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Der natürliche Kreislauf, infolge dessen Biomasse wächst, abstirbt, zersetzt und neu aufgebaut wird, läuft kontinuierlich sowie zeitlich und örtlich nebeneinander (Sukzession) ab. Dieser auf Photosynthese basierende Stoff- und Energiekreislauf ist Grundlage des Lebens auf der Erde und vollzieht sich – nach menschlichen Maßstäben – über nahezu unbegrenzte Zeiträume.
Bei der energetischen Nutzung von Biomasse durch den Menschen werden mithilfe der natürlichen mikrobiologischen Stoffwechselvorgänge und unter Ausschluss von Sauerstoff und Licht organische Substanzen in speziellen Fermentern zu methanhaltigem Biogas abgebaut. Der Stoffkreislauf schließt sich, sobald die Gärreste als Wirtschaftsdünger wieder in die Böden gebracht werden.
Die wichtigsten Substrate sind nachwachsende Rohstoffe, tierische Exkremente und so genannte Co-Fermentate (Kofermente), organische Reststoffe aus der Lebensmittelindustrie. Vor allem Mais hat als zuverlässige Rohstoffbasis für die Biogasgewinnung an Bedeutung gewonnen. Der Maisanteil am gesamten Aufkommen der in Deutschland zur Biogasproduktion angebauten nachwachsenden Rohstoffe beträgt etwa 65%.