Det som en rötningsprocess kan omvandla till metan är allt som kemiskt karakteriseras som sockerarter inklusive cellulosa och stärkelse samt fetter och proteiner. Fint papper är t ex ett väl rötbart material om det blöts upp och blandas in med annan substans. Däremot kan rötprocessen inte omvandla ett ämne som lignin till biogas. Redan detta innebär en begränsning av verkningsgrad och rötningslämplighet jämfört med förbränning. Man bör vid ekonomiska kalkyler för rötning beakta både det effektiva och det kalorimetriska värmevärdet hos råmaterialet. Det effektiva värmevärdet när det gäller att uppskatta produktionen och det kalorimetriska värmevärdet när det gäller att avgöra den ekonomiska rötningslämpligheten.

Rötprocessen går i huvudsakligen två biokemiska steg, där det första innebär omvandling av substansen till organiska syror och det andra omvandling av de organiska syrorna till metan. De bakterier som arbetar i dessa steg är helt olika och har olika krav på omgivning för att arbeta mest effektivt och snabbt. Dessutom är olika bakteriestammar olika specialiserade på olika utgångsmaterial och olika material bryts ned olika fort. Bakteriestammar kan vara av samma typ men ändå ha olika egenskaper, precis som husdjur och nyttoväxter. Nedbrytningsprodukter från en delprocess kan störa andra delprocesser. Speciellt är hög halt av ammonium från nedbrytning av proteiner ett störämne för gasbildningssteget i en biogasprocess.

Allt detta gör att funktionen hos en rötningsanläggning är känslig för förändringar i sammansättningen hos inmatat material och hur det är blandat. Homogena blandningar, långsamma förändringar och hög vattenhalt gagnar verkningsgraden och förmågan att röta ut tillräckligt mycket inom rimlig tid. En långsam process betyder snarare flerdygnsperioder eller veckor än timmar. Ett stort lass med ett speciellt matavfall från en livsmedelsindustri kan inte matas in på kort tid om inte rötanläggningen har tankar med mycket stor volym och mycket god omrörning. Ett sätt att förbättra stabiliteten i en rötprocess för matavfall är att man samtidigt tillsätter stallgödsel från husdjur. Gödselns funktion är stabiliserande. Den har mindre innehåll av rötbara ämnen och ger inte själv så mycket gas. Känsligheten är inte bara av ondo. Den indikerar att det finns potential för förbättringar med utvecklingsarbete.

Ett annat problem med rötning är att tiden som går åt för en fullständig nedbrytning blir mycket lång och dessutom olika för kolhydrater, fetter och proteiner. Nedbrytningstiden skiljer sig åt mellan olika ämnen i samma grupp. Socker bryts t ex ned snabbare än stärkelse. Som anläggningsägare vill man ha avkastning på investeringen och man har leveransavtal att leva upp till. Därför har man inte råd att röta ut materialet fullständigt. Genomloppstiden får vara högst några veckor, omkring 3 veckor är vanligt. Variationer i sammansättning ger därför olika utrötningsgrad. Problemet med ekonomiskt baserad produktionstid finns även när man tar rötgas ur deponier eller rötceller.

En deponi ger gas i upp till hundra år men man har bara råd att suga ut för energiändamål i kanske 20 - 25 år. Sedan är gasflödet för lågt för ekonomiskt utnyttjande men det fortsätter ändå långsamt under mycket lång tid. Lösningen blir att man får bränna det alltmer minskande gasflödet direkt på plats. Till slut räcker det inte ens för att hålla igång en flamma, men gas produceras fortfarande. Den ekonomiska omöjligheten av att röta ut fullständigt sänker den praktiska energiverkningsgraden.

Om man utgår från det kalorimetriska värmevärdet så är den teoretiskt beräknade verkningsgradsgränsen ca 80 % för att göra om en substans som stärkelse eller cellulosa till metan. Men mikroorganismerna förbrukar energi för sitt eget liv och den högsta verkningsgrad man uppmätt i laboratorium med ren cellulosa som råmaterial är ca 65 % av det kalorimetriska värmevärdet. För tidningspapper, där man även har med det onedbrytbara ligninet i materialet, ligger den högsta laboratoriemässiga verkningsgraden till metan på ca 38 %. Även om verkningsgraden i själva nedbrytningen blir hög så har man problemet att all biomassa i substratet inte blir tillräckligt utrötad. Häri ligger en hel del av förklaringen till att rötningsanläggningar får betydligt lägre energiverkningsgrad än den teoretiskt möjliga.

För blandat men rötningsbart hushållsavfall visar sig verkningsgraden i verkliga anläggningar ofta ligga mellan 20 och 40 %. 20 % kan man vara ganska säker på att få ut. Orsakerna till den låga och osäkra verkningsgraden är – förutom de redan nämnda – inhomogeniteter och variationer i råmaterial samt ekonomiska överväganden. Med det sista avses det faktum att en fullständig utrötning skulle ta lång tid. Om det sedan är värme, eller värme plus elkraft, man vill ha ut så kan gasförbränningen ske med hög verkningsgrad.

Förutom energiverkningsgrad att från innehållet av biomassa till biogas måste man beakta rötningsprocessernas behov av värme för pastörisering av substrat och elkraft för att driva anläggningen. Energibehoven varierar mellan processer och anläggningar men kan vara betydande. Det har rapporterats exempel på att 25% av gasproduktionen gått åt för detta och sedan tillkommer eltillförsel. En anläggning som rötar ett substrat som behöver pastöriseras kommer att ha en hög energiförbrukning av både gas och elkraft medan rötning i reningsverk genom inblandning i reningsprocessen och med substrat som ej behöver värmebehandlas helt säkert medför en ganska liten extra egenförbrukning för det marginella tillskottet av rötbart substrat.