Wij zijn afhankelijk van fossiele koolstof, die gepaard gaat met een grote voetafdruk, weinig recycling en microplastics. Hoe nu verder?
Geschreven door Asta Partanen en Michael Carus. Meer informatie over cellulosevezels en de conferentie die nova-Instituut daarover organiseert in Keulen, op 12 en 13 maart 2025: Cellulose Fibres Conference.
Een dilemma
De ontwikkeling van de vraag naar textielvezels vanaf 1960 (zie figuur 1 en tabel 1) laat zien hoe de textielindustrie zich in de nesten heeft gewerkt. In 1960 waren ongeveer 95% van alle textielvezels van natuurlijke oorsprong, uit natuurlijke koolstof, en er was geen probleem met microplastics, alle vezels waren biologisch afbreekbaar. De enorme groei – 650% tussen 1960 en 2023 – kon alleen worden tegemoet gekomen met synthetische vezels uit de chemische en plasticindustrieën. Hun aandeel groeide van 3% in 1960 tot 68% in 2023; en van minder dan 700.000 ton tot 85 miljoen ton/jaar (The Fiber Year 2024). De nieuwe vezels dekten een grote hoeveelheid eigenschappen. Ze konden zelfs vroeger onbekende eigenschappen hebben. Bovenal kon het volume snel worden opgevoerd tegen betrekkelijk lage prijzen, dankzij een krachtige en innovatieve chemische en plastics-industrie.
Tegelijkertijd is de duurzaamheid afgenomen, de koolstof-footprint van het textiel is sterk toegenomen, en er is een nieuw probleem opgekomen, dat van de microplastics. De eerste stap zou moeten zijn een sterke toename van het aandeel recyclebare vezels, de enige manier om de afhankelijkheid van fossiele koolstof te verminderen (vooral die van aardolie), en zo de footprint omlaag te brengen. Maar hoe kunnen we dit bereiken? Volgens de definities van het Renewable Carbon Initiative komt hernieuwbare koolstof van biomassa, CO2 en recycling: van boven de grond. Dit zal ook bijdragen aan het probleem van klimaatverandering, het probleem dat we fossiele koolstof uit de aardkorst halen en bovengronds gebruiken – zodat het in de atmosfeer terecht komt.
Wat kunnen katoen, boomschors en wol bijdragen?
De productie van katoenvezel kunnen we vrijwel niet meer laten groeien; deze stagneert tussen 20 en max. 25 miljoen ton/jaar. Er is vrijwel geen ruimte voor méér gecultiveerd land, terwijl het bestaande areaal geleidelijk aan verzilt door irrigatie. Er zijn veel bestrijdingsmiddelen nodig, behalve voor de 1% organische katoen. Het marktaandeel milieuvriendelijk katoen – gedefinieerd door erkende programma’s – daalt van 27% van de totale katoenproductie in 2019/20 tot 24% in 2020/21, na jaren van groei (Textile Exchange, October 2022: Preferred Fiber & Materials Market Report).
Schorsvezels als jute (75%), vlas, hennep, ramie of kenaf hebben een enorme verbetering in hun technologie nodig en kapitaalinvestering nodig. Toch zullen ze waarschijnlijk duurder blijven dan katoen, gewoon doordat hun vezels veel moeilijker zijn de behandelen. Bijvoorbeeld het scheiden van de vezel van de stengel, bij katoen niet nodig omdat katoen een vrucht is. Als bron van cellulosevezel zullen schorsvezels duurder blijven dan hout.
Hoewel schorsvezels duurzame zijn dan veel andere vezels, is het onwaarschijnlijk dat er veel zal veranderen – tenzij China zich toelegt op schorsvezels als vervanging van katoen. Daar waren plannen voor, maar deze zijn opgeschort vanwege technologische problemen.
Meer eigenschappen
Cellulosevezels zijn de enige biologische en biologisch afbreekbare vezels met een ruim toepassingsgebied, die snel kunnen worden opgeschaald. De grondstof kan maagdelijk hout zijn, of allerlei cellulose-afval uit bosbouw, landbouw, katoen-, textiel- en papierverwerking. Het is essentieel, het aandeel cellulosevezels te vergroten, willen wij aan de uitdagingen aan de textielindustrie op het gebied van duurzaamheid het hoofd bieden.
Katoenvervangers zijn onder meer viscose, lyocell, modal, acetaat en cupro. Het aandeel door FSC en/of PEFC gecertificeerde katoenvervangers nam toe van 55-60% in 2020 tot 60-65% in 2021. Het marktaandeel ‘gerecyclede katoenvervangers’ nam toe tot ongeveer 0,5%. Er wordt veel onderzoek aan gedaan. Daardoor is de verwachting dat het aandeel gerecyclede katoenvervangers de komende jaren flink zal groeien. (Textile Exchange, October 2022: Preferred Fiber & Materials Market Report)
De CEPI-studie Forest-Based Biorefineries: Innovative Bio-Based Products for a Clean Transition identificeerde 143 bioraffiaderijen in Europa, waarvan 126 in werking en 17 gepland. De meeste hiervan werken op basis van chemische pulpverwerking (67%) – het voorstadium van cellulosevezels. De meeste bioraffinaderijen staan in Zweden, Finland, Duitsland, Portugal en Oostenrijk. Maar al in 18 Europese landen staan bioraffinaderijen op stapel – of ze zijn al in werking.
