A cana-de-açúcar desempenha um papel fundamental na economia brasileira, sendo uma matéria-prima versátil, que impulsiona diversos setores. Além de ser a base para a produção de açúcar, um importante produto de exportação, a cana é essencial na fabricação de etanol e energia elétrica, contribuindo significativamente para a matriz energética do país. O desafio atual no setor está em expandir a produção das usinas de maneira ecologicamente responsável e sustentável, A gestão eficiente dos subprodutos provenientes da produção de etanol emerge como uma prioridade crucial. Esses subprodutos incluem bagaço, palha, vinhaça e torta filtro. Os dois primeiros resíduos podem ser aproveitados para a produção de energia nos sistemas de cogeração, biogás nos sistemas de biodigestão anaeróbica e podem também ser utilizados para gerar etanol de 2ª geração. Para esse último sistema, ainda é possível obter mais dois subprodutos, a torta de lignina e licor de pentoses. Com o intuito de maximizar as gerações energéticas, evitando o descarte indevido de rejeitos e reduzindo os impactos ambientais associados, o presente estudo se propôs a desenvolver uma análise técnico-ambiental, a partir de pesquisas bibliográficas dos possíveis rendimentos e utilizações de cada subproduto, e a partir desses dados gerar análises de diferentes cenários, compostos por combinações dos subprodutos das usinas de cana de açúcar (para o caso base, cenário 1, 2 e 3, o bagaço foi a principal biomassa utilizada; para os cenários 4, 5 e 6, a palha foi a principal biomassa utilizada; nos cenários 1 ao 6, a torta filtro e vinhaça foram utilizadas para biodigestão; nos cenários 3 e 6 houve a utilização da torta de lignina e licor de pentoses), e desenvolver cálculos de métricas energéticas e impactos ambientais a fim de se chegar a um cenário ótimo de aproveitamento desses materiais. Ao final concluímos que os cenários 1 e 3, quando comparados ao caso base, apresentaram os melhores resultados, com destaque para o cenário 3, com valores da razão entre a energia extraída na planta sobre os insumos energéticos iguais a 0,951 (0,717 para o caso base), uma geração de energia elétrica excedente de 234.012 MJ (113.309 MJ para o caso base), emitindo 193.797 kg CO2 (163.893 para o caso base), assim, apresentando um impacto líquido de 0,168 kg CO2/MJ etanol (0,167 kg CO2/MJ etanol).