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產業技術評析

紡織業循環永續新解-用酵素分解紡織品
發表日期:2024-04-24
作者:Tnet全球紡織資訊網(紡織所)
摘要:
長期以來,全球紡織品在製造及消費後,廢棄物對環境造成污染常遭到詬病。

全文:

長期以來,全球紡織品在製造及消費後,廢棄物對環境造成污染常遭到詬病。非營利組織Textile Exchange於2023年12月發布的調查報告中顯示,過去20年間全球纖維生產量幾乎是倍數成長,從2000年的5800萬噸,增加至2022年的1.16億噸,創下歷史新高紀錄,若依目前速度持續發展,預估2030年全球纖維總產量將達到1.47億噸;全球纖維紡織品消費市場的快速成長,勢必對當今紡織業推動循環永續造成更大的壓力。尤其,Textile Exchange 統計2022年全球再生纖維的生產量占所有纖維產量比重再度呈現下降趨勢,從2021年的8.5%,下降至2022年的7.9%,其中大多數再生纖維的製造原料還是來自於回收寶特瓶為原料所製造生產,只有不到1%是使用來自於紡織品到紡織品的原料生產。

未來若要解決紡織業的永續循環問題,勢必要將再生紡織品的原料範圍擴大到紡織品到紡織品製程,才能有效擴大再生紡織品的產量及回收速度。目前全球紡織品到紡織品的回收技術關注於化學回收製程。主要多採用溶劑(如:甲醇和乙二醇)將聚酯解聚回原始單體乙二醇(MEG) 和純對苯二甲酸(PTA)後,再製成新的聚酯紡織品;另一則是為不使用溶劑分解的製程,以「酵素分解」聚酯、尼龍紡織品,同樣可以解聚至原始單體後再製成聚酯、尼龍紡織品,可望讓合成纖維的回收再製進入真正的循環經濟,有效降低環境成本。

一、法國新創企業Carbios的酵素分解聚酯纖維重新再製技術

法國新創公司Carbios是由Truffle Capital在2011年成立的綠色生物科技公司,主要致力於開發生物創新製程。Carbios憑藉獨特的酵素與塑膠結合的方法來應付當今時代的主要挑戰:塑膠和紡織品回收再製,以因應當今消費者對永續環保環境的期待和生態轉型需求。

Carbios將各類型聚酯塑膠合成物,包括:聚酯瓶、托盤、紡織品等,分解成單體後再聚合並重新使用,生產出與原塑膠品質相當的再製品。Carbios第一個商業規模的聚酯包裝生物回收廠在2023年10月於法國Longlavill興建完成,佔地13.7公頃,毗鄰其戰略合作夥伴 Indorama Ventures的現有聚酯生產工廠。這項最先進的設施計劃於2025年投入使用,可為聚酯廢棄物提供具規模經濟的酵素回收解決方案。Carbios的聚酯回收技術為原生化石原料提供替代性再生材料,該廠每年將處理5萬噸消費後聚酯廢棄物,相當於回收處理20億個有色聚酯瓶,或25億個聚酯製食品托盤,這些廢棄物更可轉化為4.5萬噸的PTA和MEG,同時將創造150個直接和間接就業機會。

針對聚酯紡織品廢棄物處理方面,Carbios和總部位於泰國的Indorama Ventures亦合作開發聚酯紡織品的回收再製生產線,這條自動化生產線位於該公司在Clermont-Ferrand的示範工廠,可透過Carbios的酵素生物回收製程將舊服裝或邊角廢料再轉化為聚酯原料;該生產線已經整合多項回收製程,包括:撕碎和提取鈕釦、拉鍊和其他扣件等組件。Carbios表示,這條生產線將幫助公司在2024~2025年擴大工廠的聚酯生物回收能力。未來,公司將致力於促進與當地紡織業的收集和分類功能,以便於能充分提供篩選後的可再利用回收紡織品。

目前,全球紡織廢料中只有13%被回收,其餘87%被掩埋或焚燒,且在紡織品分類和準備基礎設施方面仍相當欠缺,嚴重妨礙紡織品到紡織品的回收發展。全球丟棄後的紡織品平均收集率僅為15%~20%,大多數廢棄紡織品從西半球運往非洲、亞洲或拉丁美洲進行分類,但大部分最終仍進入垃圾場。Carbios執行長Emmanuel Ladent表示:「紡織品準備將會是回收的重要步驟,沒有紡織品回收、分類解決方案,也就沒有紡織品循環發展。」現代服裝通常由複雜的混紡布料製成。由於分離這些紡織品中的不同纖維相當具有挑戰性,目前大多數紡織品都是手工分類,導致回收後可用的原料量偏低;尤其是相關配件,如鈕釦等雜物的添加使回收過程更加複雜。

