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產業技術評析

由碳中和到負碳排的紡織產業發展趨勢
發表日期:2022-03-02
作者:巫佳宜(紡織所)
摘要:
本文介紹國際紡織企業投入節能減碳設備案例,以及紡織產業運用二氧化碳做為再生資源發展負碳產品的案例。

全文:

一、前言
 

聯合國政府間氣候變化專門委員會(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC)的所有報告均清楚闡述二氧化碳和其他溫室氣體(GHG)對全球暖化的影響,因此各行各業都承諾減少直接和間接的碳排放,希望在未來某個時間點實現碳中和。在朝向碳中和過程除需要將石化能源轉變為可再生能源外,另一個更容易達到減少碳排放的方法,是投資購買新的高效率設備以達到節能減碳的效果。但目前而言,尤其是製造業,仍然存在無法消除的溫室氣體排放,很少有人認為抵消它們是可行的長期解決方案。儘管產業界對於實現碳中和做出許多承諾,但正如2021年8月發布的IPCC第六次評估報告所述,現實情況是二氧化碳排放量仍持續增加。因此減碳相關的技術與解決方案仍將是近期產業內的重要議題。

以下本文介紹國際紡織企業投入節能減碳設備案例,以及紡織產業運用二氧化碳做為再生資源發展負碳產品的案例。
 

二、國際紡織企業投入節能減碳設備案例
 

案例1:以色列尼龍6.6生產商Nilit

擁有和操作其設施的纖維生產商和紡織廠正在投資於節能和減少碳排放措施。2020年初,總部位於以色列的尼龍6.6生產商Nilit用天然氣替代燃油,宣稱此舉可將其二氧化碳排放量減少40%,並將二氧化硫等有毒氣體排放量降至零。

案例2:義大利Carvico集團旗下布廠Eurojersey

義大利布廠Eurojersey在2019年安裝了一個新的中央加熱廠,將甲烷氣體排放量減少217,000立方公分,相當於434噸二氧化碳。此外,為提高印花Sensitive®織物的洗滌過程效率而進行的投資,已使2017年至2019年間用水量減少了8%,相當於節省了4,000萬升的水。另外,2019年Eurojersey安裝了一系列新的太陽能板,可產生約70,000 kWh的電力,滿足其運輸倉庫的能源需求。

案例3:瑞士創新機能布廠Schoeller

Schoeller位於瑞士Sevelen總部的屋頂也安裝了太陽能板(參見圖1),該公司在2019年投資700,000瑞士法郎(約649,000歐元)安裝2,838個太陽能模組。這些太陽能模組在2020年即提供了950,000 kWh的太陽能,Schoeller已將其85%的能源用於自家營運,並節省了約85,000瑞士法郎。剩下15%的電力回饋到電網並供外部消費者使用,預計2027年以前該投資應能回收成本。
 

圖1 Schoeller位於瑞士Sevelen總部的屋頂安裝太陽能板

資料來源:Schoeller公司
圖1 Schoeller位於瑞士Sevelen總部的屋頂安裝太陽能板
 

案例4:奧地利人造纖維素纖維生產商Lenzing

奧地利人造纖維素纖維生產商Lenzing,自2019年以來投資1億歐元來最佳化生產流程以達到在2030年溫室氣體排放量減半、2050年完成碳中和的目標。其中,4,000萬歐元用於奧地利的主要設施中新建空氣淨化和硫磺回收工廠,預計將使公司的二氧化碳排放量減少15,000 噸。這些措施與抵消計劃相結合,使Lenzing能夠銷售經過碳中和認證的Tencel品牌lyocell纖維和modal纖維。Lenzing在碳排放能被完全消除之前,將透過支持地區上與紡織業相關經認證的減少碳排放專案來抵消碳排放。
 

三、以二氧化碳作為可再生資源案例
 

並非所有的碳排放都可以消除,且二氧化碳也並非都是壞事。二氧化碳不僅在光合作用中扮演重要的角色外,也有機會取代石化資源,發展可再生碳。

德國研究實驗室Nova Institute在2020年9月,結合包括Lenzing、LanzaTech、BASF等在內的多家歐洲化學品和材料供應商發起可再生碳倡議(Renewable Carbon Initiative, RCI),鼓勵企業將化石資源轉換為可再生碳(參見圖2、圖3)。Nova Institute估計,目前84%的碳使用來自石化資源、10%來自生物質、5%來自回收利用,僅0.5%來自大氣或工業二氧化碳煙霧。Nova Institute想像未來能有55%的碳使用來自二氧化碳回收再利用、20%來自生物質和25%源自大氣或工業二氧化碳煙霧。
 

