Life Cycle Assessment and Social Benefits of Producing Bioplastic Polyhydroxyalkanoates (PHAs) via Integrating Electrochemical CO <sub>2</sub> Conversion and Microbial Fermentation
Notice bibliographique
Résumé
Integrating the carbon dioxide reduction reaction (CO 2 RR) with fermentation to produce polyhydroxyalkanoates (PHAs) offers a novel and cutting-edge approach to synthesizing bioplastics compared with other state-of-the-art technologies, such as fossil fuel-based plastics and other renewable-sourced plastic production routes. However, the sustainability of this type of integrated chemical and biological process has not been quantitatively assessed, and the environmental impacts and potential social benefits have not been analyzed. In this study, rigorous life cycle analyses and a comprehensive environmental impact analysis were performed to evaluate CO 2 RR-based PHA products, encompassing both raw material sources and polymer production. Sensitivity and scenario analyses were conducted to evaluate its potential for sustainability, including the social benefits associated with end-of-life management. In the base scenario using the US electricity mix without byproduct displacement, the system resulted in net emissions of 176.3 kg of CO 2 e per kg of PHA, which establishes the baseline for comparison. The results show that, compared to fossil fuel-based plastics, CO 2 RR-based PHA has the potential to reduce carbon emissions by up to 80.34 kg of CO 2 e/kg of PHA when utilizing renewable energy and byproducts. The identified factors, such as PHA yield, the intermediate (C2+) production rate, and nutrient utilization, are key parameters responsible for up to 108% of the variance in greenhouse gas (GHG) emissions and other environmental performance. Considering the conversion and end-of-life management, CO 2 RR-based PHA has the potential to reduce up to 84.84 kg CO 2 e/kg PHA. In terms of social benefits, this process can avoid total social damage costs of about $1.45 trillion, which is nearly twice the global plastic industry market value. However, under less favorable conditions, the process could increase emissions, resulting in an additional $69 billion in social damage. Overall, the findings suggest that converting CO 2 to PHA via an electro-biointegrated pathway offers a promising pathway to reduce GHG emissions and associated environmental and social impacts compared to fossil-based and other renewable plastics.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».