开发由可再生资源支持的可持续能源供应系统，有重大的意义。通过可再生能生产缓解温室气体排放，变得越来越重要。对可持续地用农业生物质做可再生能源，沼气生产是一种关键的技术。通过生产沼气，能达到每公顷高能产出。沼气可从广大范围的能源作物，牲口粪便和有机垃圾产生。这样它有着高变通性，并适应于各个不同的地方和农场管理的特殊需要。经过厌氧消化后，消化残余物能用来给农业作物做有价值的肥料。
同其他方式的可再生能生产（例如生产野菜籽油甲基酯即生物柴油）相比，沼气生产需要较多的可耕地、设施和工作。因此，对它的经济效益，必须特别注意。经济的沼气生产要求高的沼气产出。为了最大沼气产出，关键因素是能源作物的种类或变种，收割的时间，生物质的保存和消化工艺前的预处理方法，以及能源作物的营养成分等。最佳能源作物的生产，最佳收割时间，最佳营养成分，最佳保存和预处理方法，必须加以研究并制订出指引。
从能源作物生产沼气，越来越具有重要性。玉米、向日葵、草和苏丹草是最常用的能源作物。对生质质量的要求，在沼气厂做厌氧消化和喂牲口是很不相同的。沼气厂能把纤维素降解约80%的程度，而在反刍动物的瘤胃和整个消化系统纤维素分别分解到约40%和约59%的程度。
对沼气生产，要加以优化的关键因素是每公顷甲烷产量。种植作物供厌氧消化时，同作为反刍牲口饲料时，会有不同的收割战略。有一点很重要，能源作物是按可持续的多样性轮耕方式种植的。用来厌氧消化的生物质可以作为前期作物、主要作物或后续作物种植。
报告发表在《Bioresource Techmology》2007年No.17上的一个研究，探讨了从各种能源作物和农业废物生产沼气，目标是优化甲烷产出和可持续沼气生产的经济效益。对以下几个方面进行了考察：各种农作物及其变种生产沼气的适宜性，最佳收割时间，每公顷的甲烷产出和比甲烷产出。实验对象包括7个玉米品种，2个冬小麦品种，2个黑麦品种，1种冬裸麦，2个向日葵品种，以及长年草地的6种草。在种植期间，对各个对象的生物质产出和生物质成分加以测量。厌氧消化在量气管一次投料消化器中进行。7500-10200m3（标准）/公顷的最高甲烷产出，是从各个玉米品种得到的，收割是在“蜡状成熟”的时候，即联合国粮农组织玉米成熟值为300-600。各种谷物的甲烷产出在3200-4500m3（标准）/公顷的范围。谷物应在“颗粒在奶状阶段”和“颗粒在面团阶段”收割。向日葵的甲烷产出达到2700-3500m3（标准）/公顷。