Biokaasupolttoaine, jota tyypillisesti kutsutaan biokaasuksi, on eräänlainen biopolttoaine, joka syntyy orgaanisten aineiden anaerobisella hajoamisella. Anaerobisella hajoamisella tarkoitetaan hajoamista, joka tapahtuu mikro-organismien avulla hapettomassa ympäristössä. Orgaaninen materiaali on biohajoavaa ainetta elävästä tai kerran elävästä organismista, kuten kasveista, eläimistä tai niiden jätteistä. Näiden materiaalien hajoamisen aikana järjestelmä hyödyntää tuloksena olevaa vetyä, typpeä, hiilimonoksidia ja metaania, kaasuja, jotka voidaan reagoida hapen kanssa energian tuottamiseksi. Biokaasupolttoainetta voidaan käyttää lämmitysprosesseihin ja jos se on tiivistetty, ajoneuvojen kuljetukseen.
Biokaasupolttoainetta tuotetaan biokaasulaitoksessa ilmatiiviissä astiassa, jota kutsutaan keittimeksi. Orgaaniset jätteet, kuten lanta, yhdyskuntajätteet ja kasviaineet, kaadetaan säiliöön, jossa bakteerit alkavat sulattaa sen aiheuttaen sen nopeutuvan hajoamisen. Nopean hajoamisen ja optimaalisen kaasuntuotannon helpottamiseksi säiliö pidetään 29 ° C: n ja 41 ° C: n (84.2 ° F-105.8 ° F) lämpötilojen välillä. On parasta pitää liete säiliössä hieman emäksisessä pH: ssa nopeamman hajoamisen varmistamiseksi, koska materiaalilla on taipumus muodostaa enemmän hiilidioksidia, jonka pH on hapan, seoksen neutraloimiseksi.
Säiliössä olevaa lietettä on myös ajoittain sekoitettava, jotta estetään kovan kuoren muodostuminen jätteiden päälle. Kuori voi vangita kaasut lietteeseen ja estää koneen kykyä hyödyntää kaasuja. On olemassa kaksi erilaista ruokintatapaa, jotka vaativat erityyppisiä ruoansulatuslaitteita, eräruokinta ja jatkuva ruokinta. Erä syöttöjärjestelmät käyttävät enimmäkseen kiinteitä jätteitä, jotka lisätään erissä, ja jatkuvan ruokinnan mallit lisäävät enimmäkseen nesteitä keittimeen. Kummassakin keittimessä hajoavasta materiaalista vapautunut kaasu kerätään paineistetun järjestelmän kautta, joka mahdollistaa kaasun virtaamisen rumpuun, mutta ei päästä kaasua takaisin keittimeen.
Yleensä biopolttoaineet ovat nestemäisiä, kaasumaisia tai kiinteitä polttoaineita, jotka on valmistettu elävästä tai äskettäin kuolleesta orgaanisesta materiaalista, joka tunnetaan nimellä biomassa, toisin kuin fossiiliset polttoaineet, jotka koostuvat muinaisista biologisista materiaaleista. Toisin kuin fossiiliset polttoaineet, ympäristönsuojelijat julistavat usein biokaasupolttoaineita suhteellisen pienestä osuudestaan ilmakehän hiilipitoisuudessa. Vaikka molemmat päästtävät hiiltä, fossiiliset polttoaineet vapauttavat hiiltä, joka on haudattu monien vuosien ajan ja itse asiassa poistettu hiilikierrosta. Biomassasta vapautuvaa hiiltä on kuitenkin vasta äskettäin varastoitu orgaanisena aineena ja se on edelleen osa kiertokulkua. Siksi se ei aiheuta yhtä suurta häiriötä ilmakehän hiilipitoisuudessa.
Hiilituotannon lisäksi biokaasupolttoainetta pidetään usein parempana kuin fossiilisia polttoaineita, koska se on edullinen uusiutuva energialähde, se käyttää muuten hukkaan meneviä materiaaleja ja sitä voidaan valmistaa pienimuotoisissa kohteissa, mikä tekee siitä toimivan vaihtoehdon kehitysmaiden alueet. Biokaasupolttoaineella on kuitenkin myös kriitikoitaan. Jotkut väittävät, että polttoaineen tuotantoon kasvatetut elintarvikekasvit aiheuttavat maailmanlaajuisen elintarvikepulan. Biopolttoaineet voivat myös aiheuttaa metsien hävittämistä, veden saastumista, maaperän eroosiota ja kielteisiä vaikutuksia öljyä tuottaviin maihin.