Gdy myślimy o wartości konopi, często skupiamy się na tej części rośliny, która staje się produktem końcowym: nasionach tłoczonych na olej, włóknach przetwarzanych na tekstylia czy kwiatach poddawanych obróbce w celu pozyskania kannabinoidów. Jednak naukowcy i przedstawiciele przemysłu zadają coraz ważniejsze pytanie: co dzieje się ze wszystkim, co pozostaje? Najnowsze badania analizują, jak produkty uboczne i pozostałości z przetwarzania konopi można byłoby przekształcić w składniki pasz dla zwierząt, materiały budowlane i opakowaniowe, produkty na bazie węgla oraz inne surowce przemysłowe. Zamiast traktować łodygi, paździerze, makuch z nasion, liście czy zużytą biomasę wyłącznie jako odpady, można potencjalnie wykorzystać je jako surowce w kolejnym procesie. Na tym polega idea gospodarki opartej na całej roślinie konopi.

Konopie są szczególnie interesujące dla biogospodarki o obiegu zamkniętym, ponieważ poszczególne części rośliny mają bardzo różne właściwości. Długie włókna łykowe w łodydze można wykorzystywać w tekstyliach i materiałach kompozytowych, a zdrewniała część wewnętrzna, znana jako paździerze, może znaleźć zastosowanie w materiałach budowlanych, ściółce dla zwierząt i biokompozytach. Nasiona mogą dostarczać składników żywności i cennego oleju, a materiał pozostały po ich tłoczeniu — często nazywany makuchem lub śrutą z nasion konopi — nadal zawiera białko, błonnik i resztkowy olej. Do tego dochodzą liście, kwiaty oraz biomasa pozostająca po ekstrakcji kannabinoidów. Tradycyjnie niektóre z tych frakcji miały stosunkowo niewielką wartość ekonomiczną. Dziś naukowcy pytają, czy możemy wykorzystać je lepiej.

Zasadę tę opisuje się niekiedy jako wykorzystanie kaskadowe. Zamiast wybierać jedno przeznaczenie dla danej uprawy, przetwórcy starają się najpierw pozyskać składniki o najwyższej wartości, a następnie szukają kolejnych użytecznych zastosowań dla tego, co pozostaje. Wyobraźmy sobie nasiona konopi jako prosty przykład. Najpierw można pozyskać olej. Pozostały materiał bogaty w białko może mieć potencjał jako składnik żywności lub paszy. Inne pozostałości mogłyby następnie zostać przetworzone w biomateriały, produkty fermentowane, energię lub materiały bogate w węgiel. Jeden zbiór może więc potencjalnie generować kilka strumieni wartości.

Żywienie zwierząt to jeden z obszarów budzących duże zainteresowanie badaczy. Makuch i śruta z nasion konopi są szczególnie interesujące, ponieważ po pozyskaniu oleju zachowują białko i kwasy tłuszczowe. W pracach przeglądowych analizowano materiały pochodzące z konopi w żywieniu drobiu, bydła, owiec i świń oraz w akwakulturze, a badania sugerują, że niektóre produkty współtowarzyszące przetwarzaniu nasion konopi mogłyby potencjalnie służyć jako alternatywne lub uzupełniające składniki pasz. W przypadku innych części rośliny sytuacja jest bardziej złożona. Badania wykazały znaczne różnice między liśćmi, łodygami i innymi frakcjami konopi pod względem strawności składników odżywczych oraz stężeń kannabinoidów. Na przykład liście mogą dostarczać przydatnych składników odżywczych, ale stężenia kannabinoidów w liściach i kwiatach mogą też być wyższe. To rozróżnienie ma znaczenie. Zanim niektóre materiały z konopi zostaną szeroko przyjęte jako pasza dla zwierząt gospodarskich, należy dokładnie ocenić kwestie dopuszczenia przez właściwe organy, pozostałości kannabinoidów i ich możliwego przenikania do żywności pochodzenia zwierzęcego, takiej jak mięso czy mleko. Biomasy konopnej nie należy zatem automatycznie uznawać za odpowiednią paszę tylko dlatego, że pochodzi z rośliny.

Inne pozostałości mogą mieć zupełnie inne przeznaczenie. Łodygi konopi i inna biomasa lignocelulozowa zawierają węgiel, który potencjalnie można przekształcić w biowęgiel i inne materiały bogate w węgiel w procesach takich jak piroliza. Biowęgiel jest badany pod kątem zastosowań obejmujących poprawę właściwości gleby, zarządzanie węglem, adsorpcję i technologie środowiskowe. Naukowcy analizują również równowagę między odzyskiwaniem energii z biomasy konopnej a zatrzymywaniem węgla w użytecznych materiałach stałych. Otwiera to interesującą możliwość: biomasa pozostała po usunięciu składników o wyższej wartości może nadal mieć użyteczne właściwości na samym końcu łańcucha przetwarzania.

Składniki strukturalne konopi oferują jeszcze jedną ścieżkę wykorzystania. Dekortykacja oddziela mocne zewnętrzne włókna łykowe od zdrewniałych paździerzy. Frakcje te mogą trafiać do bardzo różnych gałęzi przemysłu, w tym tekstylnego, opakowaniowego i budowlanego, oraz do produkcji biokompozytów. W tym kontekście pozostałość rolnicza zaczyna przypominać bardziej surowiec przemysłowy niż odpad. Łodyga konopi zawiera celulozę, ligninę, włókna i węgiel w strukturze ukształtowanej przez procesy biologiczne. Jeśli składniki te można skutecznie oddzielić i przetworzyć, każdy z nich może mieć wartość w innej części gospodarki.

Być może najciekawszy aspekt podejścia opartego na wykorzystaniu całej rośliny jest ekonomiczny. Jeśli rolnicy i przetwórcy mogą sprzedawać kilka frakcji z tej samej uprawy, zamiast polegać na jednym głównym produkcie, mogą pojawić się dodatkowe źródła przychodów. Jednocześnie znalezienie zastosowań dla pozostałości z przetwarzania mogłoby zmniejszyć potrzebę ich zagospodarowania jako odpadów i poprawić ogólną efektywność wykorzystania zasobów. Nie oznacza to automatycznie, że każde zastosowanie konopi jest zrównoważone. Przetwarzanie wymaga energii, transport ma znaczenie, dla powstałych produktów muszą istnieć rynki zbytu, a oceny cyklu życia i analizy ekonomiczne pozostają ważne. Najlepsze rozwiązanie będzie zależeć od tego, gdzie uprawia się konopie, jak są przetwarzane i jaka infrastruktura jest dostępna w pobliżu.

Przyszła gospodarka konopna może więc nie opierać się na jednym cudownym produkcie. Może opierać się na czymś znacznie bardziej praktycznym: uczeniu się, jak wykorzystać więcej tego, co roślina już nam daje. Olej, białko, włókna, paździerze, ekstrakty, biomateriały, składniki pasz i produkty węglowe mogłyby w coraz większym stopniu stawać się powiązanymi elementami tego samego łańcucha wartości. W biogospodarce o obiegu zamkniętym pytanie nie brzmi już tylko: „Co możemy wytworzyć z konopi?” Coraz częściej przyjmuje ono postać: „Ile wartości możemy uzyskać z całej rośliny, zanim cokolwiek zostanie uznane za odpad?”