圖2 可再生碳倡議鼓勵企業逐步淘汰化石資源,轉而使用可再生碳

資料來源:https://renewable-carbon-initiative.com/
圖2 可再生碳倡議鼓勵企業逐步淘汰化石資源,轉而使用可再生碳
 

圖3 Renewable Carbon Initiative成員

資料來源:https://renewable-carbon-initiative.com/
圖3 Renewable Carbon Initiative成員
 

雖然空氣中的二氧化碳排放是污染源,但二氧化碳也可以成為製造化學品和材料的原料, 因此,清理工廠的碳排放可以將負債轉化為資產,並創造新的收入來源。以下介紹以二氧化碳作為可再生資源的案例:

1. LanzaTech

總部位於美國芝加哥的生物技術公司LanzaTech利用合成生物學技術改造一種來自於兔腸道的梭菌,將各種工業或家庭廢物來源的一氧化碳廢碳源發酵產生乙醇,實現循環再利用。一氧化碳可以直接在現場、煉鋼廠(中國和歐洲)、城市廢棄物處理設施(日本)或農業殘留物(印度)中直接獲取並轉化,這項技術大約可在四到六年內回收成本。

透過「Carbon Smart」技術平台,LanzaTech與遠東新世紀合作開發聚酯紗線和紡織品,並由加拿大運動服品牌Lululemon使用這些紗線開發「負碳」運動服裝。LanzaTech公司不打算止步於纖維,並計劃利用其碳回收技術為紡織產業製造其他化學品。

2. Graviky Labs

位於美國Massachusetts州Cambridge和印度新德里的Graviky Labs公司開發了一種由溫室氣體排放物製成的黑色墨水。Graviky Labs將所開發的濾管「Kaalink」裝在汽機車的石油發動機上,濾管大約能捕捉石油廢氣內95%的煤炭煙塵,並使用它來製造不同等級的油墨和塗料。Graviky Labs聯合創辦人Nikhil Kaushik在2020年7月的Fashion For Good網路研討會上表示,總含量的30-40%是來自「回收碳」,其餘60-70%是傳統黏著劑。Graviky Labs的最終目標是100% 來自回收的二氧化碳的墨水成分。以永續為導向的品牌Pangaia已使用Graviky Labs之以二氧化碳為成份的墨水印刷其包裝。

3. Climeworks

瑞士公司Climeworks也是專門從事二氧化碳捕獲技術的公司。該公司透過吸附-解吸過程直接從環境空氣中過濾出CO2,並預計將在五年內推出商業化產品。
 

四、負碳排材料
 

因為這材料可以去除空氣中的二氧化碳,所以它們也可以是「負碳排」,條件是它們在製造過程中不會燃燒等量的化石碳。這將需要大規模分析投入和產出,而這些公司中大部份公司尚未達到這點。

1. Origin Materials

位於美國加州Sacramento的Origin Materials公司過去十年中,一直致力於將木材工業殘留物轉化為塑料和紡織品的基礎材料,近期更聚焦於將其技術推廣為負碳排解決方案,該技術平台據說能夠生產糠醛(Chloromethyl Furfural, CMF)或熱液碳(Hydrothermal Carbon, HTC),並用於製造聚酯纖維。Origin Materials的第一座商業化工廠預計將於2022年投入營運,第二座則預計於2025年投入營運,並且計劃在未來十年內進一步擴大規模。

Origin Materials與 PrimaLoft於2021年4月組成策略聯盟,希望在未來三~四年內開發負碳高機能隔熱纖維。

2. Living Ink

池塘內的螺旋藻主要透過吸收陽光、水、二氧化碳而成長。美國Living Ink公司將藻類生命週期內吸收的二氧化碳密封起來,防止其回到大氣,並將黑色粉末純化並與水基黏合劑混合,製成黑藻墨水。美國戶外品牌Patagonia將使用Living Ink印製吊牌、英國永續新創品牌Pangaia將使用它來包裝、英國男裝運動品牌Vollebak將透過網版印花將Living Ink負碳螺旋藻墨水印製於Vollebak Black AlgaeT恤(參見圖4)。
 

圖4 Vollebak Black Algae T Shirt

資料來源:Vollebak
圖4 Vollebak Black Algae T Shirt
 

五、結論
 

因應減碳趨勢,國際服飾品牌如Lululemon、NIKE、On Running、Zara、Pangaia 、Vollebak等亦自2021年起運用LanzaTech、Graviky Labs等公司技術陸續推出「負碳產品」,預期「碳相關」的技術及產品將在近年內持續發展,值得後續關注。
 

六、參考文獻
 

1. https://www.sensitivefabrics.it/achived-results/
2. Renewable Carbon Initiative:https://renewable-carbon-initiative.com/
3. LanzaTech:https://www.lanzatech.com/
4. Origin Materials:https://www.originmaterials.com/technology
5. Living Ink:https://livingink.co/
 

(本文作者為紡織所執行產業技術基磐研究與知識服務計畫產業分析師)


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更新日期:2020-04-08

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