La generación de energía descentralizada a partir de combustibles renovables es una alternativa a la dependencia energética y a la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero, siendo el biogás una opción prometedora. Brasil, como el segundo mayor productor de etanol, genera varios subproductos en la producción de este biocombustible que podrían ser utilizados para la producción de biogás. En este estudio, se evaluó el potencial de producción de biogás y generación de electricidad a partir de biogás. Además, se realizó un análisis económico con cálculos del valor presente neto descontado (VPN), tasa interna de retorno (TIR), retorno de la inversión (ROI), costo nivelado de electricidad (LCOE) y análisis de sensibilidad relacionado con la implementación de la digestión anaeróbica de vinaza y la co-digestión de vinaza y torta de filtro en siete ingenios azucareros en el estado de Paraná, Brasil. Los resultados demostraron que la co-digestión y mayores capacidades de molienda de caña de azúcar benefician la generación de biogás y los aspectos económicos. Además, la implementación de la digestión anaeróbica para la producción de electricidad fue viable en todos los escenarios, lo que indica que el biogás del sector de la caña de azúcar podría ser una alternativa viable para la generación de energía descentralizada.