“雙碳”視角下廢舊紡織物循環(huán)再利用的發(fā)展研究

盧曉紅，陳春明，賴泳杏

（廣西大學(xué)行健文理學(xué)院，廣西 南寧 530005）

據(jù)國際數(shù)據(jù)的統(tǒng)計，全球每年新產(chǎn)生的廢舊紡織物大約為4 000萬t，如果處理得不夠合理，會導(dǎo)致環(huán)境再污染，最終影響地球生態(tài)系統(tǒng)的平衡。我國生態(tài)環(huán)境面臨嚴峻的問題，緩解當前生態(tài)環(huán)境壓力的有效方式之一就是推動廢舊紡織物循環(huán)再利用，低碳、環(huán)保、綠色成為發(fā)展的主流趨勢。中國作為紡織品生產(chǎn)和消費大國，同樣也面臨廢舊紡織物回收再利用率不高這一嚴峻的問題。截至2020年，中國廢舊紡織物產(chǎn)生量約為2 200萬t，但只有約20%的循環(huán)利用率。由此可知，當前中國廢舊紡織物循環(huán)利用領(lǐng)域的研究尚未成熟，同時也表明，我國廢舊紡織物循環(huán)利用技術(shù)和研究水平仍有很大的提升空間。本研究主要研究廢舊紡織物對“雙碳”發(fā)展目標的重要性以及廢舊紡織物回收的應(yīng)用性，為更好地促進該領(lǐng)域的發(fā)展提供參考。

1 廢舊紡織物循環(huán)再利用的發(fā)展背景

1.1 政策背景

中國作為世界上第二大經(jīng)濟體、全球綠色經(jīng)濟技術(shù)領(lǐng)先者，在國際社會上的地位越來越重要。目前，我國社會對優(yōu)美的生態(tài)環(huán)境愈加重視，充分體現(xiàn)出大眾對美好生活的追求。為了更好、更快地構(gòu)建人類命運共同體，推動我國實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標，我國公開宣布了“碳達峰、碳中和”這一目標愿景[1]。在此背景下，我國廢舊紡織物回收產(chǎn)業(yè)獲得了新的發(fā)展機遇。此前，國家發(fā)改委等部門在《關(guān)于加快推進廢舊紡織品循環(huán)利用的實施意見》中一致提出，到2025年，我國要初步建立廢舊紡織品循環(huán)利用體系，廢舊紡織品循環(huán)利用率達到25%，廢舊紡織品再生纖維產(chǎn)量提升至200萬t左右；到2030年，形成更加完善的廢舊紡織品循環(huán)利用體系，不斷拓展廢舊紡織品高值化利用途徑。這一意見的發(fā)布對促使廢舊紡織品行業(yè)在“雙碳”背景下更快、更好地發(fā)展具有現(xiàn)實指導(dǎo)意義。

1.2 環(huán)境背景

受世界經(jīng)濟不確定性加劇和國際政治形勢愈發(fā)復(fù)雜的影響，全球發(fā)展步伐有所放緩，綠色低碳和經(jīng)濟循環(huán)這一趨勢在全球發(fā)展中日益凸顯。世界各國都面臨氣候變化的問題，溫室氣體的快速增加導(dǎo)致地球生態(tài)環(huán)境逐漸失衡。針對這一問題，各國紛紛采取行動，共同制定保護環(huán)境和節(jié)約資源的條約，以此減少溫室氣體的產(chǎn)生與排放。我國也特別提出“碳達峰、碳中和”目標，并采取相應(yīng)的措施。調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)等方式成為我國實現(xiàn)節(jié)能減排這一目標的有效措施。我國近88%的二氧化碳排放來自能源系統(tǒng)，能源結(jié)構(gòu)亟需從高碳能源向低碳能源轉(zhuǎn)變。廢舊紡織物循環(huán)再利用迎合了這一轉(zhuǎn)變，有效緩解了我國資源供應(yīng)緊張的壓力，對節(jié)約資源、減污降碳有著深遠的意義。

