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Este trabalho analisa o papel da bioeconomia e das soluções biotecnológicas na redução de emissões de carbono, frente aos desafios ambientais globais. Com base em uma revisão sistemática crítica de literatura (PRISMA), são identificadas as tecnologias mais promissoras tais como biocombustíveis de terceira geração, bioenergia com captura e armazenamento de carbono (BECCS) e biorremediação microbiana, que tem sua viabilidade técnica, econômica e social discutidas. O estudo revela que, embora essas soluções tenham grande potencial mitigador, enfrentam barreiras estruturais, como altos custos de implementação, riscos à biodiversidade e desafios de escalabilidade. Destaca-se também o papel crucial das políticas públicas e da governança multinível para viabilizar a transição para modelos sustentáveis, sendo o programa RenovaBio citado como exemplo exitoso. Além disso, práticas de agricultura de baixo carbono, como ILPF e biodigestores, são apontadas como estratégias eficazes na integração entre mitigação e desenvolvimento socioeconômico. Assim, conclui-se que a eficácia da bioeconomia depende de uma abordagem sistêmica que alie inovação tecnológica, regulamentação ambiental rigorosa e inclusão social, sendo fundamental para alinhar o Brasil aos compromissos do Acordo de Paris e aos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS).
