A energia renovável tem ganhado especial importância na agropecuária brasileira, este sendo um dos principais setores econômicos do Brasil. Elevada quantidade de resíduos é gerada anualmente com potencial de codigestão e posterior produção de bioenergia. Segundo o Atlas de Bioenergia do estado de São Paulo, um dos grandes centros agroindustriais do País, a rota biotecnológica impactaria positivamente a matriz energética estadual em pelo menos 24%. A integração energética da agropecuária paulista poderia desenvolver novos mercados e trazer soluções inovadoras com produção sustentável e viável economicamente. Ainda, o apoio promovido pela Política Nacional de Biocombustíveis, Renovabio, permite acessar uma abrangente rede de produtores, transportadores e consumidores. Portanto, este estudo visa avaliar cenários econômicos de integração energética no setor agropecuário paulista a partir da produção do biogás convertido a biometano e bioeletricidade de forma a incorporar coprodutos com valor agregado. Inicialmente, o trabalho se baseia na seleção dos potenciais municípios produtores da agroindústria paulista apresentados no Atlas, seguido pela análise e discussão da valoração dos co-produtos gerados, e finalizado com a avaliação técnico-econômica de um estudo de caso com dados reais de hipotética integração entre uma usina de cana-de-açúcar, uma fazenda de café e uma suinocultura. Entre os resultados destacam a compilação de custos de aquisição e transporte correlacionados com suas composições bioquímicas onde os cosubstratos de milho e laranja são os mais elevados e os dejetos bovinos, suínos, e vinhaça são mais acessíveis; o calendário de disponibilidade de co-produtos das culturas energéticas canade-açúcar, milho, laranja, soja, café e da criação animal (bovino, suíno e avícola) indica necessidade de resíduos sólidos na entressafra, e evidencia a viabilidade em se produzir biometano ao invés de bioeletricidade. Neste estudo de caso, os créditos de descarbonização obtidos do biometano duplicaram a rentabilidade de plantas integradas em escala industrial. As informações detalhadas podem auxiliar na tomada de decisão de novos investimentos com este novo modelo de negócio, trazendo benefícios socio-econômicos para a futura expansão da bioenergia no País. Esta metodologia é aplicável para qualquer região onde há concentração de produção agroindustrial. O modelo de negócio de integração agropecuária traz uma sinergia econômica-social com antecipação de impactos ambientais no meio rural, com alternativa para destinação e valoração dos resíduos.