Les produits chimiques noirs du pétrole polluent. Les verts issus de la biomasse ne le font pas. Ou est-ce vraiment si simple ? Pas nécessairement, comme démontré dans deux articles récemment publiés sur les analyses de cycle de vie (ACV) dans Durabilité de la nature et GCB Bioénergie .

« Le fait que quelque chose soit « bio » ne signifie pas toujours qu'il est meilleur. Cela dépend principalement des modes de production, des conditions de production et de l'utilisation de l'énergie à différentes étapes du cycle de vie. Par conséquent, en général, nous devons penser et évaluer l'ensemble du cycle de vie du produit pour identifier leurs impacts, " dit Ólafur Ögmundarson, chercheur au Novo Nordisk Foundation Center for Biosustainability (DTU Biosustain).

Dans cette étude, Ólafur Ögmundarson et ses collègues ont étudié comment les ACV peuvent nous guider vers des méthodes de production biochimiques plus durables. Une solution consiste à identifier les points chauds environnementaux problématiques dans le processus de production de produits biochimiques importants, qui dans ce cas sont des produits chimiques produits à partir de biomasse renouvelable avec fermentation microbienne.

Minimiser les solvants et l'énergie noire

Dans l'étude publiée dans GCB Bioénergie , les chercheurs se sont concentrés sur l'important acide lactique biochimique qui est principalement utilisé pour les bioplastiques. Même si ce produit biochimique n'existe pas dans une version dérivée du pétrole, l'ACV a montré quelques points chauds pour l'amélioration de l'apport de biomasse.

Par ailleurs, à partir de l'exemple de l'acide lactique, les auteurs ont vu quelques tendances générales. Par exemple, l'utilisation intensive de solvants peut avoir un impact négatif sur l'empreinte de durabilité de la biochimie. Cet impact négatif a été constaté même si les solvants étaient réutilisés, car ce processus est souvent très énergivore.

Une autre tendance générale est que l'utilisation de l'énergie noire dans la production peut transformer des produits biochimiques durables en alternatives polluantes.

On peut se demander si cela vaut la peine de fabriquer des produits chimiques de manière durable. La réponse est sans aucun doute « oui » si l'on veut une société durable qui ne dépend pas des combustibles fossiles. Par ailleurs, il y a une énorme marge d'amélioration, quand il s'agit de produits chimiques. En 2017, les produits chimiques de consommation représentaient environ 50 pour cent du marché des produits chimiques avec un chiffre d'affaires total d'env. 2 USD, 100 milliards. Par ailleurs, seulement environ 1 à 2 % de tous les produits chimiques sont bio-fabriqués aujourd'hui.

« Trouver des méthodes de production alternatives et durables pour les produits chimiques noirs est impératif et un problème urgent, " dit Ólafur Ögmundarson.

La biomasse marine peut devenir une partie de la solution

Aujourd'hui, l'acide lactique est produit à partir du sucre de maïs par des microbes. Dans l'évaluation, les chercheurs ont comparé le sucre de maïs avec la tige de maïs et les macroalgues à ses premiers stades de développement. Même si les macroalgues sont encore une matière première hypothétique pour les microbes, l'utilisation d'algues aura de nombreux avantages :elles n'occupent pas de terres agricoles, ils grandissent vite, et ils sont relativement faciles à manger pour les microbes par rapport à la biomasse des terres dures comme les feuilles et les arbres. Le principal défi avec les macroalgues est qu'elles doivent être séchées pour être transportées vers la bioraffinerie. Et comme le séchage est énergivore, les macro-algues se sont retrouvées avec un facteur de durabilité assez mauvais dans cette étude.

« Dans les endroits où les sources d'énergie sont principalement noires, ce processus de séchage aggravera encore le facteur durable. Mais si vous pouvez éviter de sécher les macroalgues et en même temps faire en sorte que les microbes se nourrissent de tous les différents sucres disponibles dans cette matière première, il peut devenir une alternative plus durable à l'utilisation du sucre. Mais les technologies sont encore trop immatures pour tirer des conclusions trop audacieuses, " dit gmundarson.

Nous avons besoin de plus d'ACV

Les chercheurs soulignent que nous avons besoin de plus d'ACV pour de nombreux produits biochimiques. Sans ceux-ci, vous essayez de résoudre un problème dans le noir.

« Dans trop de cas, il n'est pas clair si les impacts environnementaux réels des nouveaux bioproduits ont été calculés avant leur commercialisation. Cela peut avoir des conséquences très négatives car si vous découvrez trop tard si votre méthode et votre produit sont réellement plus polluants que les produits actuels sur le marché, vous n'avez pas le temps d'optimiser ces impacts négatifs, " il dit et continue :

"Nous, donc, recommander d'appliquer l'ACV dans la phase de développement des produits biochimiques de manière systématique pour identifier les points chauds de l'environnement à un stade précoce de développement. Cela donnera à d'autres scientifiques un outil pour orienter leurs recherches afin de développer des produits biochimiques véritablement durables sur le plan environnemental, alors qu'il y a encore de l'espace pour le changement. Cela accélérera la contribution de la biotechnologie pour résoudre les défis mondiaux en matière de développement durable. »

L'argent et la durabilité devraient aller de pair

Aujourd'hui, une ACV standardisée ne considère pas la viabilité économique d'un produit, par exemple. coût de production et d'investissement, marchés et prix. Pour corriger cela, chercheurs du Novo Nordisk Foundation Center for Biosustainability, en collaboration avec le groupe de recherche Quantitative Sustainability Assessment de DTU Management, travaillent sur la combinaison de la méthodologie ACV avec la techno-économie. Un Bilan Techno-Economique (TEA) analyse les performances technico-économiques d'un procédé, produit ou service. Ceci est fait afin d'évaluer à la fois la durabilité environnementale et économique des produits biochimiques émergents et futurs avec une fin durable à l'esprit.

Ólafur Ögmundarson est aujourd'hui affilié au Novo Nordisk Foundation Center for Biosustainability à travers le projet Horizon 2020 MIAMi, où il étudie le potentiel de durabilité, des points chauds et des opportunités dans la création d'agents anticancéreux spécifiques dans des hôtes de production microbienne au lieu de les extraire de plantes rares.