Om du gör din bioprodukt 100 % hållbar kan den bli alldeles för dyr att producera. Om du gör det mindre miljövänligt, du får, vid något tillfälle, sluta med att ha en genomförbar produkt som kan konkurrera på marknadsvillkor. Men är det fortfarande hållbart?

Detta balanseringsspel är väldigt verkligt för många företag som producerar biokemikalier; det vill säga kemikalier framställda av biomassa istället för petroleum som kemikalier konventionellt tillverkas av.

Nu, en grupp forskare som specialiserat sig på så kallad teknisk-ekonomisk analys (TEA) och livscykelanalyser (LCA) har kommit fram till ett ramverk för att underlätta denna balansering. Ramverket är viktigt för att fatta välgrundade beslut, förklarar Adjunct och första författare bakom en nyligen genomförd studie i Trender inom bioteknik , Ólafur Ögmundarson:

"Genom att kombinera ekonomiska och miljömässiga effekter i en monetär poäng kan vi mäta avvägningarna mellan dessa två indikatorer när vi bedömer hållbarheten för biokemikalier eller biokemiska processer. Detta är nödvändigt, eftersom biokemikalier inte per standard är hållbara bara för att de är biobaserade, " han säger.

Ólafur Ögmundarson, nu adjungerad vid Islands universitet, är tidigare Senior Sustainable-Innovation Manager vid The Novo Nordisk Foundation Center for Biosustainability vid DTU, där han och hans DTU-medarbetare utförde det mesta av denna forskning.

Att flytta bördan

Med detta ramverk, forsknings- och utvecklingsenheter – både vid universitet och företag – kan bedöma biokemikaliers verkliga hållbarhet och optimera prestandan både ur miljömässig och ekonomisk synvinkel.

I grund och botten, ramverket kan användas för att hitta hotspots, eller särskilt problematiska steg, i produktionsprocessen och hjälpa företaget att flytta bördan på balansen för att hitta den gyllene plats där ekonomi och hållbarhet väger tyngre än varandra.

"Det finns mycket att vinna på att tillämpa båda metoderna för en verkligt hållbar framtid, eftersom vi alla behöver kemikalier och deras olika tillämpningar. Vi behöver bara att de är hållbara!"

Användbar i tidig utvecklingsfas

Detta ramverk gör det möjligt att utveckla hållbara biokemikalier genom att välja rätt biomassainsats, jäsningsprocess, nedströmsprocesser etc. för en given bioförening.

Utan att bedöma både den miljömässiga och ekonomiska hållbarheten från ett tidigt utvecklingsstadium, företag kan sluta med några steg med hög skada som kan, eller borde, elimineras.

"Ramverket kan visa att det i ett tidigt skede av utvecklingen är möjligt att optimera ett visst produktionssteg för att få högsta avkastning på investeringen och samtidigt orsaka lägsta miljöpåverkan. Detta ramverk är ett sätt att bedöma den fulla effekten av en produkt eller process – inte bara titta på vare sig ekonomi eller hållbarhet, vilket tyvärr är ganska vanligt idag."

Pengar pratar

För att göra en TEA-LCA-bedömning och sluta med en monetär poäng för en given bioprodukt, forskarna var tvungna att översätta miljöpåverkan till ett monetärt värde för att direkt kunna jämföra ekonomi och hållbarhetsfaktorer. Detta är absolut nödvändigt, Ólafur Ögmundarson förklarar:

"Låt oss ta ett exempel. En ny molekyl utvecklas i ett laboratorium. Den visar på stor marknadspotential, och den ekonomiska indikatorn är, därför, Bra. Detta trots att mycket energi, giftiga kemikalier och vatten används i produktionsprocessen. Eftersom dessa insatser är billiga, de har ingen inverkan på den ekonomiska indikatorn. Men de har en enorm negativ miljöpåverkan. Så, miljöindikatorerna måste omvandlas till pengar för att räknas lika i ramverket."

Djävulen finns i detaljen

Tyvärr, detta ramverk är inte "plug-and-play" för vanliga människor och kräver fortfarande mycket kunskap om TEA och LCA.

"Att skapa ett onlineverktyg som alla kan använda skulle självklart, vara idealisk, men det är inte heller lätt. Djävulen finns i detaljen. Vi behöver känna till de beräknade materialen som behövs och energitillförsel och -utgångar för de olika processtegen. Så, baserat på den nuvarande inställningen av ramverket, enskilda fall måste bedömas självständigt."

Går framåt, forskarna hoppas kunna utveckla detta ramverk ytterligare. Detta inkluderar att utforska andra sätt att tjäna pengar på miljöskador och utöka vilka kostnader som ingår i beräkningarna.

"Vi måste hitta ett sätt att inkludera den sociala pelaren av hållbarhet i ramverket; arbetstagares rättigheter, arbetsvillkor, lön mm och vi ser gärna samarbete kring att utveckla ramverket ytterligare. Det gäller både forskare och företag, " avslutar han.