A contribuição de enzimas e produtos químicos de processo para o ciclo de vida do etanol

A maioria dos estudos de ciclo de vida de biocombustíveis não examinou o impacto de produtos químicos de processo e enzimas, ambos insumos necessários para a produção bioquímica e que variam dependendo da plataforma tecnológica (matéria-prima, pré-tratamento e sistema de hidrólise). Analisamos se essa omissão é justificada para tecnologias baseadas em açúcar. Desenvolvemos estudos de caso de ciclo de vida ('do poço ao tanque') para uma usina de moagem a seco de milho e para uma tecnologia de etanol lignocelulósico 'madura' e duas tecnologias lignocelulósicas de curto prazo. Os insumos de produtos químicos de processo e enzimas contribuem com apenas 3% do uso de energia fóssil e das emissões de gases de efeito estufa (GEE) para o etanol de milho. Assumindo uma melhoria considerável em comparação com o desempenho atual das enzimas, os insumos das tecnologias lignocelulósicas de curto prazo estudadas são responsáveis por 30%-40% do uso de energia fóssil e 30%-35% das emissões de GEE, o que não é uma fração insignificante, dado que esses modelos representam o desempenho da n-ésima planta dos desenvolvedores de tecnologia. Tecnologias maduras que assumem cargas químicas e de enzimas mais baixas, alta atividade específica das enzimas e produção no local utilizando energia renovável apresentariam melhorias significativas no desempenho. Embora as tecnologias lignocelulósicas modeladas ofereçam benefícios em relação ao etanol de milho atual ao reduzir a demanda de energia fóssil do ciclo de vida e as emissões de GEE em fatores de três e seis, alcançar esses níveis de desempenho requer pesquisa contínua e desenvolvimento da fabricação de sistemas de enzimas de baixa dosagem e alta atividade específica. Realizar os benefícios de combustíveis de baixo carbono através da conversão biológica de outra forma não será possível. Rastrear o desempenho tecnológico dos materiais de conversão de processo continua sendo um passo importante para medir o desempenho do ciclo de vida dos biocombustíveis.