Methanogenese
Die Methanogenese bildet den Abschluss des vierstufigen Prozesses zur Erzeugung von Biogas. In dieser Phase wandeln spezielle methanogene Bakterien die aus der Acetogenese hervorgegangene Essigsäure sowie die Nebenprodukte Wasserstoff und Kohlendioxid in den gasförmigen Stoff Methan um. Als Nebenprodukt entsteht dabei Wasser, außerdem verbleibt ein Rest an Kohlendioxid. Man kann davon ausgehen, dass in etwa 30 Prozent des Methangases aus den Nebenprodukten Wasserstoff und Kohlendioxid gebildet werden, der größere Rest bildet sich aus der Essigsäure. Wie bereits bei der Acetogenese beschrieben, wird zur Umwandlung von Essigsäure und der Nebenprodukte in Methan eine erhöhte Menge an Wasserstoff benötigt. Die methanogenen Bakterien sind daher auf den bei der Acetogenese freiwerdenden Wasserstoff angewiesen, weshalb sich Acetogenese und Methanogenese nicht voneinander trennen lassen.Nach Abschluss der Methanogenese bleibt als Restsubstrat ein wässriges Gemisch übrig. Dieses besteht – neben Wasser - zum Großteil aus anorganischen Substanzen wie Steinen, Sand und Mineralien sowie aus Resten organischer Substanzen, die nicht vollständig abgebaut werden konnten. Dies können zum Beispiel Lignin (der Basisstoff von Holz) oder Cellulose sein. Man bezeichnet dieses Restsubstrat auch als Gärrest. Da die Gärreste reich an Schwefel, Stickstoff und Spurenelementen sind, eignen sie sich ideal als landwirtschaftlicher Dünger. Wie viel Gärreste bei der Erzeugung von Biogas übrig bleiben, hängt von den verwendeten Ausgangssubstanzen und vom Wirkungsgrad bzw. der Qualität der Biogasanlage ab. Moderne Biogasanlagen arbeiten so effektiv, dass der größte Teil der Ausgangssubstanz in Gas umgewandelt wird, so dass am Ende nur noch sehr wenig Gärreste anfallen. Eigentlich ideal, jedoch fehlt es den Landwirten in der Folge häufig an Düngemitteln, da die von der Biogasherstellung übrig gebliebenen Gärreste nicht ausreichen, um alle Felder zu düngen. Also muss wieder umweltbelastender Kunstdünger zugekauft werden.
Der beste Kompromiss ist demnach eine Anlage, die zwar ausreichend Biogas produziert, um sich in einer angemessenen Zeit zu amortisieren, trotzdem aber so konzipiert ist, dass sie die Möglichkeiten nicht bis ins letzte ausreizt und somit noch genügend Rest-Biomasse als wertvollen Dünger übrig lässt.