä uusiutuvana energialähteenä.
Suurissa maatilojen mädättämöissä varastoidaan tuotantoeläinten nestemäistä tai lietelantaa. Tärkeimmät maatilojen mädättämötyypit ovat katetut laguunimädättämöt, täyssekamädättämöt lietelannalle, tulppamädättämöt lypsylehmien lannalle ja kuivamädättämöt lietelannalle ja kasvinviljelyjätteille. Mädättämöissä tarvitaan yleensä lämpöä, jotta bakteerit pystyvät hajottamaan orgaanisen aineen kaasuksi ja pitämään sen lämpötilan vakiona noin 35 °C:ssa. Tehokas mädättämö voi tuottaa 200-400 kuutiometriä (7 000-14 000 kuutiojalkaa) biokaasua, joka sisältää 50-75 prosenttia metaania kuivaa tonnia syötettyä jätettä kohti.
Luonnollinen orgaanisen aineksen hajoaminen kaatopaikalla tapahtuu useiden vuosien ajan, ja tuotettu biokaasu (joka tunnetaan myös kaatopaikkakaasuna) voidaan kerätä useista toisiinsa liitetyistä putkista, jotka sijaitsevat eri syvyyksissä kaatopaikalla. Kaasun koostumus muuttuu kaatopaikan elinkaaren aikana. Yleensä vuoden kuluttua kaasu koostuu noin 60-prosenttisesti metaanista ja 40-prosenttisesti hiilidioksidista. Kaatopaikkakaasun keräys vaihtelee orgaanisen jätteen prosenttiosuuden ja laitoksen iän mukaan, ja keskimääräinen energiapotentiaali on noin 2 gigajoulea (1 895 634 BTU) jätetonnia kohti.
Kaatopaikkakaasun keräysjärjestelmiä otetaan yhä useammin käyttöön, jotta voidaan estää kaatopaikan sisälle kerääntyvästä metaanista johtuvat räjähdykset tai ehkäistä kasvihuonekaasuna pidettävän metaanin häviäminen ilmakehään. Kerätty kaasu voidaan polttaa kaatopaikalla tai sen läheisyydessä uuneissa tai kattiloissa, mutta sen sijaan sitä käytetään usein polttomoottoreissa tai kaasuturbiineissa sähkön tuottamiseen, koska lämmöntuotannon tarve on rajallinen useimmissa syrjäisissä kaatopaikoissa.
