La transformación de la biomasa de álamo en químicos, combustibles y productos derivados de la lignina mediante una biorrefinería integrada es esencial para aprovechar plenamente su potencial como materia prima sostenible y económicamente viable. Este estudio presenta un enfoque de biorrefinería de álamo utilizando un pretratamiento bifásico suave (ácido p-toluenosulfónico/pentanol + AlCl₃, 110 °C, 40 min) para producir múltiples productos plataforma bio-basados. El pretratamiento logró una fraccionación eficiente, con 83.2% de delignificación, 95.2% de eliminación de xilano y una pérdida mínima de celulosa (7.8%), permitiendo una producción de furfural en un solo paso con alto rendimiento (68.5%, 11.3 g/L). La hidrólisis enzimática del residuo rico en celulosa, combinada con la fermentación por Clostridium acetobutylicum, produjo una mezcla de bio-solventes de 16.2 g/L, incluyendo 10.5 g/L de butanol. La lignina despolimerizada se recuperó y se sometió a hidrogenólisis catalítica, obteniéndose 46.4% de monómeros, 9.3% de dímeros y 17.4% de oligómeros. El procesamiento anual de 140 Mt de biomasa de álamo a escala industrial podría generar importantes beneficios ambientales y económicos, evitando aproximadamente 64.12 Mt de emisiones de CO₂-eq y generando un estimado de USD 2.97 mil millones en beneficios socioeconómicos anuales. El análisis de sensibilidad confirmó que la disponibilidad de biomasa es el factor dominante que influye en la reducción de emisiones. La evaluación económica demostró una fuerte viabilidad financiera, con un valor presente neto agregado proyectado de USD 65.7 mil millones para una implementación nacional completa. Este trabajo establece una estrategia de biorrefinería holística y económicamente atractiva para la producción sostenible de químicos y combustibles bio-basados.