至今,Carbios的回收產線已直接整合到生物回收製程中,可以實現閉鎖循環『纖維到纖維』回收。Carbios開發此獨特且可持續的技術,系採用其專利酵素,僅會作用於回收紡織品中的聚酯成分。因此可以直接回收混合紡織品,從而減少目前機械回收方法所需的大量分類。雖然,Carbios是使用酵素來解聚並分離混紡紡織品中的聚酯成分,但在此之前,仍必須將紡織品切碎,並去除鈕釦和拉鍊等配件才能進入解聚階段,生產線目前每小時能夠分離處理300公斤紡織品。

為加快紡織品的回收腳步,Carbios於2022年與On、Patagonia、PUMA 和Salomon創立「纖維到纖維聯盟(Fiber-to-Fiber Consortium)。並且在2023年2月,Calvin Klein和Tommy Hilfiger母公司PVH Corp.也加入該聯盟,並規範聯盟成員將會提供回收的流行服裝、內衣、鞋類和運動服產品。目標是在2024年實現示範工廠的規模化紡織品生物回收,並計畫在2025年開始規範收集歐洲各地紡織品,將強制要求對紡織品廢棄物進行單獨收集,目標是到2030年對紡織品實施最低回收含量標準。

二、澳洲新創公司Samsara Eco的酵素分解塑膠可無限回收循環技術

澳洲新創公司Samsara Eco是由澳洲國立大學(Australian National University)在2021年建立的新創公司,命名自印度宗教的生死輪迴,所有生命、物質的無限重生與循環。不到3年時間,已經獲得澳洲最大連鎖超市Woolworths集團和澳洲最大國家級科研中心「聯邦科學暨工業研究院」(CSIRO)的肯定投資。

傳統的塑膠回收方式,是將塑膠切碎再高熱融化,這種作法面臨很多挑戰,如保鮮膜等軟塑料、彩色塑料難以回收、必須仔細分類、還有降級回收的問題。Samsara Eco提出的解方是:「吃塑膠」的酵素。其酵素能在一小時內分解塑膠,可重組成不同產品,包括食品級的塑膠等,讓產品生命週期結束後再度重生循環。其製程無須事先分開有色塑膠,因為無論是透明、彩色、多層、聚酯纖維、尼龍、PU(聚氨酯)或混合塑料,皆可以有條件的回收循環再利用,且聚酯和聚酯纖維的再生率可以超過95%,重新製品品質不變。Samsara Eco的共同創辦人兼執行長Paul Riley表示「Samsara的再生塑膠在外觀和性能上可以與原生塑膠一樣,並且減少環境成本的產生。」,甚至豪語表示:「我們再也不必用石化等原始素材生產塑膠,更可以減少塑膠進入海洋和掩埋場造成環境污染,讓塑膠正式進入循環經濟時代。」。雖然,Samsara Eco不是全球第一家用酵素分解塑膠的公司,但Samsara Eco其製程可在1小時內分解塑膠,較其他酵素分解塑膠的製程約需要10~12小時,具有更高效率。

2022年Samsara Eco已經有建造一座試點工廠,產能是每天可以分解20噸廢塑膠,隨後在2023年建立第一座回收工廠,每年能處理超過2萬噸的廢塑膠,主要回收產品為聚酯塑膠(寶特瓶)和聚酯纖維。

在與紡織業永續合作方面,Lululemon率先與Samsara Eco合作,推出首款酵素法回收尼龍6.6服裝。Lululemon的運動休閒服產品採用大量尼龍纖維做為原料,其中Align瑜珈服裝系列更採用超過80%的尼龍作為主要原料,Lululemon更希望商品壽命結束後,在不犧牲品質情況下,可以將Align瑜珈褲回收,並再製成新的瑜珈褲。為實現這一目標,與Samsara Eco合作,使用Samsara Eco從終端紡織品中提取尼龍6.6,並製造出回收再生尼龍纖維,成功開發出世界首款來自紡織廢料的回收尼龍6.6 Swiftly Tech長袖上衣樣品。Swiftly樣品中超過90%的尼龍是使用Samsara Eco的酵素回收製程所生產,樣品與其他使用原生尼龍6.6纖維所生產之服裝具有相同的貼合度、觸感和功能。

三、結論

分析近年來全球再生纖維占比,雖然在2018~2020年期間從7.2%擴大至8.1%,但在2022年卻下降至7.9%,在全球纖維生產量呈現成長趨勢的前提下,可以預見的是全球纖維生產若不儘快大幅減少對石化原材料的依賴,將難以實現2030年全球溫室氣體減排45%的目標。

尤其目前全球再生聚酯纖維的主要料源仍是來自於寶特瓶回收(99%),聚酯系的紡織品到紡織品回收系統仍處於開發階段,佔所有再生聚酯纖維比例仍低於1%;因此若要再大幅擴大再生聚酯纖維的產量,勢必要擴大紡織品到紡織品的回收再製能力。而法國Carbios與澳洲Samsara Eco是目前在開發酵素分解聚酯纖維技術方面最早進入規模經濟量產階段的2家國際廠商,同時分別已經和多家國際紡織品牌商進行聯盟合作,相信未來在紡織品到紡織品回收體系的影響力指日可待。
 

(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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