Debido a la creciente demanda de energía y a los problemas ambientales relacionados con el uso de combustibles fósiles, se está volviendo tremendamente importante encontrar fuentes de energía alternativas. El bioetanol producido a partir de hierba de switch se considera una de las mejores alternativas a los combustibles fósiles. Este estudio desarrolla un enfoque de modelado de cadena de suministro en dos etapas que primero determina ubicaciones viables para construir biorefinerías basadas en hierba de switch en el estado de Dakota del Norte mediante el análisis de Sistemas de Información Geográfica (SIG). En la segunda etapa, se maximiza el beneficio de la correspondiente cadena de suministro de bioetanol a base de hierba de switch desarrollando un programa lineal mixto que tiene como objetivo comercializar la producción de bioetanol, mientras se incluyen los impactos del uso de energía y los costos de emisión de carbono en las decisiones de la cadena de suministro y la ubicación de las biorefinerías. Los resultados numéricos muestran que las emisiones de carbono y las penalizaciones por consumo de energía afectan las selecciones óptimas de biorefinerías y las decisiones de la cadena de suministro. Concluimos que no es necesario penalizar tanto las emisiones como el uso de energía simultáneamente para lograr beneficios ambientales deseables; de lo contrario, la cadena de suministro se vuelve no rentable. Además, imponer penalizaciones por emisiones o consumo de energía acerca el modelo de optimización a las fuentes de suministro, mientras que tiene costos de alquiler de tierras más altos. Tales políticas promoverían la producción sostenible de biomasa de segunda generación, disminuyendo así la dependencia de los combustibles fósiles.