Introducción: La producción de energía a escala local en base a sistemas agroindustriales establecidos, desde un enfoque de sostenibilidad es un aspecto de vital importancia en la actualidad. El presente trabajo muestra resultados obtenidos en el campo de la bioenergía mediante la conversión termoquímica de biomasas para su integración a sistemas energéticos locales. Métodos: La investigación comprendió el estudio de varias biomasas cubanas, con potencial para la producción de energía, que no han sido previamente bien estudiadas. Entre las técnicas empleadas se encuentran el empleo de análisis próximo, último, termogravimetría, análisis de contenido de cenizas, su composición y su comportamiento, simulación de procesos, estudio de disponibilidad y su potencial energético, entre otros. Resultados: Se optimizó la obtención de aceites y biodiesel, así como se estudió en motores la durabilidad y cuáles son las mezclas combustibles más adecuadas para generalizar en el sector agrícola en Cuba. Se obtuvo una detallada base de datos con la caracterización integral de biomasas, así como la formulación y evaluación de emulsiones a partir de aceite de Jatropha y glicerol residual, con reducción de impacto ambiental, costos e incremento de eficiencia. Se estudió la producción de biomasa a partir de Chlorella vulgaris y su conversión en biodiesel. En el caso de las macroalgas, se analizó la factibilidad de su uso para la producción de aceite o para conversión termoquímica. En el trabajo se incluyen resultados de análisis de ciclo de vida y de impacto ambiental para algunas de las tecnologías y biomasas incluidas.