2 國內(nèi)外廢舊紡織物循環(huán)再利用的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 國外廢舊紡織物回收再利用的發(fā)展現(xiàn)狀

從專利技術(shù)上來看國外廢舊紡織物回收利用的現(xiàn)狀，全球廢舊紡織物涉及的層面有回收再利用途徑、處理裝置以及再生產(chǎn)品。在發(fā)展過程中，全球廢舊紡織物回收再利用可以分為兩個階段，即緩慢發(fā)展階段和快速增長階段。在緩慢發(fā)展階段（2001—2009年），廢舊紡織物回收再利用專利申請以方法類的專利為主，數(shù)量少并且專利年平均申請量停留在20～30件，裝置和產(chǎn)品類專利年平均申請量甚至還不夠20件。在快速增長階段（2010—2020年），2010年，方法類專利年平均申請量已經(jīng)突破50件；到了2018年，裝置類別的發(fā)明專利數(shù)量高達163件，發(fā)展速度喜人。這兩個階段的成功過渡離不開國外企業(yè)在廢舊紡織物回收問題上的多次嘗試。在21世紀的今天，國際廢舊紡織物高值化再利用率和機械性能都得到了較大提升，有效降低了廢舊紡織品對環(huán)境的污染，國外廢舊紡織物回收產(chǎn)業(yè)已經(jīng)發(fā)展到比較成熟的階段。

2.2 國內(nèi)廢舊紡織物回收再利用的發(fā)展現(xiàn)狀

從國內(nèi)技術(shù)角度看，制約廢舊紡織品回收再利用的關(guān)鍵在于回收再利用的方法和裝置。從專利申請的數(shù)據(jù)表現(xiàn)來看，廢舊紡織品回收再利用的方法和裝置專利占比分別為49%和42%。為了進一步了解廢舊紡織品回收再利用技術(shù)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，可借助國際專利分類（International Patent Classification，IPC）號對該主題相關(guān)專利進行解讀，廢舊紡織品回收再利用專利技術(shù)涉及最多的細分領(lǐng)域為B28B（成型材料預(yù)處理），其次為C08J（配料工藝過程）、B09B（固體廢物處理）、C08L（高分子化合物的組合物）等IPC分類號。廢舊紡織品回收再利用方法主要可以歸納為兩種類型：一是物理處理法，主要是利用相關(guān)機械設(shè)備處理廢舊衣物，涉及廢舊紡織品初步回收分揀、纖維織物結(jié)構(gòu)拆解、表面清潔消毒等預(yù)處理以及纖維破碎研磨粉碎、熔融與添加助劑等過程。以上環(huán)節(jié)對應(yīng)的IPC分類號為B29B、D01G（纖維預(yù)處理）、B02C（一般破碎、研磨或粉碎）、B29C（塑料的成型和連接）。二是化學(xué)處理法，主要是將現(xiàn)有纖維聚合物降解為低聚物或單體，然后以低聚物或單體為原料進行二次聚合成纖維母料的過程，該過程涉及的IPC分類號為C08J、C08L、D01F（制作人造長絲的化學(xué)特征）、C08K（使用無機物作為配料）、C04B（氧化鎂及其組合物）?；瘜W(xué)處理法對原料純度有較高的要求，而物理處理法適用范圍更廣，因為其受原料的限制程度低。在技術(shù)的限制下，目前國內(nèi)廢舊紡織品回收再利用通常使用物理處理法。相比之下，國內(nèi)廢舊紡織品回收有三大特點，即起步晚、回收率低、技術(shù)有待提高。

