Este artículo aborda los desafíos ambientales contemporáneos derivados del rápido crecimiento económico, el aumento del consumo energético, la expansión urbana y la creciente problemática de los residuos. El estudio explora la optimización de un sistema energético regional, considerando no solo el sector eléctrico, sino también los sectores de combustibles y energía térmica para el destino geográfico seleccionado. En este estudio, se explica la aplicación de la función de optimización Linprog en la herramienta de programación MATLAB para resolver la optimización del sistema energético regional con recursos renovables. El objetivo principal es desarrollar un modelo matemático que identifique la estructura óptima del balance energético, permitiendo la sustitución parcial de fuentes de hidrocarburos por biorrecursos y residuos en la generación de calor y electricidad, así como en el consumo de combustible para vehículos. El enfoque de modelado implica programación lineal e integra dos criterios clave: económico (costo de la energía para los consumidores) y ambiental (huella de carbono). La novedad de este enfoque reside en la aplicación del análisis del ciclo de vida para evaluar las posibles consecuencias ambientales. Los resultados revelan volúmenes de generación óptimos basados ​​en consideraciones económicas y ambientales. Al optimizar únicamente con criterios económicos, los residuos sólidos urbanos, junto con la energía eólica, emergen como la fuente preferida. Por el contrario, la optimización simultánea de los parámetros económicos y ambientales se alinea con el cálculo económico, demostrando un enfoque equilibrado del desarrollo sostenible.