A produção de etanol a partir do bagaço de cana-de-açúcar vem sendo bastante estudada no intuito de aumentar o aproveitamento do bagaço residual da produção de álcool a partir da cana-de-açúcar. O presente trabalho teve como objetivo principal a concepção e avaliação do consumo energético de quatro fluxogramas de unidades produtoras de etanol de 2ª geração e estimar a demanda de bagaço dessas estruturas e estudar o impacto na produção de bagaço de três unidades produtoras de etanol de cana-de-açúcar. A avaliação do consumo energético se deu pela estimação do NEV (“Net Energy Value”) e do cálculo da relação input:output de energia. Os resultados mostram que o bagaço de cana-de-açúcar é uma biomassa com grande potencial para a produção de etanol, uma vez que ambos os fluxogramas propostos obtiveram altos rendimentos: 388,91 litros/tonelada de bagaço (planta piloto) e 314,98 litros/tonelada de bagaço (planta em larga escala). Porém, em relação ao consumo energético, ambas as plantas apresentaram NEVs negativos. Adicionalmente, a integração das plantas a usinas de cana-de-açúcar mostrou-se como uma alternativa viável, pois os NEVs estimados dos fluxogramas integrados foram positivos. A relação input:output de energia dos processos estudados mostra a não sustentabilidade energética do etanol produzido a partir do bagaço. Ao final do estudo, concluiu-se que a deslignificação é a etapa que mais demanda de energia dos processos sintetizados e compromete a sustentabilidade energética da produção de etanol de 2ª geração a partir do bagaço.