Het wereldwijde rapport ‘Is there enough biomass to defossilise the Chemicals and Derived Materials Sector by 2050?’ (te verschijnen eind februari 2025, te verkrijgen bij renewable-carbon.eu/publications) laat hoge groei zien in chemische pulp (van 9 tot 44 miljoen ton in 2050, een groei van 406%); in cellulosevezels (van 7 in 2020 tot 38 miljoen ton in 2050, een groei van 447%); en in cellulosederivaten (van 2 in 2020 tot 6 miljoen ton in 2050, een groei van 190%).
Biosynthetische stoffen – gebaseerd op groene grondstoffen en CO2
Een uitstekende mogelijkheid om het aandeel synthetische vezels terug te dringen is het vergroten van het aandeel ‘groene’ polymeren (ook ‘biosynthetische stoffen genoemd), vanwege hun uiteenlopende eigenschappen. Al zal dit wel enige tijd nemen, omdat hun aandeel nu nog onder de 0,5% ligt. Er zijn vele mogelijkheden, zoals polyesters (PLA, PTT, PEF, PHA), polyolefinen (PE/PP), en groene PA vezels uit castorolie. PTT bijvoorbeeld heeft een stevige voet aan de grond in de kledenmarkt in de VS, net als PLA in de markt van hygiënische artikelen. Al deze stoffen zijn van groene oorsprong, howel slechts een paar ook biologisch afbreekbaar zijn (PLA, PHA).
Biosynthetische stoffen zijn slechts een van de vele toepassingen van groene polymeren. In het algemeen zijn er momenteel 17 groene polymeren commercieel verkrijgbaar; met een totale geïnstalleerde capaciteit van 4 miljoen ton in 2023. Tien van deze groene polymeren worden gebruikt als biosynthetische stoffen. De productie van deze stoffen bedraagt meer dan een miljoen ton (nova rapport: Bio-based Building Blocks and Polymers – Global Capacities, Production and Trends 2023–2028).
In principe kunnen vele vezels ook uit CO2 worden gemaakt. Maar hierbij moeten techniek en productievermogen ontwikkeld worden, misschien samen met het maken van duurzame vliegtuigbrandstoffen uit CO2 – iets dat verplicht zal worden.
Circulaire economie – recycling van textielvezels en vezel-tot-vezel recycling
De textielindustrie staat op een draaipunt. Duurzaamheid is niet langer een mogelijkheid maar een noodzaak. De druk om een circulaire economie te aanvaarden groeit, nu het steeds duidelijker wordt wat het milieueffect is van productie en weggooien van textiel.
Een veel belovende oplossing is het omzetten van afgedankt textiel in nieuwe vezels (vezel-tot-vezel recycling). Bij dit proces wordt textiel omgezet in nieuwe goede vezels, waarmee de afvalcirkel wordt gesloten. In de Europese Unie is hiermee voortgang geboekt; maar er zijn nog steeds uitdagingen, vooral bij het opschalen van de technieken, gebrek aan inzamelingssystemen en het behandelen van gemengde afvalstromen. Europa brengt ongeveer 6.95 (1,25 + 5,7) miljoen ton textielafval per jaar voort. Daarvan wordt slechts 1,95 miljoen ton afzonderlijk ingezameld, en 1,02 ton wordt behandeld: recycling of opvulling (figuur 3).
Met het recyclen van textiel verlagen we de vraag naar maagdelijke vezels, iets wat toch al noodzakelijk zal zijn voor de footprint van textiel. Het aandeel gerecyclede vezels nam een beetje toe van 8,4% in 2020 tot 8,9% in 2021, vooral door meer PET-vezels uit de recycling van PET-flessen. Toch komt in 2021 minder dan 1% van de wereld-vezelmarkt uit gerecycled textiel (gebruikt en ongebruikt) (Textile Exchange, October 2022: Preferred Fiber & Materials Market Report). Door nieuwe Brusselse regels voor recycling in een gesloten kringloop zou de recycling van flessen het gebruik van PET vezels in de textielindustrie kunnen bedreigen. Waardoor er een terugval kan komen in recycling in de textielindustrie, tot logistiek en technologie voldoende ontwikkeld zijn om textiel op grote schaal te recyclen. Iets wat toch al noodzakelijk zal zijn om de circulaire economie te ontwikkelen. Er is een aantal onderzoeksprojecten onderweg om hiervoor oplossingen te vinden.
De toekomst van duurzaam textiel
De duurzame textielindustrie van de toekomst zal worden gebouwd op een basis van katoenvezels en snelgroeiende cellulosevezels,; later krachtig gesteund door synthetische vezels op basis van groene grondstoffen en CO2 (‘biosynthetics’), en krachtige recycling van alle soorten vezels. Deze combinatie kan uiteindelijk tegen 2050 de meeste fossiele vezels vervangen.
Interessant? Lees dan ook:
Nieuwe materialen uit groene grondstoffen
Vezels van de toekomst 2: cellulosevezels uit hout
Chemische complexiteit behouden in de groene chemie