3 廢舊紡織物回收的應(yīng)用性探討

在對廢舊紡織物進行循環(huán)再利用時，首先要將廢舊紡織物中的“廢”與“舊”明確區(qū)分。廢紡織物指在紡織物加工過程中產(chǎn)生的殘料；舊紡織物指被人們淘汰的已經(jīng)使用過的紡織制成品。只有明確區(qū)分廢舊紡織物中的兩大類型，才能有效利用廢舊紡織物循環(huán)系統(tǒng)，物盡其用。在回收廢舊紡織物時，大致可以分為兩種途徑：一種是線上下單+上門回收的方式，另一種是驛站自主投放的回收方式。不論是哪種回收方式，在廢舊紡織物回收中都起到了重要的橋梁作用，將人們閑置、淘汰的廢舊紡織物聚集起來。廢舊紡織物的回收與處理方式如圖1所示，廢舊紡織物回收分煉廠通過嚴格的分揀和挑選，再分別提供給不同廠家進行不同的處理，最后加工應(yīng)用于農(nóng)業(yè)用品、環(huán)保布藝勞保用品、服裝發(fā)飾和能源轉(zhuǎn)化等領(lǐng)域，提高廢舊紡織物的回收利用率，使廢舊紡織物得到最大限度的利用，實現(xiàn)減污降碳。

圖1 廢舊紡織物回收再利用模型

3.1 農(nóng)用紡織品

在農(nóng)業(yè)用非織造布出現(xiàn)之前，塑料薄膜在我國農(nóng)業(yè)領(lǐng)域被廣泛用作地膜。塑料薄膜主要由烯烴類高分子聚合物構(gòu)成，大規(guī)模使用塑料薄膜會使農(nóng)膜殘片進入農(nóng)田，嚴重破壞土壤的物理性質(zhì)、土壤化學(xué)和土壤團粒結(jié)構(gòu)。同時，土壤里的廢棄塑料膜會阻擋土壤中的水汽運動，縮小土壤空隙度，導(dǎo)致土壤中的空氣交換受阻，使土壤中的二氧化碳濃度提高，不利于農(nóng)作物的生長[2]。相較于以往用在農(nóng)業(yè)地膜上的塑料薄膜，我國從廢舊紡織物中抽出長短不一的纖維和棉絲，形成了農(nóng)業(yè)用非織造布，具有透濕性好、透氣率高、質(zhì)地輕薄等特點，符合農(nóng)作物對濕度、溫度和透氣性好的要求。

3.2 環(huán)保布藝勞保用品

廢舊紡織物通過特定設(shè)備進行分類再撕碎開松，然后用廢纖維和再生纖維制作成纖維團，通過擠壓捆綁固定，經(jīng)過處理合成后可以制作成保溫材料、隔音材料、建筑物土工材料，經(jīng)過細化處理后可以制作成工業(yè)拖把布、工業(yè)用擦拭布、勞保手套、布藝安全帽以及環(huán)保布袋等產(chǎn)品。質(zhì)量差的紡織物被碾壓粉碎后可以直接用作建筑以及家具領(lǐng)域的填充材料。廢舊紡織物循環(huán)再利用充分發(fā)揮了其剩余價值，提升了廢舊紡織物高值化利用率，延長了紡織產(chǎn)業(yè)鏈。

3.3 服裝發(fā)飾

品相較好的舊紡織物經(jīng)過消毒、褪色等處理后可以再次利用。首先，一些七成新以上、品相好的舊紡織物，在清洗、消毒、熨燙等環(huán)節(jié)之后可以進行一定的衛(wèi)生處理，然后銷往國外，例如非洲、拉美和印度等偏遠的經(jīng)濟落后地區(qū)。其次，部分有破洞的舊衣物可再生處理，制作成再生紗線、再生棉，變成一圈圈全新的織布紗線，成為新衣物的原料。最后，一些舊紡織物可以改造款式，如改窄、改短、剪袖子、加花邊、加亮片等，使衣物面貌煥然一新。在發(fā)飾方面，可以利用一些舊紡織物裁剪剩下的較好的布料，經(jīng)過褪色、裁剪設(shè)計或者重新印染的方式做成發(fā)圈、發(fā)箍和發(fā)夾等。

