Fermentation als Alkoholgärung:
Durch die Umwandlung zuckerhaltiger Biomasse wird ein alternativer Treibstoff für Verbrennungsmotoren gewonnen, der eine höhere Oktanzahl als Benzin und einen geringeren Schadstoffausstoß hat.
Auch stärkehaltige Biomasse, wie Mais, Getreide und Kartoffeln, oder sogar cellulosehaltige Einsatzstoffe, wie Holz und Stroh, lassen sich über die Zwischenstufe der Hydrolyse in Glucose und dann in Bioalkohol wandeln.

Biogaserzeugung:
Brennbares Biogas kann aus der Biomasse der Gülle, dem Klärschlamm in Abwasserbehandlungsanlagen und den organischen Bestandteilen in Mülldeponien gewonnen werden.

Die Bildung von Biogas aus Gülle läuft in mehreren Stufen innerhalb eines Fermenters ab, wobei die Abprodukte einer Stufe die Nahrung für die Bakterien der folgenden Stufe bilden. Das Endprodukt ist ein aus 2/3 Methan und 1/3 CO2 zuzüglich geringer Anteile von H2, Ammoniak und Schwefelwasserstoff bestehendes Gas mit einem Heizwert von ca. 6 kWh (Erdgas ca. 11 kWh) pro m³ Gas.

Beim wässrigen Fermentationsprozess kommen Gülle, Stallmist, Pflanzen, Pflanzenabfälle, Rückstände aus der Nahrungsmittelproduktion und Klärschlamm zum Einsatz.
Der Gehalt organischer Trockensubstanz liegt zwischen 3 und 10%. Die Gasausbeute nimmt mit steigender Reaktionsdauer und Temperatur zu. Der Prozess ist schon im Temperaturbereich von 15 bis 20 °C möglich. Optimal sind 48 bis 62°C. Mit den erhöhten Temperaturen ist aber auch der Nachteil verbunden, dass der Fermenterbehälter thermisch isoliert oder sogar beheizt werden muss, wozu ein Teil des erzeugten Biogases verbraucht wird. 
Bei der Gülleverwertung können die abgebauten Mineralstoffe und der Stickstoff als wertvoller Flüssigdünger (weitgehend geruchlos im Gegensatz zur frischen Gülle) verwendet werden.
Von wirtschaftlicher Bedeutung sind Biogasanlagen hauptsächlich im landwirtschaftlichen Bereich zwecks Verwertung von Rinder-, Schweine- und Geflügelgülle sowie in der Entsorgungswirtschaft. Im Ilm-Kreis bestehen insbesondere bei der Gülleverwertung noch ungenutzte Potentiale.

Der in Abwasserbehandlungsanlagen anfallende Klärschlamm wird in abgeschlossenen Faulräumen durch Bakterien anaerob zersetzt, wobei Biogas entsteht, das in diesem Fall meist als Klärgas bezeichnet wird. Der ausgefaulte Schlamm ist geruchfrei und wird als hygienisch unbedenklich eingestuft. Sein Volumen ist gegenüber dem Frischschlamm beträchtlich reduziert.
Im Herbst 2001 wurde die zentrale Kläranlage der Stadt Erfurt in Kühnhausen durch zusätzliche Klärstufen modernisiert und gleichzeitig durch eine Anlage zur Klärgaserfassung und energetischen Nutzung erweitert. Eine Besichtigung nach Voranmeldung dieses zu den modernsten Kläranlagen in Deutschland zählenden Infrastrukturprojektes ist auch aus technischer Sicht zu empfehlen.

In Mülldeponien mit mindestens 15% organischen Bestandteilen, einem Mindestwassergehalt von 35% und einer guten Verdichtung findet der gleiche biochemische Vorgang statt wie in Fermentern. Der damit verbundene Methanausstoß aus Hausmülldeponien in die Atmosphäre ist weltweit mit solch riesigen Methanquellen wie dem Weltmeer oder der Erdgasindustrie vergleichbar. Da CH₄ ein hohes Ozon-Schädigungspotential hat, sollte aus Umweltschutzgründen der Ausstoß in die Atmosphäre verhindert und das Deponiegas aufgefangen sowie energetisch verwertet werden.
Bei den im Ilm-Kreis vorhandenen zentralen Hausmülldeponien (Rehestädt, Bücheloh,) erfolgt eine Deponiegaserfassung. Wegen der noch verzögert und nicht kontinuierlich anfallenden Gasmenge ist eine wirtschaftliche Nutzung ausgeschlossen, so dass das anfallende Deponiegas derzeit mittels Gasfackel verbrannt wird.
Üblicherweise wird das Bio-, Faul- oder Deponiegas zur Erzeugung elektrischer Energie in Verbrennungsmotoren eingesetzt, die mit Asynchron- oder Synchrongeneratoren starr verbunden sind. Durch Ergänzung der Motoren zu KWK-Einheiten kann zusätzlich Wärme ausgekoppelt und damit ein höherer Grad der Energienutzung erreicht werden. Ein positives Beispiel dafür liefert die Mülldeponie in Erfurt-Schwerborn, wo das Deponiegas erfasst und sowohl thermisch (Warmwasserbereitung für Sozialräume) als auch zur Stromerzeugung genutzt wird.