3.4 能源轉(zhuǎn)化

具有二次再利用潛力的舊紡織物可以加工成農(nóng)業(yè)用紡織品、環(huán)保布藝勞保用品和服裝發(fā)飾，剩下的紡織殘料和不能重新利用的廢紡織物由運輸機運送至進雙軸剪切式破碎機進行破碎，破碎后的物料經(jīng)過磁選機篩選出可用的磁性金屬，剩余物料再通過壓縮成型機與其他破碎的固廢物料混合制成熱值高、排放量比化石和煤油燃料碳少的廢棄物衍生燃料（Refuse Derived Fuel，RDF）棒，具有熱值高、燃燒穩(wěn)定、易于運輸和二英類物質(zhì)排放量低等特點?？梢詫DF燃料棒送至火力發(fā)電廠進行焚燒發(fā)電或者用于熱電聯(lián)產(chǎn)項目。與原生材料的加工生產(chǎn)相比，回收再利用廢舊紡織物并進行能源轉(zhuǎn)化減少了二氧化碳和有害氣體的產(chǎn)生，符合減污降碳的要求，節(jié)約了能源。

4 廢舊紡織物循環(huán)再利用助力“雙碳”目標的實現(xiàn)

在全球紡織纖維加工總量中，中國的紡織纖維產(chǎn)量占50%以上，是紡織品生產(chǎn)大國。隨著我國每年生產(chǎn)大量紡織纖維和棉絲用于加工制作衣物，廢舊衣物數(shù)量也飛快增長。如果不對廢舊衣物進行合理、科學(xué)的再生利用，而是隨意進行填埋和焚燒，不僅會對我國土壤造成嚴重的污染，還會大大浪費再生資源。廢舊紡織物主要通過廢舊紡織品回收企業(yè)舊衣物回收箱App線上預(yù)約品牌企業(yè)、流動攤販和慈善機構(gòu)等途徑，回收閑置在家或者被丟棄的廢舊紡織品進行再利用和再生利用。再利用主要是用于二手交易或者慈善捐贈，再生利用主要是通過化學(xué)或者物理工藝生產(chǎn)紡織纖維、大棚保溫被、汽車內(nèi)飾、建材產(chǎn)品、生態(tài)修復(fù)材料、文化創(chuàng)意產(chǎn)品等再生利用工制品，有效利用廢舊紡織物，才是真正將減污降碳這一目標貫徹落實。中國紡織工業(yè)聯(lián)合會指出：每利用1.0 kg廢舊紡織品，可降低3.6 kg二氧化碳排放量，節(jié)約6 000 L水，減少0.3 kg化肥和0.2 kg農(nóng)藥的使用量[3]。廢舊紡織品循環(huán)利用既是中國循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展的一部分，也是保護環(huán)境和減污降碳的有力舉措。

5 結(jié)語

隨著中國經(jīng)濟社會的發(fā)展，國內(nèi)紡織行業(yè)獲得了穩(wěn)步迅速的發(fā)展。衣物設(shè)計日漸個性新穎，衣物更新周期趨于穩(wěn)健縮短，極大地推動了服裝制造業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級。當前，我國服裝產(chǎn)業(yè)發(fā)展進入更新?lián)Q代的快速階段，供需交易越來越頻繁，衣物越產(chǎn)越多，紡織物的廢棄量也相應(yīng)增加。面對規(guī)模日益龐大的廢舊紡織品，我國要繼續(xù)規(guī)劃整頓回收循環(huán)再利用體系，爭取早日實現(xiàn)突破回收再利用技術(shù)難關(guān)這一目標，要積極吸收和借鑒國外優(yōu)秀有益的廢舊紡織物回收再利用技術(shù)，加以創(chuàng)新并為我國使用，整合相關(guān)資源和技術(shù)力量攻關(guān)，使國家廢舊紡織品的回收利用效率得以提高，減少資源浪費現(xiàn)象，緩解資源緊缺壓力，使該產(chǎn)業(yè)朝著綠色、低碳、集約的方向發(fā)展，穩(wěn)中向好，造就我國廢舊紡織物回收再利用技術(shù)研究領(lǐng)域的騰飛，最終促進“碳循環(huán)”頂尖發(fā)展，助力“雙碳”目標加速實現(xiàn)。